medicinski titanijum
Medicinski metalni materijali, poznati i kao metalni materijali za kirurške implantate, uglavnom se koriste za dijagnozu, liječenje i zamjenu ili poboljšanje ljudskog tkiva. U proteklih 20 godina, iako je razvoj metalnih medicinskih materijala bio relativno spor u poređenju sa biomedicinskim materijalima kao što su polimerni materijali, kompozitni materijali, hibridni i derivati, oni imaju visoku čvrstoću, dobru žilavost, otpornost na zamor savijanja i odličnu obradu. performanse. Ima izvrsna svojstva koja se ne mogu zamijeniti mnogim drugim vrstama medicinskih materijala, te je u kliničkoj praksi najčešće korišteni nosivi implantat. Posebno s razvojem tehnologije 3D štampanja metala, metalni medicinski materijali su se sve više koristili. Najvažnije primjene su: ploče za fiksiranje prijeloma, vijci, umjetni zglobovi i implantati korijena zuba.
Medicinska legura titanijuma
Medicinska legura titana (biomedicinski materijal od legure na bazi titana) jedan je od do sada poznatih biokompatibilnih metala. Od 1940-ih, titan i legure titana postepeno se koriste u kliničkoj medicini. Godine 1951. ljudi su počeli da koriste čisti titanijum za proizvodnju koštanih ploča i vijaka za kosti. Sredinom -1970 titanijum i legure titanijuma počeli su da se široko koriste u medicini i postali su jedan od najperspektivnijih medicinskih materijala. Trenutno se titan i legure titana uglavnom koriste u ortopediji, posebno u rehabilitaciji kostiju udova i lobanje, za izradu raznih uređaja za unutrašnju fiksaciju prijeloma, umjetnih zglobova, lubanja i dura mater (Slika 1), umjetnih srčanih zalistaka, zuba , desni, bravice, itd. utičnice i krunice. Među njima, najraširenija medicinska legura titanijuma je GR5 (Ti-6A1-4V). Legura ima deset-beta dvofaznu mješovitu strukturu na sobnoj temperaturi, a njena čvrstoća i druga mehanička svojstva mogu se značajno poboljšati obradom otopinom i tretmanom starenjem.
Slika 1 Medicinski kardiovaskularni stent lubanje od medicinske legure sa memorijom oblika
Gustoća titana i legura titanijuma je oko 4,5 g/cm3, što je skoro upola manje od nerđajućeg čelika i legura kobalta. Gustoća je bliska onoj kod ljudskog tvrdog tkiva, a njegova biokompatibilnost, otpornost na koroziju i otpornost na zamor bolji su od nehrđajućeg čelika i legura kobalta. To je trenutno najbolji metalni medicinski materijal. Srodnost titana i legura titana s ljudskim tijelom proizlazi iz činjenice da gusti pasivacijski film titanijum oksida (TiO2) na površini može izazvati taloženje iona kalcija i fosfora u tjelesnim tekućinama kako bi se formirao apatit, pokazujući određenu biološku aktivnost i oseointegraciju. sposobnost. Snažan, posebno pogodan za intraossealnu implantaciju. Nedostaci titanijuma i legura titana su niska tvrdoća i slaba otpornost na habanje. Ako dođe do habanja, to će prvo dovesti do uništenja oksidnog filma, a zatim će produkti korozije čestica habanja ući u ljudsko tkivo, posebno toksični vanadijum (V) koji se nalazi u Ti-6A{{ 5}}V legura će dovesti do kvara implantata. Kako bi se poboljšala otpornost na habanje titanijuma i legura titana, površina proizvoda od titanijuma i legura titanijuma može se tretirati visokotemperaturnom ionskom amonijacijom ili tehnologijom ionske implantacije kako bi se poboljšala njihova površinska otpornost na habanje. Poslednjih godina razvijene su neke nove legure titanijuma (uglavnom legure tipa), a sve se fokusiraju na smanjenje V, Al i drugih elemenata štetnih za ljudsko telo, i efikasno poboljšanje biokompatibilnosti titanijumskih legura.
