Медичний титан

Що таке титан?

Титанові матеріали давно використовуються в побуті. 1930-ті роки стали початком сучасних біомедичних функціональних матеріалів. Спочатку нержавіюча сталь була розроблена для використання в медицині та імплантації. Другим матеріалом є сплав з кобальту. Приблизно в 1960-х роках титан і його сплав стали найновішим поколінням металевих біоматеріалів. З часу своєї найбільш пам’ятної появи титан зображувався як дивовижний метал і отримав широкі міркування.

Чому титан такий унікальний?

Титанє перехідним металом, який має високу міцність і низьку щільність. За різних умов він стійкий до корозії. Зокрема, титан є латентним і стійким до рідин і тканин організму. Це передбачувана біосумісність і перешкода споживання. Вони є основними вимогами для застосування в медицині.

Основні властивості титану, нержавіючої сталі та кобальтового сплаву наведено в таблиці 1. Найнижча щільність становить 4,51 г/см-3 для титану, тоді як найвища щільність становить 8 г/см-3 для нержавіюча сталь. Титан має набагато вище співвідношення міцності до щільності 76 кНм/кг за тієї ж міцності на розрив. Маючи міцність/щільність 63 кНм/кг, він на 20 відсотків міцніший за нержавіючу сталь. Значення модуля пружності титану лише вдвічі менше, ніж у кобальтового сплаву та звичайної нержавіючої сталі. Це значно більше схоже на людську кістку. Крім того, титан має низьке теплове розширення та провідність, що робить його неферомагнітним.

Титан і його композит володіють надзвичайно корисними властивостями, що робить їх неймовірними результатами для здоров’я м’язів, вставок і ретельного використання інструментів. Baoji city Changsheng titanium co. ltd є виробником і постачальником титанового та медно-нікелевого металу, а також готової продукції в найповнішому діапазоні марок, розмірів і виробів.

Найнижчі ціни та найвищі інженерні стандарти для металів пропонує ринку компанія baoji city changsheng titanium co. ltd, яка розташована в центрі виробництва титану в Китаї. Впевнені, що ми не можемо бути кращими за ціною та якістю, ми надали нашу гарантію вартості. Титан є кращим вибором серед постачальників титану та нікелю міді та готової продукції по всьому світу.

Яка щільність титану?

Оскільки металевий титан складніше видобувати, він не такий доступний, як залізо, тому його застосування, як правило, є спеціалізованим. Властивості металевого титану надзвичайно цінні. Подібно до алюмінію, він утворює тонкий захисний оксидний шар для запобігання корозії, що робить його практично інертним. Оскільки його щільність становить 4,5 грама на см3, що значно нижче, ніж у заліза, титанові сплави важливі для аерокосмічної промисловості. Він використовувався для виготовлення багатьох SR-71 Blackbird, який був найшвидшим пілотованим літаком у світі. Його також використовували для виготовлення багатьох двигунів і планера великих пасажирських літаків, таких як Airbus і 747.

Через його стійкість до морської води цей метал використовується в морських цілях, таких як карданні вали. Також кажуть, що росіяни використовували його для будівництва підводних човнів. Титан не отруйний і не виділяється організмом. Оскільки він також з’єднується з кісткою, його використовували в хірургічних процедурах, таких як імплантація зубів і протезування суглобів, зокрема тазостегнових.

Чому титан використовується для імплантатів?

Ринок зубних імплантатів, вартість якого в усьому світі оцінюється приблизно в 4,6 мільярда доларів США, відкрив двері для відновлення здоров’я та функції зубів пацієнта [6]. Завдяки біосумісності та низькій вартості титанові імплантати є найпоширенішим матеріалом на ринку.

