Medicininis titanas

Kas yra Titanas?

Titano medžiagos kasdieniame gyvenime buvo naudojamos ilgą laiką. 1930-ieji buvo šiuolaikinių biomedicininių funkcinių medžiagų pradžia. Iš pradžių nerūdijantis plienas buvo sukurtas naudoti medicinoje ir implantams. Antroji medžiaga yra lydinys, pagamintas iš kobalto. Titanas ir jo lydinys maždaug septintajame dešimtmetyje tapo naujausios kartos metalinėmis biomedžiagomis. Nuo pat įsimintiniausios išvaizdos titanas buvo vaizduojamas kaip stebuklingas metalas ir sulaukė daugybės svarstymų.

Kodėl titanas toks unikalus?

Titanasyra pereinamasis metalas, pasižymintis dideliu stiprumu ir mažu tankiu. Įvairiomis sąlygomis jis atsparus korozijai. Visų pirma, titanas yra latentinis ir atsparus kūno skysčiams ir audiniams. Tai yra tariamas biologinis suderinamumas ir vartojimo kliūtys. Jie yra esminiai reikalavimai taikymui medicinoje.

Pagrindinės titano, nerūdijančio plieno ir kobalto lydinio savybės pateiktos 1 lentelėje. Mažiausias titano tankis yra 4,51 g/cm-3, o didžiausias tankis yra 8 g/cm-3 titano. Nerūdijantis plienas. Titano stiprumo ir tankio santykis yra daug didesnis – 76 kNm/kg esant tokiam pat tempimui. 63 kNm/kg stiprumas/tankis yra 20 procentų stipresnis nei nerūdijantis plienas. Titano tamprumo modulio vertė yra tik pusė kobalto lydinio ir įprasto nerūdijančio plieno. Jis daug labiau panašus į žmogaus kaulą. Be to, titanas turi mažą šiluminį plėtimąsi ir laidumą, todėl jis nėra feromagnetinis.

Titanas ir jo kompozitas pasižymi naudingiausiomis savybėmis, todėl jie puikiai veikia raumenų sveikatą, įdėklus ir rūpestingus instrumentų laukus. Baoji miesto Changsheng titano co. ltd yra titano ir Cu-Ni metalo malūnų ir gatavų gaminių gamintoja ir tiekėja iš pačių įvairiausių rūšių, matmenų ir frezavimo gaminių.

Mažiausias metalų kainas ir aukščiausius inžinerinius standartus rinkai siūlo baoji city changsheng titanium co. Ltd, kuri yra Kinijos titano gamybos centre. Įsitikinę, kad negalime būti geriausi dėl išlaidų ir kokybės, pateikėme savo išlaidų garantiją. Titanas yra pageidaujamas titano ir CuNi malūno ir gatavo produkto tiekėjų pasirinkimas visame pasaulyje.

Koks yra titano tankis?

Kadangi jį išgauti sudėtingiau, titano metalas nėra toks įperkamas kaip geležis, todėl jo panaudojimas dažniausiai būna specializuotas. Titano metalo savybės yra itin vertingos. Panašiai kaip aliuminis, jis sudaro ploną apsauginį oksido sluoksnį, kuris apsaugo nuo korozijos, todėl yra praktiškai inertiškas. Kadangi jo tankis yra 4,5 g/cm3, o tai yra žymiai mažesnis nei geležies, titano lydiniai yra svarbūs aviacijos ir kosmoso pramonei. Iš jo buvo pagaminta daug SR-71 Blackbird, kuris buvo greičiausias pilotuojamas orlaivis pasaulyje. Jis taip pat buvo naudojamas daugybei didelių keleivinių lėktuvų, tokių kaip „Airbuses“ ir „747“, variklių ir sklandytuvų gamybai.

Dėl savo atsparumo jūros vandeniui šis metalas naudojamas jūroje, pavyzdžiui, sraigto velenuose. Taip pat kalbama, kad rusai jį naudojo statydami povandeninius laivus. Titanas nėra nuodingas ir organizmas jo neišskiria. Kadangi jis taip pat jungiasi su kaulu, jis buvo naudojamas atliekant chirurgines procedūras, tokias kaip dantų implantai ir sąnarių, ypač klubo sąnarių, pakaitalai.

Kodėl titanas naudojamas implantams?

Dantų implantų rinka, kurios vertė visame pasaulyje siekia apie 4,6 mlrd. USD, atvėrė galimybę atkurti paciento dantų sveikatą ir funkcijas [6]. Dėl savo biologinio suderinamumo ir mažos kainos titano implantai yra dažniausiai naudojama medžiaga rinkoje.

