Adattabilità dei materiali in lega di titanio al corpo umano e tipi di titanio medico

Nel settore medico, l'uso di materiali metallici deve essere assolutamente innocuo per il corpo umano. Quando il metallo si corrode, può dissolvere ioni metallici, che colpisce l'organizzazione cellulare dell'organismo (corpo umano), quindi è necessario utilizzare materiali metallici che non sono facilmente corrosi e altamente resistenti alla corrosione e il titanio è una sorta di altamente Materiale resistente alla corrosione. Materiali in metallo medico dalle serie in acciaio inossidabile alla serie in lega a base di cobalto e in leghe a base di titanio, il rapporto in lega di titanio e titanio è in aumento. La quantità di titanio utilizzato nel settore medico in tutto il mondo è di circa 1.000 tonnellate all'anno.

1. Adattabilità del titanio al corpo umano (compatibilità del titanio medico con organismi viventi)

Al fine di osservare la risposta degli ioni metallici all'adattabilità umana, abbiamo condotto un metodo di valutazione dell'adattabilità cellulare in laboratorio usando cellule sensibili agli ioni metallici, come i fibroblasti polmonari di topo (cellule V79) e il mouse di topo di 20 giorni) I tessuti (cellule I929), che vengono utilizzati per esperimenti medici in Cina e sono stati valutati dall'istituzione amministrativa indipendente per la valutazione dei prodotti (IABE). Differenziamo tra le reazioni degli ioni monomeri elementali al corpo umano (organismi viventi) forniti dall'organizzazione di base tecnica per la valutazione dei dispositivi medici (Comitato tecnico per la standardizzazione della valutazione biologica dei dispositivi medici). Quando vengono utilizzate le leghe di titanio, a seconda degli elementi legati utilizzati, la resistenza alla corrosione delle leghe di titanio diminuisce rispetto a quella delle leghe di titanio pure e quando si verifica la corrosione, gli elementi di lega possono essere dissolti. È necessario scegliere elementi in lega che sono resistenti alla corrosione e non invasivi. Nelle leghe di titanio, il titanio 6al4v Eli è stato utilizzato a lungo nella produzione di aeroplani e nelle attrezzature ingegneristiche resistenti all'acqua di mare e ha un gran numero di esempi di utilizzo. Nel campo medico, le leghe Eli, che hanno una buona resistenza alla corrosione (basso contenuto di ferro, ossigeno e idrogeno), sono state utilizzate a lungo. Recentemente, tuttavia, nell'ambito della ricerca e dello sviluppo delle leghe di titanio per l'impianto e il posizionamento, abbiamo standardizzato la lega TI-13NB-13zr sostituendo il vanadio (V) con Niobium (NB), che è una lega non giuria Sul rapporto sulla mutagenicità del monomero (ASTM, ISO). C'è anche una lega che sta scaricando attivamente l'alluminio e verrà presto rilasciato.

2.titanio per uso medico

Lo standard americano ASTM (codice F) per uso medico è equivalente allo standard mondiale e in Europa lo standard ISO e lo standard ASTM (ASTM F136 ASTM F67) vengono risolti e uniti nello standard europeo. In Giappone, stiamo organizzando i nostri standard nazionali e stiamo organizzando gli standard corrispondenti a ASTM e ISO e stiamo iniziando a creare standard basati sugli standard ISO.

I materiali in titanio specificati nello standard ASTM per impianti e attaccamenti come giunti artificiali al ginocchio e giunti all'anca (comprese le teste femorali) sono elencati in base alle loro forme. Per molto tempo, le leghe di titanio puro e TI-6AI-4V, compresi materiali in polvere, sono state utilizzate per realizzare varie forme di parti e componenti.

3. Applicazioni di titanio medie

Il titanio è usato in molte parti come articolazioni femorali artificiali, articolazioni del ginocchio artificiale, piastre ossee, ecc. Viene utilizzato anche in chirurgia ortopedica. Il titanio non è adatto a tutte le parti articolari artificiali, nella parte articolare, spesso oscillando, perché il titanio è facile da indossare e lacrime non è adatto (preferibilmente usare la lega di ceramica e cobalto) e parti impiantate da usare in lega di titanio. La superficie della lega di titanio è non liberata e rivestita con un materiale sensibile alle ossa come apatite o bioglasse al fine di farla legare con l'osso biologico in una fase iniziale. Inoltre, per la fissazione della frattura, vengono utilizzati unghie intramidollari di titanio e piastre di titanio.

Vi è anche una tendenza crescente nel campo dell'odontoiatria, in cui vengono utilizzati impianti e attaccamenti. Il titanio è usato in quantità minori, ma ci sono leghe di titanio e leghe di titanio pure sotto forma di piastre, fili, prese e cestini come mostrato nella figura. Queste parti sono guidate direttamente nell'osso mascellare e rivestite con apatite, che è rappresentativa della composizione dell'osso, da fissare nella parte gengivale del dente. Il titanio è adatto agli impianti metallici in odontoiatria generale. Esistono due metodi di fusione di precisione e modanatura superplastica, ed è più leggero di peso e non assaggia cibo acido rispetto all'uso precedente di leghe di cobalto e cromo, ma il prezzo è più costoso perché l'uso del titanio appartiene all'esterno di La diagnosi e il trattamento dell'assicurazione sanitaria.

Come accessorio impiantabile per la medicina interna, un pacemaker può essere impiantato quando un paziente soffre di una bassa frequenza cardiaca. Un filo dell'elettrodo viene inserito dalla vena subclavia al cuore e questo elettrodo inserisce un segnale elettronico al pacemaker, rendendolo un pacemaker. Di recente, i pacemaker sono stati sviluppati con una massa di 20 g e uno spessore di 6 mm, quindi sono abbastanza piccoli da essere collegati con un filo di elettrodo e sepolti sotto la pelle. La batteria e i circuiti di controllo sono contenuti in un piccolo contenitore (medaglione) realizzato in titanio puro, che non è invasivo per gli organismi viventi. La batteria deve durare almeno 6 anni, quindi il contenitore (medaglione) deve essere stabile e sicuro per molto tempo. Attualmente, quasi 5.000 persone in Giappone hanno beneficiato.

Il titanio è anche utilizzato in strumenti chirurgici. Soprattutto nel caso di lunghe operazioni cerebrali e neurochirurgiche della durata di oltre 10 ore, è necessaria una pinza per essere leggeri e i prodotti in titanio vengono utilizzati per una pinza emostatica. Il titanio è anche utilizzato in molti strumenti di trattamento dentale come impianti, strumenti chirurgici per attaccamenti e vibratori per la rimozione del tartaro. Oltre all'impianto (incorporamento) e all'attacco, come attrezzature ausiliarie e sedie a rotelle, viene utilizzato anche il titanio. Quando manca una parte di un arto a causa di una malattia o di un incidente, viene fatta una protesi per ripristinare la funzione e poiché la parte principale della protesi è fatta di metallo, viene utilizzata per pesi di peso leggero, durata (principalmente corrosione e resistenza alla fatica ) e compatibilità con gli organismi viventi (NI, CR, ecc.). Nel caso delle sedie a rotelle, l'obiettivo principale è quello di alleggerire l'intera sedia a rotelle, quindi in alcuni casi il titanio viene utilizzato per quasi tutte le parti metalliche della struttura, come il telaio e le ruote.