Титан є біоінертним матеріалом, практично не чинить згубного впливу на оточуючі тканини. Однак, незважаючи на низку притаманних переваг матеріалу, він погано інтегрується з кісткою та ясенною тканиною без належної обробки поверхні, що може призвести до руйнування імплантату. Погана остеоінтеграція є причиною цих несправностей, які впливають на стабільність імплантату в кістці та можуть призвести до розвитку інфекцій і запальних процесів у периімплантатному просторі [7]. Різні способи обробки поверхні для запобігання утворенню шкідливих бактеріальних біоплівок і покращення остеоінтеграції вивчаються як засіб зменшення цих проблем. Нанотехнології створили позитивні результати в стоматології, маючи можливість створювати поверхні з певною географією та синтетичні деталі для роботи з біосумісними якостями матеріалів.

Чи є хірургічний титан магнітним?

Металеві імплантати особливо вразливі до ризику міграції імплантату та нагрівання, спричиненого радіочастотами (РЧ), які можуть завдати шкоди навколишнім тканинам, оскільки машини МРТ використовують потужні магніти [11].

Згідно з дослідженнями, імплантати, які надійно прикріплені до кістки, не піддаються зсуву, спричиненому МРТ [1,12]. Враховуючи відсутність поточних обстежень, рентгенологічне дослідження не рекомендується в найближчому післяопераційному періоді пацієнтам з неураженими вузлами, такими як завитки, канали та стенти [6]. Оскільки вихрові струми імплантату паралельні статичному магнітному полю сканера, радіочастотний нагрів теоретично можливий. У будь-якому випадку, усі партнерські дослідження виявили, що ця зміна температури неважлива, демонструючи, що занепокоєння щодо шкоди тканинам від радіочастотного нагрівання невиправдані.

Артефакти зображення, викликані металевими імплантатами, можуть призвести до неправильного тлумачення результатів. Завдяки оптимізації параметрів сканування та модифікації послідовностей імпульсів магнітного резонансу технологічний прогрес може зменшити спотворення зображення. Лікарі повинні брати до уваги переваги візуалізації, а також можливість спотворення зображення, спричиненого імплантатом, коли вирішують, проводити чи ні МРТ пацієнтам.

Магнітне поле МРТ не впливає на титан, оскільки він є парамагнітним матеріалом. МРТ можна безпечно використовувати у пацієнтів з імплантатами, оскільки існує дуже низький ризик ускладнень, викликаних імплантатами. Однак сплави використовуються для виготовлення титанових пластин, які використовуються в черепно-лицьовій області. Оскільки на ефект МРТ впливає пропорція компонентів сплаву, необхідні більш точні дослідження.

Підроблений суглоб і клінічна вставка

Загальна популяція прогресує роками. Ми хочемо жити довше і жити дуже активним життям сьогодні. Усі нещасні випадки, пов’язані зі спортом, дорожнім рухом та інші, призводять до травм. Зрозуміло, що інтерес до контрафактного суглоба продовжує розвиватися. Титан і його композити зазвичай використовуються для виготовлення вбудованих гаджетів, наприклад, кісткових пластин, гвинтів для фіксації переломів, протезів серцевих клапанів, кардіостимуляторів і штучних серцев — усе це приклади штучних суглобів. Понад 100 мільйонів пацієнтів у всьому світі щорічно отримують замісну терапію, а в організм пацієнтів вводиться понад 1000 тонн титану.

Ці металеві імплантати повинні бути механічно сформовані певним чином, щоб зберегти свої функції під час використання. Під час повсякденної діяльності ми згинаємо, скручуємо, стискаємо та стискаємо м’язи. Піддаючись навантаженню від втоми, стирання та удару, ці штучні частини не повинні псуватися. Титан на 50 відсотків легший за нержавіючу сталь і має на 20 відсотків вище співвідношення міцності до щільності. Він міцніший і легший. У той момент, коли він вбудовується в тіло людини, це зменшить навантаження на тіло. Пацієнти зможуть вільніше пересуватися. Між штучною частиною і тілом людини виникне напруга. Невідповідність модуля пружності призводить до так званої напруги на поверхні розділу. З таблиці 1 ми можемо побачити, що титан має найменший модуль гнучкості серед цих трьох матеріалів. Титановий імплантат і людська кістка набагато більш механічно сумісні.

