Anpassungsfähigkeit von Titanlegierungsmaterialien an den menschlichen Körper und die Arten von medizinischem Titanium

Im medizinischen Geschäft muss die Verwendung von Metallmaterialien für den menschlichen Körper absolut harmlos sein. Wenn das Metall korrodiert, kann es Metallionen auflösen, was die zelluläre Organisation des Organismus (menschlicher Körper) beeinflusst. Daher ist es notwendig, Metallmaterial korrosionsbeständiges Material. Medizinische Metallmaterialien von Edelstahlserien bis hin zu Cobalt-Basis- und Titan-Basis-Alloy-Serien nimmt das Titan- und Titan-Legierungsverhältnis zu. Die Menge an Titan in der medizinischen Industrie weltweit beträgt etwa 1.000 Tonnen pro Jahr.

1. Anpassungsfähigkeit des Titans an den menschlichen Körper (Kompatibilität von medizinischem Titan mit lebenden Organismen)

Um die Reaktion von Metallionen auf menschliche Anpassungsfähigkeit zu beobachten, haben wir im Labor eine Zellanpassungsbewertungsmethode unter Verwendung von Zellen durchgeführt Gewebe (I929 -Zellen), die für medizinische Experimente in China verwendet werden und von der unabhängigen Verwaltungseinrichtung zur Bewertung von Produkten (IABE) bewertet wurden. Wir unterscheiden zwischen den Reaktionen elementarer Monomerionen auf die menschliche Körperschaft (lebende Organismen), die von der Technischen Basisorganisation zur Bewertung von medizinischen Geräten (technischer Ausschuss für die Standardisierung der biologischen Bewertung von medizinischen Geräten) bereitgestellt werden. Wenn Titanlegierungen verwendet werden, nimmt die Korrosionsresistenz von Titanlegierungen ab, abhängig von den verwendeten Legierungselementen im Vergleich zu reinen Titanlegierungen, und wenn Korrosion auftritt, können die Legierungselemente aufgelöst werden. Es ist notwendig, Legierungselemente zu wählen, die korrosionsresistent und nicht-invasiv sind. In Titanlegierungen wird Titan 6al4V ELI seit langem in der Herstellung von Flugzeugen und im Meerwasser-resistenten technischen Geräten eingesetzt und hat eine große Anzahl von Beispielen für den Gebrauch. Im medizinischen Bereich werden seit langem die ELI -Legierungen, die eine gute Korrosionsbeständigkeit (niedriger Eisen, Sauerstoff und Wasserstoff) aufweisen. In jüngster Zeit haben wir im Rahmen der Forschung und Entwicklung von Titanlegierungen zur Implantation und Platzierung die TI-13NB-13ZR-Legierung standardisiert, indem wir Vanadium (V) durch Niob (NB) ersetzt, eine nicht-injurious-Legierung, basiert auf Basis von Basis, basiert auf der Basis von Niobium (NB), eine nicht injurious legierte Legierung, basiert auf Basis von Basis, basiert auf der Basis von Niobium (NB). Über den Bericht über die Mutagenität des Monomers (ASTM, ISO). Es gibt auch eine Legierung, die aktiv Aluminium entlädt, und sie wird bald veröffentlicht.

2.Titanium für den medizinischen Gebrauch

Der amerikanische ASTM-Standard (F-Code) für den medizinischen Gebrauch entspricht dem Weltstandard, und in Europa werden der ISO-Standard und der ASTM-Standard (ASTM F136 ASTM F67) ausgeklärt und in den europäischen Standard zusammengefasst. In Japan organisieren wir unsere häuslichen Standards und organisieren die Standards, die ASTM und ISO entsprechen, und wir beginnen, Standards auf der Grundlage der ISO -Standards zu erstellen.

Die im ASTM -Standard für Implantate und Anhänge wie künstlichen Kniegelenke und Hüftgelenke (einschließlich femuralen Köpfe) angegebenen Titanmaterialien sind nach ihren Formen aufgeführt. Seit langer Zeit wurden reine Titan- und Ti-6AI-4V-Legierungen, einschließlich pulverisierter Materialien, verwendet, um verschiedene Formen von Teilen und Komponenten herzustellen.