Titanas yra bioinertiška medžiaga, kuri praktiškai nedaro žalingo poveikio aplinkiniams audiniams. Tačiau nepaisant to, kad medžiaga aprašo daugybę būdingų pranašumų, ji negali gerai integruotis su kaulo ir dantenų audiniu be tinkamo paviršiaus apdorojimo, todėl implantas gali sugesti. Prasta kaulų integracija yra šių gedimų priežastis, kurios turi įtakos implanto stabilumui kaule ir gali sukelti infekcijų bei uždegiminių procesų periimplantinėje erdvėje [7]. Siekiant sumažinti šias problemas, tiriami įvairūs paviršiaus apdorojimo būdai, siekiant užkirsti kelią kenksmingų bakterijų bioplėvelių susidarymui ir pagerinti kaulų integraciją. Nanotechnologijos padarė teigiamą poveikį odontologijoje, nes turi galimybę pristatyti paviršius su tam tikra geografija ir sintetiniu gaminiu, kad būtų galima pagerinti biologiškai suderinamas medžiagų savybes.

Ar chirurginis titanas yra magnetinis?

Metaliniai implantai yra ypač pažeidžiami dėl implantų migracijos ir radijo dažnio (RF) sukelto šildymo pavojaus, kurie abu gali pakenkti aplinkiniams audiniams, nes MRT aparatai naudoja galingus magnetus [11].

Remiantis tyrimais, implantams, kurie patikimai pritvirtinti prie kaulo, MRT sukeltas poslinkis įtakos neturi [1,12]. Atsižvelgiant į tai, kad nėra nuolatinių tyrimų, rentgeno spinduliai nerekomenduojami greitu pooperaciniu laikotarpiu pacientams, kuriems yra nesusijusių įdubimų, tokių kaip garbanos, kanalai ir stentai [6]. Kadangi implanto sūkurinės srovės yra lygiagrečios skaitytuvo statiniam magnetiniam laukui, teoriškai įmanomas RF šildymas. Bet kokiu atveju visi partnerių tyrimai atskleidė, kad šis temperatūros pokytis yra nesvarbus, o tai rodo, kad nerimas dėl radijo dažnio atšilimo žalos audiniams yra nepagrįstas.

Dėl vaizdo artefaktų, kuriuos sukelia metaliniai implantai, rezultatai gali būti neteisingai interpretuojami. Optimizavus nuskaitymo parametrus ir modifikuojant magnetinio rezonanso impulsų sekas, technologijų pažanga gali sumažinti vaizdo iškraipymą. Gydytojai, spręsdami, ar atlikti pacientų MRT, turi atsižvelgti į vaizdo gavimo privalumus, taip pat į implanto sukelto vaizdo iškraipymo galimybę.

MRT magnetinis laukas neturi įtakos titanui, nes jis yra paramagnetinė medžiaga. MRT gali būti saugiai naudojamas pacientams, kurie turi implantus, nes yra labai maža implantų sukeltų komplikacijų rizika. Tačiau lydiniai naudojami titano plokštėms, kurios naudojamos kaukolės ir veido srityje, gaminti. Kadangi MRT poveikį įtakoja lydinio sudedamųjų dalių dalis, reikia atlikti tikslesnius tyrimus.

Padirbtas jungtis ir klinikinis įterpimas

Bendras gyventojų skaičius per metus progresuoja. Norime gyventi ilgiau ir gyventi labai aktyvų gyvenimą šiandien. Su sportu, eismu ir kitų rūšių nelaimingi atsitikimai baigiasi traumomis. Akivaizdu, kad padirbtų siūlių susidomėjimas nuolat auga. Titanas ir jo kompozitai dažniausiai buvo naudojami įtaisytiems įtaisams gaminti, pavyzdžiui, kaulų plokštės, lūžių tvirtinimo varžtai, širdies vožtuvų protezai, širdies stimuliatoriai ir dirbtinės širdys yra dirbtinių sąnarių pavyzdžiai. Daugiau nei 100 milijonų pacientų visame pasaulyje kasmet gauna pakaitinę terapiją, o į pacientų kūnus įterpiama daugiau nei 1,000 tonos titano.

Šie metaliniai implantai turi būti mechaniškai suformuoti tam tikru būdu, kad išlaikytų savo funkcijas naudojimo metu. Kasdienės veiklos metu mes sulenkiame, sukame, suspaudžiame ir sutraukiame raumenis. Paveiktos nuovargio, trinties ir smūgių apkrovos, šios dirbtinės dalys neturi susidėvėti. Titanas yra 50 procentų lengvesnis nei nerūdijantis plienas, o stiprumo ir tankio santykis yra 20 procentų didesnis. Jis yra stipresnis ir lengvesnis. Tuo metu, kai jis įterpiamas į žmogaus kūną, jis sumažins kūno apkrovas. Pacientai galės laisviau judėti. Tarp dirbtinės dalies ir žmogaus kūno bus įtampa. Tamprumo modulio neatitikimas lemia vadinamąjį sąsajos įtempį. Iš 1 lentelės matome, kad tarp šių trijų medžiagų titanas turi mažiausią lankstumo modulį. Titano implantas ir žmogaus kaulas yra daug labiau mechaniškai suderinami.

