Ieviest
Metāla materiāli jau sen ir ieviesti cilvēku dzīvē. Mūsdienu biomedicīniskie funkcionālie materiāli sākās 1930. gados. Sākotnēji nerūsējošais tērauds ir izstrādāts implantiem un medicīniskiem lietojumiem. Otrais materiāls ir sakausējums uz kobalta bāzes. Ap 1960. gadiem titāns un tā sakausējumi sekoja kā jaunākās paaudzes metāla biomateriāli. Kopš tā pirmsākumiem titāns ir pazīstams kā brīnummetāls, un tam ir pievērsta plaša uzmanība.
Kas padara titānu tik īpašu?
Kā pārejas metālam titānam ir zema blīvuma un augstas stiprības īpašības. Tas ir izturīgs pret koroziju dažādos apstākļos. Vissvarīgākais ir tas, ka titāns ir inerts un to neietekmē ķermeņa šķidrumi un audi. Tie ir tā sauktie biosaderība un izturība pret koroziju. Tie ir galvenā prasība medicīniskiem lietojumiem.
1. tabulā aprakstītas titāna, nerūsējošā tērauda un kobalta sakausējumu pamatīpašības. Titāna minimālais blīvums ir 4,51 g/cm-3, bet nerūsējošā tērauda blīvums ir 8 g/cm-3. Ar salīdzināmu stiepes izturību titāns beidzas ar augstāku stiprības un blīvuma attiecību 76 kN m/kg. par 20% augstāks nekā nerūsējošais tērauds (izturība/blīvums 63 kN m/kg). Titāna elastīgā moduļa vērtība ir tikai puse no parastā nerūsējošā tērauda un kobalta sakausējumu vērtības. Tas ir tuvāk cilvēka skeletam. Titāns ir arī feromagnētisks, un tam ir zema siltuma izplešanās un elektrovadītspēja.
Titānam un tā sakausējumiem ir dažas no visnoderīgākajām īpašībām, kas ir padarījušas tos ļoti veiksmīgus ortopēdijā, implantos un ķirurģiskajos instrumentos. Standard Titanium Co ir titāna un vara-niķeļa metāla velmēšanas rūpnīcu un gatavo produktu ražotājs un piegādātājs, kas aptver visplašāko velmētavu izstrādājumu klāstu, kategorijas un izmērus.
Standard Titanium Co atrodas Ķīnas titāna ražošanas centrā, kas tirgū ienes viszemākās cenas un augstākos metāla inženierijas standartus. Mēs esam pārliecināti, ka mēs nevaram pārspēt cenu un kvalitāti, un mēs esam uzsākuši cenu solījuma garantiju. Klienti visā pasaulē izvēlas Standard Titanium kā savu uzticamo un uzticamo titāna un vara-niķeļa dzirnavu un gatavo produktu piegādātāju.
Mākslīgās locītavas un medicīniskie implanti
Pasaules iedzīvotāji noveco. Tagad mēs dzīvojam ļoti aktīvu dzīvi un vēlmi dzīvot ilgāk. Traumu ir daudz spraigu vingrinājumu, ceļu satiksmes un citu negadījumu dēļ. Skaidrs, ka pieprasījums pēc mākslīgajām locītavām pieaug. Titānu un tā sakausējumus parasti izmanto implantējamu ierīču ražošanā, piemēram: mākslīgie gurni, mākslīgie ceļgali, kaulu plāksnes, lūzumu fiksācijas skrūves, sirds vārstuļu protēzes, elektrokardiostimulatori un mākslīgās sirdis. Visā pasaulē katru gadu vairāk nekā 100 miljoni pacientu saņem aizstājterapiju, un pacientiem tiek implantētas vairāk nekā 1000 tonnas titāna.
Mehāniski šiem metāla implantiem ir jābūt formā un lietošanas laikā jāpaliek funkcionāliem. Mūsu ikdienas aktivitātes ietver locīšanu, pagriešanu, saspiešanu un muskuļu kontrakcijas. Šīs cilvēka radītās detaļas nedrīkst degradēties, ja tās ir pakļautas nogurumam, nodilumam un trieciena slodzēm. Titāns ir par 50% vieglāks nekā nerūsējošais tērauds, un tam ir par 20% augstāka stiprības/blīvuma attiecība. Tas ir vieglāks un spēcīgāks. Implantējot cilvēka ķermenī, tas samazina slodzi uz ķermeni. Pacients jutīsies elastīgāks un aktīvāks. Būs spiediens starp mākslīgo daļu un cilvēka ķermeni. Tā saukto starpkonfesiju stresu izraisa elastīgā moduļu neatbilstība. Kā redzams no 1. tabulas, titāna elastīgais modulis ir zemākais starp trim materiāliem. Titāna implantu mehāniskā saderība ar cilvēka kaulu ir daudz labāka.
