การปรับตัวของวัสดุโลหะผสมไทเทเนียมเข้ากับร่างกายมนุษย์และประเภทของไทเทเนียมทางการแพทย์

ในธุรกิจการแพทย์การใช้วัสดุโลหะจะต้องไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์อย่างแน่นอน เมื่อโลหะสึกกร่อนมันสามารถละลายไอออนของโลหะซึ่งส่งผลกระทบต่อการจัดระเบียบเซลล์ของสิ่งมีชีวิต (ร่างกายมนุษย์) ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้วัสดุโลหะที่ไม่สึกกร่อนและทนต่อการกัดกร่อนสูงและไทเทเนียมเป็นชนิดของสูง วัสดุทนต่อการกัดกร่อน วัสดุโลหะทางการแพทย์จากซีรีย์สแตนเลสไปจนถึงซีรีย์โลหะผสมที่ใช้โคบอลต์และไทเทเนียม, อัตราส่วนไทเทเนียมและไทเทเนียมอัลลอยเพิ่มขึ้น ปริมาณไทเทเนียมที่ใช้ในอุตสาหกรรมการแพทย์ทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 1,000 ตันต่อปี

1. การปรับตัวของไทเทเนียมเข้ากับร่างกายมนุษย์ (ความเข้ากันได้ของไทเทเนียมทางการแพทย์กับสิ่งมีชีวิต)

เพื่อสังเกตการตอบสนองของไอออนโลหะต่อความสามารถในการปรับตัวของมนุษย์เราได้ดำเนินการประเมินความสามารถในการปรับตัวของเซลล์ในห้องปฏิบัติการโดยใช้เซลล์ที่ไวต่อไอออนของโลหะเช่นเมาส์ปอดไฟโบรบลาสต์ (เซลล์ V79) และเมาส์ (เมาส์อายุ 20 วัน) ไฟโบรบลาสต์ เนื้อเยื่อ (เซลล์ I929) ซึ่งใช้สำหรับการทดลองทางการแพทย์ในประเทศจีนและได้รับการประเมินโดยสถาบันการบริหารอิสระสำหรับการประเมินผลิตภัณฑ์ (IABE) เราแยกความแตกต่างระหว่างปฏิกิริยาของไอออนโมโนเมอร์องค์ประกอบต่อร่างกายมนุษย์ (สิ่งมีชีวิต) ที่จัดทำโดยองค์กรพื้นฐานทางเทคนิคสำหรับการประเมินอุปกรณ์การแพทย์ (คณะกรรมการด้านเทคนิคเพื่อมาตรฐานการประเมินทางชีวภาพของอุปกรณ์การแพทย์) เมื่อมีการใช้โลหะผสมไทเทเนียมขึ้นอยู่กับองค์ประกอบการผสมที่ใช้ความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมไทเทเนียมจะลดลงเมื่อเทียบกับโลหะผสมไทเทเนียมบริสุทธิ์และเมื่อเกิดการกัดกร่อน จำเป็นต้องเลือกองค์ประกอบการผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนและไม่รุกราน ในโลหะผสมไทเทเนียมไทเทเนียม 6AL4V ELI ถูกนำมาใช้เป็นเวลานานในการผลิตเครื่องบินและอุปกรณ์วิศวกรรมที่ทนน้ำทะเลและมีตัวอย่างการใช้งานจำนวนมาก ในสาขาการแพทย์ Eli Alloys ซึ่งมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี (ปริมาณเหล็กต่ำ, ออกซิเจนและปริมาณไฮโดรเจน) ถูกนำมาใช้เป็นเวลานาน อย่างไรก็ตามเมื่อเร็ว ๆ นี้ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการวิจัยและพัฒนาโลหะผสมไทเทเนียมสำหรับการปลูกถ่ายและการจัดวางเราได้มาตรฐานโลหะผสม Ti-13nb-13zr โดยการแทนที่วานาเดียม (V) ด้วย Niobium (NB) ซึ่งเป็นโลหะผสมที่ไม่แยแส ในรายงานเกี่ยวกับการกลายพันธุ์ของโมโนเมอร์ (ASTM, ISO) นอกจากนี้ยังมีโลหะผสมที่ปล่อยอลูมิเนียมอย่างแข็งขันและจะเปิดตัวเร็ว ๆ นี้

2.Titanium สำหรับการใช้งานทางการแพทย์

มาตรฐาน American ASTM (F-Code) สำหรับการใช้งานทางการแพทย์เทียบเท่ากับมาตรฐานโลกและในยุโรปมาตรฐาน ISO และมาตรฐาน ASTM (ASTM F136 ASTM F67) กำลังถูกจัดเรียงและรวมเข้ากับมาตรฐานยุโรป ในญี่ปุ่นเรากำลังจัดระเบียบมาตรฐานในประเทศของเราและเรากำลังจัดระเบียบมาตรฐานที่สอดคล้องกับ ASTM และ ISO และเราเริ่มทำมาตรฐานตามมาตรฐาน ISO

วัสดุไทเทเนียมที่ระบุไว้ในมาตรฐาน ASTM สำหรับการปลูกถ่ายและสิ่งที่แนบมาเช่นข้อต่อหัวเข่าเทียมและข้อต่อสะโพก (รวมถึงหัวกระดูกต้นขา) จะถูกระบุตามรูปร่างของพวกเขา เป็นเวลานานไทเทเนียมบริสุทธิ์และโลหะผสม Ti-6ai-4V รวมถึงวัสดุผงถูกนำมาใช้เพื่อสร้างชิ้นส่วนและส่วนประกอบต่าง ๆ