Fiziologiškai organizmas atmeta nepažįstamas dalis. Po implantacijos operacijos dažnai pasireiškia klinikinis uždegimas, paraudimas ir niežėjimas, kai nerūdijantis plienas ir bendras lydinys naudojami kaip biomedžiaga. Titanas ir jo lydiniai yra gerai žinomi dėl savo biologinio inertiškumo. Jie yra ypač atsparūs korozijai žmogaus kraujo panardinimo aplinkoje. Jis gerai priešinasi žmogaus kraujui ir ląstelių audiniams, užtikrindamas didelį panašumą. Praktiškai nėra užteršimo ir nepalankių reakcijų, o tai nepaprastai veikia pacientų atsigavimą. Tuo pagrįstos daugybė titano pritaikymų.

Dėl puikaus biologinio suderinamumo komerciniu požiūriu grynas titanas (Cp Ti) paprastai laikomas geriausiu kandidatu. Tačiau ELI lydiniai Ti-6Al-7Nb, Ti-13Nb-13Zr, Ti-12Mo-6Zr ir Ti{ {6}}Al-4V taip pat plačiai naudojami medicininiuose implantuose. Tiesą sakant, pažiūrėkite į mūsų svetainę ir pasiteiraukite apie įvairius mūsų gaminius!

Ortopedijos įranga Kaulų deformacijų gydymas yra pagrindinis ortopedijos dėmesys. Norint padėti susuktam kūnui grįžti į normalią padėtį, reikalinga išorinė jėga. Raumenų sveikatos aparatūra turi tvirtai palaikyti ir priminti tinkamą kūno būklę. Išskyrus nusidėvėjimo kliūtis ir erozijos pasipriešinimą, čia laukiama nauja savybė yra formos atmintis. Formos atminties lydiniai, pagaminti iš titano ir nikelio, pasižymi dideliu stiprumu ir atminties savybėmis. Ti-Ni lydinys šiuo metu naudojamas bendroms kaulų plokštelėms, intrameduliniams nagams gaminti, apatinio žandikaulio vidinei fiksacijai, skoliozės korekcijai ir kitiems panašiems įtaisams gaminti.

Dantų implantai turi savo išskirtines savybes. Yra trijų rūšių dantų įtaisai: zigomatinis, osseointegruotas ir mini implantas, skirtas ortodontiniam tvirtinimui. Titanas buvo naudojamas kaip vainikėliai, karūnėlės vinys, fiksuoti tarpatramiai, porcelianiniai tarpatramiai, cementiniai tarpatramiai, dantų pakeitimo laikantys žiedai, pagrindai, sąsajos įtaisai ir tvirtinimo įtaisai. Titanas buvo naudojamas beveik visiems metaliniams protezų komponentams padengti.

Pradėkime nuo standartinės kaulų integracijos. „Šaknį“ arba „sėklą“ pirmiausia į žandikaulio kaulą įterps gydytojas. Jam nusistovėjus, danties antstatas susijungs su įdubimu. Po to ant jo atsiras naujas dantis. Čia yra kontrastas tarp klinikinio įterpimo ir dantų įterpimo. Medicininis implantas yra „klijai“ arba „sraigtas“, naudojamas sulaužytam kietajam audiniui sujungti, arba pažeisto kietojo audinio pakaitalas. Bet kokiu atveju, dantų įterpimas padėjo sukurti naują dizainą. Kaip intriguoja!

Šiai „paprastai“ procedūrai būtinos puikios šiluminės ir biologinio suderinamumo savybės. Gerdami sriubą ir valgydami šaldytą jogurtą, žmonės jausis karšta ir šalta, tačiau šie jausmai kyla iš burnos, o ne iš dantų. Sveikiems nebus jokios stimuliacijosdantų.

Titanas labai mažai plečiasi kaitinant. Tuo metu, kai titano pagrindu pagamintas įdėklas naudojamas kaip „šaknis“, jis neaugs ir nesusitrauks žmonių burnoje. Neseniai įrėmintas dantis liks ten, kur ir turėtų būti. Titano šilumos laidumas yra tik penktadalis nerūdijančio plieno, trečdalis aliuminio ir pusė vario. Kai naudojamas kaip vainikas, jis neprilips prie tikrųjų dantų struktūros. Dantų pulpa gali būti apsaugota nuo karščio ir šalčio stimuliacijos titanu.