Фізіологічно організм відкидає незнайомі частини. Після операції з імплантації часто спостерігається клінічне запалення, почервоніння та свербіж, коли в якості біоматеріалів використовується нержавіюча сталь і комісійний сплав. Титан і його сплави відомі своєю біологічною інертністю. Вони надзвичайно стійкі до корозії в середовищі занурення в кров людини. Він добре протистоїть людській крові та клітинній тканині, гарантуючи велику схожість. Практично немає забруднень і несприятливих чутливих реакцій, що надзвичайно впливає на одужання пацієнтів. На цьому базуються численні програми Titanium.

Через його чудову біосумісність комерційно чистий титан (Cp Ti) зазвичай вважається найкращим кандидатом. Проте сплави ELI Ti-6Al-7Nb, Ti-13Nb-13Zr, Ti-12Mo-6Zr і Ti{ {6}}Al-4V також широко використовується в медичних імплантатах. Подивіться на наш сайт, щоб запитати про різні товари!

Обладнання для ортопедії Лікування деформацій кісток є основним напрямком ортопедії. Щоб допомогти скрученому тілу повернутися в нормальне положення, потрібна зовнішня сила. Засоби для здоров'я м'язів повинні забезпечувати міцну підтримку і нагадувати правильний стан тіла. Окрім запобігання зносу та протидії ерозії, новою властивістю, яка очікується тут, є пам’ять форми. Сплави з пам'яттю форми, виготовлені з титану та нікелю, мають як високу міцність, так і властивості пам'яті. Ti-Ni сплав в даний час використовується для виготовлення звичайних кісткових пластин, інтрамедулярних цвяхів, внутрішньої фіксації нижньої щелепи, корекції сколіозу та інших подібних пристроїв.

Зубні імплантати мають свої особливості. Існує три типи зубних імплантатів: виличні, остеоінтегровані та міні-імплантати для ортодонтичного кріплення. Титан використовувався як коронки, цвяхи для коронок, фіксовані проміжки, порцелянові проміжки, цементні проміжки, кільця, що тримають зубні протези, основи, пристрої для сполучення та зміцнення. Титан використовувався для покриття майже всіх металевих компонентів зубних протезів.

Почнемо зі стандартної остеоінтеграції. «Корінець» або «насіння» спочатку буде вставлено лікарем у щелепну кістку. Після того, як він осяде, надбудова зуба з’єднається з вкладенням. Після цього на його вершині з’явиться новий зуб. Ось контраст між клінічним і стоматологічним імплантами. Медичний імплантат – це «клей» або «гвинт», який використовується для з’єднання зламаної твердої тканини або заміни пошкодженої твердої тканини. У будь-якому випадку, дентальна імплантація допомогла створити новий дизайн. Як інтригуюче!

Ця «проста» процедура вимагає відмінних термічних і біосумісних властивостей. Коли ви п’єте суп і їсте заморожений йогурт, люди відчуватимуть жар і холод, однак ці почуття викликають рот, а не зуби. Для здорових не буде ніякої стимуляціїзуби.

Титан дуже мало розширюється при нагріванні. У той момент, коли вкладення на основі титану використовується як «корінь», воно не буде рости або зморщуватися в роті людини. Нещодавно зроблений зуб залишиться там, де він повинен бути. Теплопровідність титану становить лише одну п’яту від теплопровідності нержавіючої сталі, одну третину від алюмінію та половину від міді. Він не буде прилягати до структури справжніх зубів, якщо використовувати його як коронку. Зубна пульпа може бути захищена від тепла та холоду за допомогою титану.

