Penggunaan Perubatan Titanium

Apakah Titanium?

Bahan titanium telah digunakan dalam kehidupan seharian sejak sekian lama. Tahun 1930-an adalah permulaan bahan berfungsi bioperubatan moden. Pada mulanya, keluli tahan karat telah dibangunkan untuk digunakan dalam aplikasi perubatan dan implan. Aloi yang diperbuat daripada kobalt adalah bahan kedua. Titanium dan aloinya menjadi generasi terbaru biomaterial logam sekitar tahun 1960-an. Sejak penampilannya yang paling diingati, titanium telah digambarkan sebagai logam ajaib dan telah mendapat pertimbangan yang luas.

Mengapa titanium sangat unik?

titaniumialah logam peralihan yang mempunyai kekuatan tinggi dan ketumpatan rendah. Di bawah pelbagai keadaan, ia tahan kakisan. Khususnya, titanium adalah terpendam dan tahan terhadap cecair dan tisu badan. Ini adalah biokompatibiliti dan halangan penggunaan yang dikatakan. Ia adalah keperluan penting untuk aplikasi dalam bidang perubatan.

Sifat asas titanium, keluli tahan karat dan aloi kobalt digariskan dalam Jadual 1. Ketumpatan terendah ialah 4.51 g/cm-3 untuk titanium, manakala ketumpatan tertinggi ialah 8 g/cm-3 untuk keluli tahan karat. Titanium mempunyai nisbah kekuatan-kepada-ketumpatan yang lebih tinggi iaitu 76 kNm/kg untuk kekuatan tegangan yang sama. Dengan kekuatan/ketumpatan 63 kNm/kg, ia adalah 20 peratus lebih kuat daripada keluli tahan karat. Nilai modulus elastik Titanium hanya separuh daripada aloi kobalt dan keluli tahan karat konvensional. Ia lebih ketara seperti tulang manusia. Selain itu, titanium mempunyai pengembangan dan kekonduksian haba yang rendah, menjadikannya bukan feromagnetik.

Titanium dan kompositnya mempunyai sifat yang paling membantu menjadikannya hasil yang besar dalam kesihatan otot, sisipan, dan medan instrumen yang teliti. bandar Baoji changsheng titanium co. ltd ialah pengilang dan pembekal kilang logam titanium dan Cu-Ni serta produk siap dalam rangkaian gred, dimensi dan produk kilang yang paling komprehensif.

Harga terendah dan piawaian kejuruteraan tertinggi untuk logam ditawarkan ke pasaran oleh baoji city changsheng titanium co. ltd, yang terletak di tengah-tengah pengeluaran titanium China. Pasti bahawa kami tidak boleh mengatasi kos dan kualiti kami telah membentangkan jaminan kos kami memastikan. Titanium ialah pilihan utama kilang titanium dan CuNi dan pembekal produk siap di seluruh dunia.

Apakah ketumpatan titanium?

Kerana ia lebih mencabar untuk diekstrak, logam titanium tidak mampu dimiliki seperti besi, jadi penggunaannya cenderung khusus. Sifat logam titanium sangat berharga. Sama seperti aluminium, ia membentuk lapisan oksida pelindung nipis untuk mengelakkan kakisan, menjadikannya praktikal lengai. Oleh kerana ia mempunyai ketumpatan 4.5 gram per cm3, yang jauh lebih rendah daripada besi, aloi titanium adalah penting untuk industri aeroangkasa. Ia digunakan untuk membuat banyak SR-71 Blackbird, yang merupakan pesawat berawak terpantas di dunia. Ia juga digunakan untuk membuat banyak enjin dan kerangka pesawat pesawat penumpang besar seperti Airbus dan 747s.

Oleh kerana ketahanannya terhadap air laut, logam ini digunakan dalam aplikasi marin seperti aci kipas. Dikatakan juga bahawa Rusia menggunakannya untuk membina kapal selam. Titanium tidak beracun, dan ia tidak dibuang oleh badan. Kerana ia juga bersambung ke tulang, ia telah digunakan dalam prosedur pembedahan seperti implan gigi dan penggantian sendi, terutamanya sendi pinggul.