Fizioloģiski ķermenis noraida svešķermeņus. Ja nerūsējošais tērauds un kosakausējumi tiek izmantoti kā biomateriāli, iekaisums, apsārtums un nieze bieži redzami klīniski pēc implantācijas operācijas. Titāna un titāna sakausējumi ir labi zināmi bioloģiski inerti metāla materiāli. Tiem ir lieliska izturība pret koroziju cilvēka asiņu iegremdēšanas vidē. Tas ir ļoti izturīgs pret cilvēka asinīm un audiem, nodrošinot labu saderību. Praktiski nav piesārņojuma un alerģisku reakciju, ievērojami uzlabojot pacienta atveseļošanos. Tas ir pamats titāna plašai lietošanai.
Kopumā komerciāli tīrs titāns (Cp Ti) tiek uzskatīts par labāko kandidātu, jo tīrajam titānam ir vislabākā biosaderība. Bet Ti-6Al-7Nb, Ti-13Nb-13Zr, Ti-12Mo-6Zr un Ti-6Al-4V ELI sakausējumi tiek plaši izmantoti arī medicīniskos implantos. Apskatiet mūsu vietni, lai uzzinātu par mūsu daudzveidīgajiem piedāvājumiem!
Ortopēdiskās iekārtas
Ortopēdijas galvenais uzdevums ir pielāgot skeleta deformācijas. Savītam ķermenim ir nepieciešams ārējs spēks, lai palīdzētu tam atgriezties normālā stāvoklī. Ortopēdiskajām ierīcēm jānodrošina spēcīgs atbalsts un jāatceras pareizā ķermeņa forma. Papildus izturībai pret nodilumu un koroziju, šeit nepieciešamā unikālā īpašība ir formas atmiņa. Titāna-niķeļa formas atmiņas sakausējumi apvieno spēcīgas izturības un atmiņas īpašības. Pašlaik parastās kaulu plāksnes, intramedulāri nagi, mandibulārā iekšējā fiksācija un skoliozes korekcija ir izgatavotas no titāna-niķeļa sakausējumiem.
zobu implants
Zobu implanti ir nedaudz atšķirīgi. Ir trīs veidu zobu implanti: osseointegrētie, miniimplanti ortodontiskajam stiprinājumam un zigomātiskie. Titāns ir izmantots kā zobu kroņi, kroņa tapas, fiksēti tilti, porcelāna tilti, savienoti tilti, protēžu aiztures gredzeni, pamatnes, savienojošās ierīces un armatūras ierīces. Gandrīz visas zobu protēžu metāla daļas ir pārklātas ar titānu.
Sāksim ar tipisku osseointegrāciju. Pirmkārt, ārsts ievietos "sakni" vai "sēklu" žokļa kaulā. Pēc tam, kad tas nosēžas, zoba virsbūve pievienosies implantam. Tad uz tā pieaugs jauni zobi. Tā ir atšķirība starp medicīniskajiem implantiem un zobu implantiem. Medicīniskie implanti ir neveiksmīgu cieto audu aizstājēji vai "līme" vai "skrūves", lai savienotu salauztos cietos audus. Bet zobu implanti palīdz augt jaunām struktūrām. Cik burvīgi!
Šī "vienkāršā" procedūra prasa lielisku biosaderību un termiskās īpašības. Dzerot zupu un ēdot saldējumu, cilvēki var justies karsti un auksti, bet šīs sajūtas nāk no mutes, nevis zobiem. Veseliem zobiem nav kairinājuma.
Titānam ir ļoti zema termiskā izplešanās. Ja kā "sakne" tiek izmantots implants uz titāna bāzes, tas neizplešas un nesarūkas cilvēka mutē. Jaunizveidotais zobs paliks tur, kur tam vajadzētu būt. Titāna siltumvadītspēja ir ļoti zema, tikai 1/5 nerūsējošā tērauda, 1/3 alumīnija un 1/2 vara. Lietojot kā vainagu, tas nepārvietojas uz reālo zobu struktūru. Titāns aizsargā mīkstumu no karstuma un aukstuma.