3. แอปพลิเคชันไทเทเนียมการแพทย์

ไทเทเนียมใช้ในหลายส่วนเช่นข้อต่อกระดูกต้นขาเทียมข้อต่อหัวเข่าเทียมแผ่นกระดูก ฯลฯ นอกจากนี้ยังใช้ในการผ่าตัดศัลยกรรมกระดูก ไทเทเนียมไม่เหมาะสำหรับชิ้นส่วนร่วมเทียมทั้งหมดในส่วนร่วมมักจะแกว่งส่วนเพราะไทเทเนียมนั้นง่ายต่อการสวมใส่และฉีกขาดไม่เหมาะสม (ควรใช้โลหะผสมเซรามิกและโคบอลต์) และชิ้นส่วนที่ฝังเพื่อใช้อัลลอยไทเทเนียม พื้นผิวของโลหะผสมไทเทเนียมนั้นไม่ได้รับการตกแต่งและเคลือบด้วยวัสดุที่ไวต่อกระดูกเช่นอะพาไทต์หรือก๊าซชีวภาพเพื่อให้มันผูกพันกับกระดูกชีวภาพในระยะแรก นอกจากนี้สำหรับการตรึงการแตกหักจะใช้เล็บไทเทเนียม intramedullary และแผ่นไทเทเนียม

นอกจากนี้ยังมีแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นในด้านทันตกรรมซึ่งมีการใช้รากฟันเทียมและสิ่งที่แนบมา ไทเทเนียมใช้ในปริมาณที่น้อยกว่า แต่มีโลหะผสมไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมบริสุทธิ์ในรูปแบบของแผ่น, ด้าย, ซ็อกเก็ตและตะกร้าดังแสดงในรูป ชิ้นส่วนเหล่านี้ถูกขับเคลื่อนโดยตรงไปยังกระดูกขากรรไกรและเคลือบด้วยอะพาไทต์ซึ่งเป็นตัวแทนขององค์ประกอบของกระดูกที่จะได้รับการแก้ไขในส่วนเหงือกของฟัน ไทเทเนียมเหมาะสำหรับการปลูกถ่ายโลหะในทันตกรรมทั่วไป มีสองวิธีในการหล่อความแม่นยำและการปั้นแบบ superplastic และมีน้ำหนักเบากว่าและไม่ได้ลิ้มรสอาหารที่เป็นกรดเมื่อเทียบกับการใช้โคบอลต์และอัลลอยโครเมี่ยมก่อนหน้านี้ แต่ราคาแพงกว่าเนื่องจากการใช้ไทเทเนียมอยู่ด้านนอกของ การวินิจฉัยและการรักษาประกันสุขภาพ

ในฐานะที่เป็นอุปกรณ์เสริมสำหรับอายุรศาสตร์สำหรับอายุรศาสตร์เครื่องกระตุ้นหัวใจสามารถฝังได้เมื่อผู้ป่วยทนทุกข์ทรมานจากอัตราการเต้นของหัวใจต่ำ ลวดอิเล็กโทรดจะถูกแทรกจากหลอดเลือดดำ subclavian ไปยังหัวใจและอิเล็กโทรดนี้จะป้อนสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ไปยังเครื่องกระตุ้นหัวใจทำให้เป็นเครื่องกระตุ้นหัวใจ เมื่อเร็ว ๆ นี้เครื่องกระตุ้นหัวใจได้รับการพัฒนาด้วยมวล 20 กรัมและมีความหนา 6 มม. ดังนั้นจึงมีขนาดเล็กพอที่จะเชื่อมต่อกับลวดอิเล็กโทรดและฝังอยู่ใต้ผิวหนัง แบตเตอรี่และวงจรควบคุมมีอยู่ในภาชนะขนาดเล็ก (ล็อกเกต) ที่ทำจากไทเทเนียมบริสุทธิ์ซึ่งไม่รุกรานต่อสิ่งมีชีวิต แบตเตอรี่ต้องใช้เวลาอย่างน้อย 6 ปีดังนั้นภาชนะ (ล็อกเกต) จะต้องมีความเสถียรและปลอดภัยเป็นเวลานาน ปัจจุบันมีคนเกือบ 5,000 คนในญี่ปุ่นได้รับประโยชน์

ไทเทเนียมยังใช้ในเครื่องมือผ่าตัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของการผ่าตัดสมองยาวและประสาทวิทยายาวนานกว่า 10 ชั่วโมงคีมจะต้องมีน้ำหนักเบาและผลิตภัณฑ์ไทเทเนียมจะใช้สำหรับคีมเลือดออก ไทเทเนียมยังใช้ในเครื่องมือรักษาทันตกรรมหลายอย่างเช่นการปลูกถ่ายเครื่องมือผ่าตัดสำหรับสิ่งที่แนบมาและเครื่องสั่นเพื่อกำจัดทาร์ทาร์ นอกเหนือจากการฝัง (ฝัง) และสิ่งที่แนบมาเช่นอุปกรณ์เสริมและเก้าอี้ล้อเลื่อนแล้วไทเทเนียมก็ถูกนำมาใช้ เมื่อส่วนหนึ่งของแขนขาหายไปเนื่องจากการเจ็บป่วยหรืออุบัติเหตุมีการทำเทียมในการคืนค่าการทำงานและเนื่องจากส่วนหลักของขาเทียมทำจากโลหะมันจึงถูกใช้สำหรับความทนทานที่มีน้ำหนักเบา ) และความเข้ากันได้กับสิ่งมีชีวิต (Ni, Cr ฯลฯ ) ในกรณีของเก้าอี้ล้อเลื่อนเป้าหมายหลักคือการแบ่งเบารถเข็นทั้งหมดดังนั้นในบางกรณีไทเทเนียมจะใช้สำหรับชิ้นส่วนโลหะเกือบทั้งหมดในโครงสร้างเช่นเฟรมและล้อ