Mengapa titanium digunakan untuk implan?

Pasaran untuk implan pergigian, yang dianggarkan bernilai kira-kira USD 4.6 bilion di seluruh dunia, membuka pintu kepada kemungkinan memulihkan kesihatan dan fungsi pergigian pesakit [6]. Oleh kerana biokompatibiliti dan kos rendah, implan titanium adalah bahan yang paling biasa digunakan di pasaran.

Titanium ialah bahan bioinert, yang secara praktikalnya tidak memulakan kesan merosakkan pada tisu yang merangkumi. Walau bagaimanapun, di sebalik penerangan bahan tentang beberapa kelebihan yang wujud, ia gagal untuk berintegrasi dengan baik dengan tulang dan tisu gingiva tanpa rawatan permukaan yang mencukupi, yang boleh mengakibatkan kegagalan implan. Osseointegrasi yang lemah adalah punca kegagalan ini, yang menjejaskan kestabilan implan dalam tulang dan boleh mengakibatkan perkembangan jangkitan dan proses keradangan di ruang peri-implan [7]. Rawatan permukaan yang berbeza untuk mencegah pembentukan biofilm bakteria berbahaya dan meningkatkan osseointegrasi sedang dikaji sebagai cara untuk mengurangkan isu ini. Nanoteknologi telah mencipta kesan positif dalam pergigian, mempunyai pilihan untuk menghantar permukaan dengan geografi tertentu dan bahagian sintetik untuk mengusahakan kualiti bahan yang serasi bio.

Adakah titanium pembedahan magnetik?

Implan logam amat terdedah kepada risiko pemindahan implan dan pemanasan akibat frekuensi radio (RF), kedua-duanya berpotensi membahayakan tisu sekeliling kerana mesin MRI menggunakan magnet yang kuat [11].

Implan yang diikat dengan selamat pada tulang tidak terjejas oleh anjakan yang disebabkan oleh MRI, menurut kajian [1,12]. Memandangkan kekurangan pemeriksaan berterusan, X-ray tidak dicadangkan dalam tempoh pasca operasi segera pada pesakit dengan benam yang tidak terlibat seperti keriting, saluran dan stent [6]. Oleh kerana arus pusar implan adalah selari dengan medan magnet statik pengimbas, pemanasan RF secara teorinya mungkin. Walau apa pun, semua kajian rakan kongsi telah mendedahkan bahawa perubahan suhu ini tidak penting, menunjukkan bahawa kebimbangan tentang bahaya tisu daripada pemanasan RF adalah tidak wajar.

Artifak imej yang disebabkan oleh implan logam boleh menyebabkan keputusan disalahtafsirkan. Dengan mengoptimumkan parameter pengimbasan dan mengubah suai jujukan nadi resonans magnetik, kemajuan teknologi boleh mengurangkan herotan imej. Pakar perubatan mesti mengambil kira kelebihan pengimejan serta kemungkinan herotan imej yang disebabkan oleh implan apabila membuat keputusan sama ada untuk melakukan MRI atau tidak pada pesakit.

Medan magnet MRI tidak mempunyai kesan pada titanium kerana ia adalah bahan paramagnet. MRI boleh digunakan dengan selamat pada pesakit yang mempunyai implan kerana terdapat risiko komplikasi yang sangat rendah yang disebabkan oleh implan. Walau bagaimanapun, aloi digunakan untuk membuat plat titanium yang digunakan di kawasan kraniofasial. Oleh kerana kesan MRI dipengaruhi oleh perkadaran juzuk aloi, penyelidikan yang lebih tepat diperlukan.

Sendi palsu dan benam Klinikal

Jumlah penduduk semakin meningkat dalam beberapa tahun. Kami mahu hidup lebih lama dan menjalani kehidupan yang sangat aktif hari ini. Kemalangan yang berkaitan dengan sukan, lalu lintas dan jenis kemalangan lain semuanya mengakibatkan kecederaan. Jelas sekali, kepentingan bersama palsu terus berkembang. Titanium dan kompositnya biasanya digunakan untuk mengeluarkan gajet benam, contohnya, plat tulang, skru untuk membaiki patah tulang, prostesis injap jantung, perentak jantung dan jantung tiruan adalah semua contoh sendi tiruan. Lebih 100 juta pesakit di seluruh dunia menerima terapi gantian setiap tahun, dan lebih 1,000 tan titanium dimasukkan ke dalam badan pesakit.