Tiksliojo liejimo titanas naudojamas odontologijoje, nes turi didelį matmenų tikslumą, nesitraukia ir neturi burbuliukų. Šiuo metu 4 finansiškai nesumaišytas titanas (Cp Ti) yra unikaliai naudojamas dantų įterpimui. Jų ASTM klasė svyruoja nuo 1 iki 4. Visi jie turi mažą elektroninio laidumo laipsnį, didelę erozijos priešpriešą, termodinamines būsenas esant fiziologinėms pH vertėms, mažą dalelių išdėstymo polinkį skysčio sąlygomis ir 5-6 oksido izoelektrinį tašką.

Grynumas mažėja, o stiprumas didėja nuo 1 iki 4 laipsnio. 2 laipsnio titanas yra labiausiai žinoma žvaigždė dantų įterpimui. Jo mažiausia takumo riba yra 275 MPa, kuri prilygsta grūdintam austenitiniam grūdintam plienui. Kai reikia didesnio stiprumo, taip pat galima naudoti titano derinį. Kiti lydiniai, pvz., Ti-6Al-4V, taip pat naudojami įvairiuose kontekstuose.

Chirurginiai instrumentai

Pirmosios kartos chirurginiai instrumentai buvo pagaminti iš anglinio plieno, tačiau jų veikimas neprilygo klinikiniam naudojimui po galvanizavimo. Dažnai sukelia infekciją. Antros kartos nerūdijantis plienas yra austenitinis, tačiau chromo kiekis yra toksiškas ir daro tam tikrą poveikį organizmui.

Mechaninės savybės ir lankstumas yra pirmieji dalykai, į kuriuos reikia atsižvelgti gaminant chirurginius instrumentus. Metalas teikia pirmenybę specifiniam lankstumui, kad būtų galima neatsilikti nuo reikiamos formos be pasidavimo. Skalpeliai, pincetai ir žirklės yra pagrindinių chirurginių instrumentų, kurie yra ilgi ir ploni, pavyzdžiai. Kad prietaisas veiktų saugiai, jam reikia tam tikros jėgos. Jie turi būti pakankamai intensyvūs ir nesulūžti atliekant medicininę procedūrą. Chirurginiams instrumentams minimalus reikalingas modulis yra 100 GPa. Titano modulis yra 116 GPa.

Atliekant medicinines procedūras, instrumentai tiesiogiai pateikiami gyviems audiniams. Būtina turėti atsparumą korozijai, biologinį suderinamumą ir magnetines savybes. Titanas nėra nuodingas žmogaus audiniams. Tai nesukels jokios nejautrios reakcijos. Operacinėje retkarčiais atsiranda magnetinių laukų. Pavyzdžiui, rentgeno spinduliai sukuria patrauklų maždaug 1,5 teslos lauką. Šis patrauklus laukas gali įvairiais būdais paveikti rūpestingus instrumentus, įskaitant: žalingą judesį, kurį sukelia magnetinių laukų sąveika (raketos efektas), prietaiso šilumą, kurią sukelia radijo dažnio (RF) energijos nusėdimas, ir su prietaisu susijusią fotografiją. nepatraukli, patikima veiklos gerovė. Kadangi jis nėra magnetinis, jis taip pat pašalina galimybę pakenkti subtiliems elektroniniams implantams.

Sterilizacija po operacijos atliekama naudojant karštų garų purškimą aukštoje temperatūroje. Mikrobams ir ligoms valyti naudojami įvairūs valikliai. Prietaiso dydis ir paviršiaus kokybė po pakartotinio valymo neturėtų pasikeisti. Be to, žala turėtų būti nedidelė. Kiekvieną kartą, kai chirurgas naudoja instrumentą, jam reikia, kad jis tinkamai veiktų. Titano ir titano lydinių atsparumas korozijai yra puikus. Paskutinis, bet ne mažiau svarbus dalykas, dėl mažo titano svorio jis idealiai tinka mikrochirurgijai. Darbo temperatūra gali svyruoti nuo 150 iki 500 laipsnių Celsijaus. Chirurgo nuovargį galima sumažinti naudojant lengvus chirurginius instrumentus, ypač atliekant ilgas procedūras.

Medicininis titanas ir titano lydiniai yra aukštos kokybės metalai, kurie dažnai naudojami medicinos įrangoje. Lazeriniai katodai, dantų grąžtai ir žnyplės dažnai gaminami iš titano.

Baoji City Changsheng Titanium Co., Ltd. yra pirmaujanti gamintoja ir tiekėja, teikianti individualizuotus sprendimus įvairioms reikmėms. Mes glaudžiai bendradarbiaujame su jumis kiekviename gamybos proceso etape, siekdami užtikrinti, kad galutinis produktas atitiktų jūsų reikalavimus. Susisiekite su mumis arba nedelsdami paprašykite pasiūlymo, kad sužinotumėte daugiau.

Nuorodos: https://www.rsc.org/periodic-table/element/22/titanium

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9104688/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6369045/