3.Medizinische Titananwendungen

Titan wird in vielen Teilen wie künstlichen Oberschenkelfugen, künstlichen Kniegelenken, Knochenplatten usw. verwendet. Es wird auch in der orthopädischen Chirurgie verwendet. Titan ist nicht für alle künstlichen Gelenkteile geeignet, im Gelenkteil, das häufig schwingt, da Titanium leicht zu tragen ist, ist nicht geeignet (vorzugsweise Keramik- und Kobaltlegierung) und implantierte Teile, um Titanlegierungen zu verwenden. Die Oberfläche der Titanlegierung ist unglaublich und mit einem knochenempfindlichen Material wie Apatit oder Biogas beschichtet, um ihn frühzeitig mit dem biologischen Knochen zu verbinden. Darüber hinaus werden zur Fixierung der Fraktur intramedullären Titan -Nägeln und Titanplatten verwendet.

Es gibt auch einen zunehmenden Trend auf dem Gebiet der Zahnmedizin, wo Implantate und Anhänge verwendet werden. Titan wird in kleineren Mengen verwendet, aber es gibt Titanlegierungen und reine Titanlegierungen in Form von Platten, Fäden, Steckdosen und Körben, wie in der Abbildung gezeigt. Diese Teile werden direkt in das Kieferknochen gefahren und mit Apatit beschichtet, das für die Zusammensetzung des Knochens repräsentativ ist, um im Zahnfleischabschnitt des Zahns fixiert zu werden. Titan ist für Metallimplantate in der allgemeinen Zahnmedizin geeignet. Es gibt zwei Methoden des Präzisionsgusses und superplastischen Formens, und es ist leichter und schmeck Die Krankenversicherungsdiagnose und Behandlung.

Als implantierbares Zubehör für die Innere Medizin kann ein Schrittmacher implantiert werden, wenn ein Patient unter einer geringen Herzfrequenz leidet. Ein Elektrodenkabel wird aus der subclavischen Vene zum Herzen eingeführt, und diese Elektrode gibt dem Herzschrittmacher ein elektronisches Signal ein und macht es zu einem Herzschrittmacher. In jüngster Zeit wurden Herzschrittmacher mit einer Masse von 20 g und einer Dicke von 6 mm entwickelt, sodass sie klein genug sind, um mit einem Elektrodendraht verbunden und unter der Haut vergraben zu werden. Die Batterie und die Steuerschaltung sind in einem kleinen Behälter (Medaillon) aus reinem Titan enthalten, das für lebende Organismen nicht invasiv ist. Die Batterie muss mindestens 6 Jahre dauern, sodass der Behälter (Medaillon) für lange Zeit stabil und sicher sein muss. Derzeit wurden in Japan fast 5.000 Menschen profitiert.

Titan wird auch in chirurgischen Instrumenten verwendet. Insbesondere bei langen Gehirn- und Neurochirurgie -Operationen, die mehr als 10 Stunden dauern, ist eine Zange erforderlich, um leicht zu sein, und Titanprodukte werden für eine hämostatische Pinzette verwendet. Titan wird auch in vielen zahnärztlichen Behandlungsinstrumenten wie Implantaten, chirurgischen Instrumenten für Anhaftungen und Vibratoren zum Entfernen von Tartar verwendet. Zusätzlich zur Implantation (Einbettung) und Anlagen wie Hilfsgeräte und Rollstühle wird auch Titan verwendet. Wenn ein Teil eines Gliedes aufgrund einer Krankheit oder eines Unfalls fehlt, wird eine Prothese zur Wiederherstellung der Funktion hergestellt, und da der Hauptteil der Prothese aus Metall besteht, wird er für leichte, Haltbarkeit (hauptsächlich Korrosion und Ermüdungsbeständigkeit ) und Kompatibilität mit lebenden Organismen (Ni, Cr usw.). Im Fall von Rollstühlen ist das Hauptziel, den gesamten Rollstuhl aufzuhellen. In einigen Fällen wird Titan für fast alle Metallteile in der Struktur verwendet, wie z. B. Rahmen und Räder.