Meditsiiniline titaanisulam: "vastutus tugevuse eest" meditsiinivaldkonnas
Biomeditsiiniliste materjalide tohutus maailmas paistab titaanisulam silma oma suurepärase jõudlusega ning sellest on saanud "staarmaterjal", mis on pälvinud meditsiinivaldkonnas palju tähelepanu. Biomeditsiiniliste materjalide eesmärk on suhelda bioloogiliste süsteemidega kehakudede ja elundite diagnoosimiseks, raviks, parandamiseks või asendamiseks, et tõhustada nende funktsioone, hõlmates meditsiinilisi metallmaterjale, meditsiinilisi polümeermaterjale, meditsiinilisi keraamilisi materjale ja muid kategooriaid, millest meditsiiniliste metallmaterjalide osakaal on üsna suur, eriti ortopeedias ning südame- ja ajuveresoonkonna toodetes ning titaanisulamid on nende hulgast parimad.
Meditsiiniliste titaanisulamite olulised eelised
Põhjus, miks titaanisulamid võivad meditsiinivaldkonnas särada, on tingitud nende silmapaistvatest omadustest paljudes aspektides.
Bio-ühilduvus on titaanisulamite aare. Sellel on väikseim bioloogiline reaktsioon inimkehaga, see on mitte-toksiline ja mitte-magnetiline ning inimese implantaadina ei avalda see inimkehale toksilisi ega kõrvalmõjusid. See võib harmooniliselt eksisteerida koos inimkeha kudede ja organitega ning anda ohutusgarantiid keha taastumiseks.
Mehaanilised omadused on võrdselt suurepärased. Titaanisulamil on kõrge tugevuse ja madala elastsusmooduli omadused, mis ei vasta mitte ainult implantaatide mehaanilistele nõuetele, vaid sarnanevad ka inimese loomuliku luu elastsusmooduliga. See funktsioon võib tõhusalt kaitsta stressiefekti, mis soodustab inimluude kasvu ja paranemist, võimaldades patsientidel kiiremini ja paremini taastuda.
Korrosioonikindlust ei tohiks alahinnata. Titaanisulam on bio-inertne materjal, millel on inimese füsioloogia seisukohalt hea korrosioonikindlus, mis ei saasta inimese füsioloogiat ja tagab implantaatide stabiilse olemasolu kehas.
Lisaks on väga silmapaistev ka titaanisulami kerge kaal. Üldiselt on titaanisulami tihedus vaid 57% roostevaba terase tihedusest. Pärast inimkehasse implanteerimist võib see oluliselt vähendada inimkeha koormust ja muuta patsiendid lihtsamaks.
Meditsiiniliste titaanisulamite ajalugu
Meditsiiniliste titaanisulamite kasutamine meditsiinivaldkonnas ei saavutata üleöö, vaid on läbinud pika protsessi. Metallmaterjalid biomeditsiiniliste funktsionaalsete materjalidena on materjaliteaduse oluline haru. Neid on inimese implantaatides kasutatud enam kui 400 aastat. Biomeditsiinilised titaanisulamid on läbinud peamiselt kolm etappi.
Aastatel 1950–1980 oli see puhta titaani ja Ti-6Al-4V titaanisulami ajastu. Puhast titaani on biomeditsiini valdkonnas rakendatud esimest korda, mis kinnitab selle head biosobivust. Ti6Al4V-d kasutatakse laialdaselt ka kirurgilistes remondi- või asendusmaterjalides, pannes aluse meditsiiniettevõtetele.
Aastatel 1980–1990 leidsid inimesed uuringute süvenedes, et V ja Al on organismidele toksiliste kõrvalmõjudega elemendid. Seetõttu valmistasid teadlased teise-põlvkonna täiustatud meditsiinilise titaani sulami V asemel Nb ja Fe-ga, mis parandas veelgi materjali ohutust ja rakendatavust.
Alates 1990. aastast on biomeditsiinilised titaanisulamid toonud sisse uue etapi. 1990. aastate alguses lasti välja esimene parema bio-ühilduvuse ja madalama elastsusmooduliga -titaanisulam Ti13Nb13Zr, mis avas suurepäraste omadustega biomeditsiiniliste -titaanisulamite uue ajastu ja pakkus patsientidele rohkem kvaliteetseid-võimalusi.
Titaani ja titaanisulamite lai kasutusala meditsiinivaldkonnas
Viimastel aastatel on titaan ja selle sulamid meditsiinivaldkonnas kiiresti muutumas, mille keskmeks on plastiline kirurgia, hambaravi ja erinevad meditsiiniinstrumendid ning kasutusala täieneb pidevalt.
Titaanisulamid mängivad inimeste ortopeedias olulist rolli. Kuna selle elastsusmoodul on inimese luudele lähemal kui roostevaba teras, kasutatakse inimese ortopeedilises kirurgias laialdaselt titaanisulamist küünarliigendeid, hüppeliigeseid jne. Igal aastal saab umbes 100 miljonit patsienti maailmas käe- ja põlveliigese põletiku asendusravi.Titaanpõlveplaadid on palju kergemad kui roostevabast terasest põlveplaadid ja korrosiooniprobleemi on tõhusalt parandatud. Praegu asendavad titaanproteesid järk-järgult terasest proteese, pakkudes patsientidele Bringi paremat kogemust.
Hambaravivaldkond on ka titaanisulamite "koht". Alatestitaanisulamidinimkehasse siirdati, on hambaimplantaatide metallmaterjalid läbi teinud tohutuid muutusi. Titaanil on hea afiinsus inimese skeleti epiteeli kudedega, selle mehaanilised omadused on võrreldavad teiste hambasulamitega ja selle tihedus on väike, mistõttu proteesid tunnevad end mugavalt. Lisaks suudavad titaanist proteesid pinnatöötluse kaudu täita ka esteetilisi nõudeid, muutes need hambaimplantaatide valikuks. Näohoolduses, kui inimese näokude on tõsiselt kahjustatud, on vajalik kudede lokaalne parandamine.
Tänu heale bio-ühilduvusele ja nõutavale tugevusele on titaanisulamitest saanud materjalid inimese näokudede parandamiseks. Puhast titaanvõrku on kasutatud luukonsoolina luude rekonstrueerimisoperatsioonides, et kujundada ümber patsientide kaunist välimust.
Ka kirurgiliste instrumentide tootmine on titaanisulamitest lahutamatu. Titaanist meditsiiniseadmetel on hea korrosioonikindlus ja pind ei muutu pärast korduvat puhastamist ja desinfitseerimist; mitte-magnetiline, võib kõrvaldada ohu väikestele siirdatavatele seadmetele; Kerge kaal, pärast roostevaba terase asendamist väheneb kaal oluliselt, nii et arsti tegevus on paindlikum ja arsti väsimusaste paraneb.
Praegu on titaanisulamit kasutatud skalpelliterade, hemostaatiliste tangide, kääride, elektriliste luupuurite, tangide ja muude kirurgiliste instrumentide valmistamiseks.
Meditsiiniringkond on laialdaselt tunnustanud meditsiinilise titaani ja titaanisulamitest materjalide eeliseid ning neid eelistab ka üha rohkem patsiente. Võttes arvesse selliseid tegureid nagu sõda, sporditraumad ja elatustaseme paranemine, on titaanil ja titaanisulamitel kui inimeste implantaatide eelistatud materjalidel väga lai kasvuruum ning neist saab kindlasti uus majanduskasvu punkt titaani rakendustes ja aitab kaasa inimeste tervisele. suuremaid panuseid teha.