Zobārstniecības jomā precīzajam liešanas titānam ir augstas dimensijas precizitātes īpašības, nav burbuļu un saraušanās dobumu. Pašlaik 4 veidu komerciāli tīrs titāns (Cp Ti) tiek izmantoti tikai zobu implantiem. Tās ir ASTM 1. līdz 4. pakāpes. Tiem visiem ir zems elektroniskās vadītspējas līmenis, augsta izturība pret koroziju, termodinamiskais stāvoklis fizioloģiskā pH, zema tendence veidot jonus ūdens vidē un oksīdu izoelektriskie punkti 5-6.
No 1. līdz 4. līmenim tīrība samazinās un izturība palielinās. 2. pakāpes titāns ir populārākā zvaigzne implantu pielietošanā. Tā minimālā ražas izturība 275 MPa ir salīdzināma ar austenīta nerūsējošā tērauda izturību. Titāna sakausējumus var izmantot arī tad, ja ir nepieciešama lielāka izturība. Sakausējumi, piemēram, Ti-6Al-4V, tiek izmantoti arī dažādos gadījumos.
Ķirurģiskie instrumenti
Ķirurģisko instrumentu izstrādē pirmā paaudze ir oglekļa tērauds, un tā veiktspēja vairs neatbilst klīniskās lietošanas prasībām pēc galvanizācijas. Bieži izraisa infekciju. Otrā paaudze ir austenīta nerūsējošais tērauds, bet hroma saturs ir toksisks un zināmā mērā ietekmē cilvēka ķermeni.
Ķirurģisko instrumentu ražošanā pirmie jautājumi, kas jāņem vērā, ir mehāniskās īpašības un elastīgums. Metālam jābūt zināmai elastībai, lai saglabātu vēlamo formu bez defektiem. Daži ķirurģiskie pamatinstrumenti ir gari un plāni, piemēram, skalpeļi, knaibles un šķēres. Lai nodrošinātu drošu darbību, instrumentam ir nepieciešama noteikta izturība. Viņiem jābūt pietiekami spēcīgiem un operācijas laikā nav jāpārtrauc. Minimālais modulis, kas nepieciešams ķirurģiskiem instrumentiem, ir 100 GPa. Titāna modulis ir 116 GPa.
Ķirurģisko procedūru laikā instrumenti ir tieši pakļauti dzīviem audiem. Ir nepieciešama izturība pret koroziju, biosaderība un magnētiskās īpašības. Titāns nav toksisks cilvēka audiem. Tas neizraisa imūnreakciju. Operāciju zāles dažreiz ir pakļautas magnētisko lauku iedarbībai. Piemēram, MRI rada magnētisko lauku aptuveni 1,5 Tesla. Šis magnētiskais lauks var ietekmēt ķirurģiskos instrumentus vairākos veidos, tostarp: nevēlama kustība, ko izraisa magnētiskā lauka mijiedarbība (t. i., raķešu efekti), instrumentu apsilde radiofrekvenču (RF) jaudas nosēdumu dēļ un fotogrāfija, kas saistīta ar instrumentu lietošanu. Titāns ir nemagnētisks, lai nodrošinātu drošu darbību. Tās nemagnētiskās īpašības novērš arī sīkas un jutīgas implantētas elektronikas bojājumu draudus.
Pēc operācijas sterilizācijas process tiek veikts ar augstas temperatūras karstu tvaika strūklu. Baktēriju un infekciju tīrīšanai tiek izmantoti dažādi tīrīšanas līdzekļi. Pēc atkārtotas tīrīšanas instrumenta izmērs nemainās, un virsmas kvalitāte netiek ietekmēta. Nodilumam jābūt arī minimālam. Ķirurgiem ir nepieciešami instrumenti, kas darbojas katru reizi, kad tos izmanto. Titāna un titāna sakausējumiem ir laba izturība pret koroziju. Darba temperatūras diapazons ir no 150 o C līdz 500 o C.
Pēdējais, bet ne mazāk svarīgais - titāna vieglais svars padara to īpaši piemērotu mikroķirurģijai. Viegli ķirurģiskie instrumenti var samazināt ķirurga nogurumu, īpaši ilgtermiņa procedūru laikā.
Medicīnisko ierīču jomā medicīniskais titāns un titāna sakausējumi ir augstas kvalitātes metāla materiāli un tiek plaši izmantoti. Lāzera elektrodi, urbji un knaibles parasti ir izgatavotas no titāna.