Титан прецизійного лиття використовується в стоматології, оскільки він має високу точність розмірів, відсутність усадки та бульбашок. На даний момент 4 фінансово чистих титану (Cp Ti) унікально використовуються для стоматологічних вставок. Вони варіюються в класі ASTM від 1 до 4. Усі вони мають низький ступінь електронної провідності, високий опір ерозії, термодинамічний стан при фізіологічних значеннях pH, низьку схильність до розташування частинок у рідинних умовах та ізоелектричну точку оксиду 5-6.

Чистота знижується, а міцність зростає між класами 1 і 4. Титан класу 2 є найвідомішою зіркою для застосування в стоматологічних закладках. Він має найменший межа текучості 275 МПа, що еквівалентно відпущеній аустенітно-гартованій сталі. Якщо потрібна більш висока міцність, також можна застосувати комбінацію титану. Інші сплави, такі як Ti-6Al-4V, також використовуються в різних контекстах.

Хірургічні інструменти

Перше покоління хірургічних інструментів було виготовлено з вуглецевої сталі, але їхня продуктивність не відповідала показникам клінічного використання після гальванопластики. Часто призводять до інфікування. Нержавіюча сталь другого покоління є аустенітною, але вміст хрому є токсичним і має певний вплив на організм.

Механічні властивості та пластичність - це перше, що потрібно враховувати при виготовленні хірургічних інструментів. Пріоритет металу - особлива гнучкість, щоб підтримувати необхідну форму без здачі. Скальпелі, пінцети та ножиці є прикладами основних довгих і тонких хірургічних інструментів. Для безпечної роботи інструменту потрібна певна міцність. Вони повинні бути достатньо інтенсивними і не зриватися під час лікувальної процедури. Для хірургічних інструментів мінімально необхідний модуль становить 100 ГПа. Модуль титану становить 116 ГПа.

Під час виконання медичної процедури інструменти прямо підносяться до живої тканини. Необхідно мати стійкість до корозії, біосумісність і магнітні властивості. Титан не отруйний для тканин людини. Це не викличе ніякої несприйнятливої ​​реакції. В операційній час від часу виникають магнітні поля. Наприклад, рентген створює привабливе поле близько 1,5 Тесла. Це привабливе поле може впливати на обережні прилади по-різному, зокрема: шкідливий рух, спричинений взаємодією магнітних полів (ефект ракети), нагрівання приладу, викликане випромінюванням радіочастотної (РЧ) потужності, і пов’язана з приладом фотографія Титан є непривабливе, надійне благополуччя діяльності. Оскільки він немагнітний, він також виключає можливість заподіяння шкоди делікатним електронним імплантатам.

Стерилізація проводиться гарячою парою при високій температурі після операції. Для очищення від мікробів і хвороб використовуються різні миючі засоби. Розмір інструменту та якість поверхні не повинні змінюватися після повторних чищень. Крім того, повинно бути невелике пошкодження. Кожного разу, коли хірург використовує інструмент, він повинен працювати правильно. Стійкість до корозії титану і титанових сплавів відмінна. І останнє, але не менш важливе: мала вага титану робить його ідеальним для мікрохірургії. Робоча температура може коливатися від 150 до 500 градусів Цельсія. Втома хірурга може бути зменшена за допомогою легких хірургічних інструментів, особливо для тривалих процедур.

Медичний титан і титанові сплави є високоякісними металами, які часто використовуються в медичному обладнанні. Лазерні катоди, стоматологічні бормашини та щипці часто виготовляються з титану.

Baoji City Changsheng Titanium Co., Ltd. є провідним виробником і постачальником, який пропонує індивідуальні рішення для широкого спектру застосувань. Ми тісно співпрацюємо з вами на кожному етапі виробничого процесу, щоб гарантувати, що кінцевий продукт відповідає вашим вимогам. Щоб дізнатися більше, зв’яжіться з нами або запитайте пропозицію.

Посилання: 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/