orvosi titán

Az orvosi fémanyagokat, más néven sebészeti implantátum fémanyagokat főként diagnosztizálásra, kezelésre, valamint az emberi szövetek pótlására vagy javítására használják. Bár az elmúlt 20 évben a fém gyógyászati ​​anyagok fejlesztése viszonylag lassú volt az orvosbiológiai anyagokhoz, például polimer anyagokhoz, kompozit anyagokhoz, hibrid és származékos anyagokhoz képest, nagy szilárdsággal, jó szívóssággal, hajlítási kifáradásnak ellenálló képességgel és kiváló feldolgozhatósággal rendelkeznek. teljesítmény. Kiváló tulajdonságokkal rendelkezik, amelyeket sok más típusú orvosi anyag nem helyettesíthet, és a klinikai gyakorlatban a legszélesebb körben alkalmazott teherhordó implantátum anyag. Különösen a fém 3D nyomtatási technológia fejlődésével egyre szélesebb körben alkalmazzák a fém gyógyászati ​​anyagokat. A legfontosabb alkalmazások: törésrögzítő lemezek, csavarok, műízületek és foggyökér implantátumok.

Orvosi titánötvözet

Az orvosi titánötvözet (titán alapú ötvözet orvosbiológiai anyag) az egyik leginkább biokompatibilis fém, amely eddig ismert. Az 1940-es évek óta a titánt és a titánötvözeteket fokozatosan alkalmazzák a klinikai gyógyászatban. 1951-ben az emberek tiszta titánt kezdtek használni csontlemezek és csontcsavarok gyártásához. A -1970s évek közepén a titánt és a titánötvözeteket széles körben kezdték használni az orvostudományban, és az egyik legígéretesebb gyógyászati ​​anyaggá váltak. A titánt és a titánötvözeteket jelenleg elsősorban az ortopédia, különösen a végtagcsontok és a koponyák rehabilitációjában használják, különféle törési belső rögzítő eszközök, műízületek, koponyák és dura mater (1. ábra), műszívbillentyűk, fogak gyártására. , fogíny, konzolok, stb foglalatok és koronák. Közülük a legszélesebb körben használt orvosi titánötvözet a GR5 (Ti-6A1-4V). Az ötvözet szobahőmérsékleten tíz-béta kétfázisú vegyes szerkezetű, szilárdsága és egyéb mechanikai tulajdonságai oldatos kezeléssel és öregedéskezeléssel jelentősen javíthatók.

1. ábra Orvosi titánötvözet koponya orvosi alakú memóriaötvözetből készült szív- és érrendszeri stent

A titán és a titánötvözetek sűrűsége körülbelül 4,5 g/cm3, ami majdnem fele a rozsdamentes acél és kobaltötvözetek sűrűségének. Sűrűsége közel áll az emberi keményszövetéhez, biokompatibilitása, korrózióállósága és fáradtságállósága jobb, mint a rozsdamentes acél és a kobaltötvözetek. Jelenleg ez a legjobb fém gyógyászati ​​anyag. A titán és a titánötvözetek affinitása az emberi testtel abból a tényből fakad, hogy a felületen lévő sűrű titán-oxid (TiO2) passzivációs film a testfolyadékokban a kalcium- és foszfor-ionok lerakódását idézheti elő, ami bizonyos biológiai aktivitást és csontosodást mutat. képesség. Erős, különösen alkalmas intraosseus beültetésre. A titán és a titánötvözetek hátrányai az alacsony keménység és a rossz kopásállóság. Ha kopás lép fel, az először az oxidfilm tönkremeneteléhez vezet, majd a kopásos részecskék korróziós termékei bejutnak az emberi szövetekbe, különösen a Ti-6A{{ban található mérgező vanádium (V). 5}}V ötvözet az implantátum meghibásodásához vezet. A titán és titánötvözetek kopásállóságának javítása érdekében a titánból és titánötvözetből készült termékek felületét magas hőmérsékletű ion ammóniával vagy ionimplantációs technológiával lehet kezelni a felületi kopásállóságuk növelése érdekében. Az elmúlt években néhány új titánötvözetet (főleg -típusú ötvözetek) fejlesztettek ki, amelyek mindegyike a V, Al és más, az emberi szervezetre káros elemek csökkentésére, valamint a titánötvözetek biokompatibilitásának hatékony javítására összpontosít.