Адаптируемость материалов титанового сплава к человеческому организму и типам медицинского титана

В медицинском бизнесе использование металлических материалов должно быть абсолютно безобидным для человеческого организма. Когда металл корредирует, он может растворять ионы металлов, что влияет на клеточную организацию организма (человеческое тело), ​​поэтому необходимо использовать металлические материалы, которые нелегко коррозировать и устойчивы к коррозии, а титан является своего рода высокой степенью коррозионный материал. Медицинские металлические материалы от серии из нержавеющей стали до серии сплавов на основе кобальта и титана, соотношение титановых и титановых сплавов увеличивается. Количество титана, используемого в медицинской отрасли во всем мире, составляет около 1000 тонн в год.

1. Адаптируемость титана к человеческому организму (совместимость медицинского титана с живыми организмами)

Чтобы наблюдать реакцию ионов металлов на адаптируемость человека, мы провели метод оценки адаптивности клетки в лаборатории, используя клетки, чувствительные к ионам металлов, такие как фибробласты легких мыши (клетки V79) и мыши (20-дневная мыши) мыши) Ткани (клетки I929), которые используются для медицинских экспериментов в Китае и были оценены Независимым административным учреждением для оценки продуктов (IABE). Мы различаем реакцию ионов элементарных мономеров на организм человека (живые организмы), предоставленные организацией технической базы для оценки медицинских устройств (Технический комитет по стандартизации биологической оценки медицинских устройств). Когда используются титановые сплавы, в зависимости от используемых легирующих элементов, коррозионная стойкость титановых сплавов уменьшается по сравнению с рецептами чистых титановых сплавов, и когда возникает коррозия, могут быть растворены легирующие элементы. Необходимо выбрать легирующие элементы, которые устойчивы к коррозии и неинвазивны. В титановых сплавах Titanium 6AL4V ELI долгое время использовался в производстве самолетов и инженерном оборудовании с морской водой и имеет большое количество примеров использования. В медицинской области сплавы ELI, которые обладают хорошей коррозионной устойчивостью (низкое железо, кислород и содержание водорода), использовались в течение длительного времени. Недавно, однако, как часть исследования и разработки титановых сплавов для имплантации и размещения, мы стандартизировали сплав TI-13NB-13ZR, заменив ванадий (V) на Niobium (NB), который представляет В отчете о мутагенности мономера (ASTM, ISO). Существует также сплав, который активно разряжает алюминий, и он будет выпущен в ближайшее время.

2. Титаник для медицинского использования

Американский стандарт ASTM (F-код) для медицинского использования эквивалентен мировому стандарту, а в Европе стандарт ISO и стандарт ASTM (ASTM F136 ASTM F67) разбираются и объединяются в европейский стандарт. В Японии мы организуем наши внутренние стандарты, и мы организуем стандарты, соответствующие ASTM и ISO, и мы начинаем строить стандарты на основе стандартов ISO.

Материалы титана, указанные в стандарте ASTM для имплантатов и наложений, таких как искусственные коленные суставы и суставы тазобедренного сустава (включая головки бедра), перечислены в соответствии с их формами. В течение долгого времени сплавы чистого титана и TI-6AI-4V, включая порошкообразные материалы, использовались для изготовления различных форм деталей и компонентов.

3. Медицинское применение титана

Титан используется во многих частях, таких как искусственные бедренные суставы, искусственные коленные суставы, костные пластины и т. Д. Он также используется в ортопедической хирургии. Титан не подходит для всех искусственных частей сустава, в суставной части, часто размахивающей части, потому что титан легко изнашивается и разрывается, не подходит (предпочтительно используйте керамический и кобальтский сплав), а имплантированные детали для использования титанового сплава. Поверхность титанового сплава неровна и покрыта чувствительным к костям материал, такого как апатит или биоглест, чтобы он был связан с биологической костью на ранней стадии. Кроме того, для фиксации переломов используются титановые интрамедуллярные ногти и титановые пластины.

Существует также растущая тенденция в области стоматологии, где используются имплантаты и привязанности. Титан используется в меньших количествах, но есть титановые сплавы и чистые титановые сплавы в виде пластин, нитей, розетков и корзин, как показано на рисунке. Эти части въехали непосредственно в челюстную кость и покрыты апатитом, который является репрезентативным для состава кости, должна быть зафиксирована в десневой части зуба. Титан подходит для металлических имплантатов в общей стоматологии. Существует два метода точного литья и суперпластического литья, и он более легкий по весу и не имеет вкуса кислой пищи по сравнению с предыдущим использованием сплавов кобальта и хрома, но цена дороже, потому что использование титана принадлежит внешней части снаружи Диагноз и лечение медицинского страхования.

В качестве имплантируемого аксессуара для внутренней медицины, кардиостимулятор может быть имплантирован, когда пациент страдает от низкой частоты сердечных сокращений. Электродный провод вводится из подключичной вены в сердце, и этот электрод вводит электронный сигнал на кардиостимулятор, что делает его кардиостимулятор. Недавно были разработаны кардиостимуляторы с массой 20 г и толщиной 6 мм, поэтому они достаточно малы, чтобы быть подключенными к электродной проволоке и похоронены под кожей. Аккумулятор и схема управления содержатся в небольшом контейнере (медальон), изготовленном из чистого титана, который неинвазивный для живых организмов. Аккумулятор должен длиться не менее 6 лет, поэтому контейнер (медальон) должен быть стабильным и безопасным в течение длительного времени. В настоящее время около 5000 человек в Японии получили пользу.

Титан также используется в хирургических инструментах. Особенно в случае длинных операций в мозге и нейрохирургии, которые длится более 10 часов, необходимы для легкого веса, а для гемостатических щипцов используются титановые продукты. Титан также используется во многих зубных инструментах, таких как имплантаты, хирургические инструменты для привязанности и вибраторы для удаления тартара. В дополнение к имплантации (внедрению) и насадке, таким как вспомогательное оборудование и инвалидные коляски, также используется титан. Когда часть конечности отсутствует из -за болезни или несчастного случая, создается протез для восстановления функции, и, поскольку основная часть протеза изготовлена ​​из металла, он используется для легкого веса, долговечности (в основном коррозия и устойчивость к усталости ) и совместимость с живыми организмами (Ni, CR и т. Д.). В случае инвалидных колясок основной целью является освещение всей инвалидной коляски, поэтому в некоторых случаях титан используется практически для всех металлических деталей в конструкции, таких как рама и колеса.