Implan logam ini perlu dibentuk secara mekanikal dengan cara tertentu untuk mengekalkan fungsinya semasa digunakan. Semasa aktiviti harian kita, kita membongkok, memutar, memerah, dan mengecutkan otot kita. Apabila tertakluk kepada beban keletihan, lelasan dan hentaman, bahagian tiruan ini tidak boleh rosak. Titanium adalah 50 peratus lebih ringan daripada keluli tahan karat dan mempunyai nisbah kekuatan-kepada-ketumpatan yang 20 peratus lebih tinggi. Ia lebih kuat dan ringan. Apabila tertanam di dalam badan manusia, ia akan mengurangkan beban badan. Pesakit akan dapat bergerak dengan lebih bebas. Antara bahagian tiruan dan badan manusia, akan ada ketegangan. Ketidakpadanan dalam modulus anjal adalah yang membawa kepada apa yang dipanggil tegasan antara muka. Daripada jadual 1, kita dapat melihat bahawa titanium mempunyai modulus fleksibel yang paling minimum di antara ketiga-tiga bahan ini. Implan titanium dan tulang manusia jauh lebih serasi secara mekanikal.

Secara fisiologi, badan menolak bahagian yang tidak dikenali. Selepas pembedahan implan, keradangan klinikal, kemerahan, dan kegatalan kerap dialami apabila keluli tahan karat dan aloi bersama digunakan sebagai biobahan. Titanium dan aloinya terkenal dengan sifat lengai biologinya. Mereka sangat tahan terhadap kakisan dalam persekitaran rendaman darah manusia. Ia menentang darah manusia dan tisu sel secara keseluruhan, menjamin persamaan yang hebat. Hampir tiada pencemaran dan tindak balas yang tidak menguntungkan, yang sangat berkesan untuk pemulihan pesakit. Pelbagai aplikasi Titanium adalah berdasarkan ini.

Oleh kerana biokompatibilitinya yang unggul, titanium tulen secara komersial (Cp Ti) secara amnya dianggap sebagai calon terbaik. Walau bagaimanapun, aloi ELI Ti-6Al-7Nb, Ti-13Nb-13Zr, Ti-12Mo-6Zr, dan Ti{ {6}}Al-4V juga digunakan secara meluas dalam implan perubatan. Sebenarnya lihat laman web kami untuk bertanya tentang item kami yang berbeza!

Peralatan untuk ortopedik Rawatan kecacatan tulang adalah fokus utama ortopedik. Untuk membantu badan berpintal kembali ke kedudukan normalnya, daya luaran diperlukan. Perkakasan kesihatan otot sepatutnya memberi sokongan padu dan mengingati keadaan badan yang betul. Selain daripada halangan haus dan rintangan hakisan, sifat novel yang diharapkan di sini ialah ingatan bentuk. Aloi ingatan bentuk yang diperbuat daripada titanium dan nikel mempunyai kedua-dua kekuatan tinggi dan sifat ingatan. Aloi Ti-Ni kini digunakan untuk membuat plat tulang biasa, kuku intramedulla, penetapan dalaman rahang bawah, pembetulan scoliosis, dan peranti lain yang serupa.

Implan pergigian mempunyai ciri-ciri tersendiri. Terdapat tiga jenis benam pergigian: zygomatic, osseointegrated, dan implan mini untuk penambat ortodontik. Titanium telah digunakan sebagai mahkota, paku mahkota, rentang tetap, rentang porselin, rentang simen, cincin pemegang penggantian gigi, alas, alat antara muka dan alat penguat. Titanium telah digunakan untuk menutup hampir setiap komponen logam gigi palsu.

Mari kita mulakan dengan osseointegrasi standard. "Akar," atau "benih," mula-mula akan dimasukkan ke dalam tulang rahang oleh doktor. Selepas ia mendap, superstruktur gigi akan terikat dengan benam. Selepas itu, gigi baru akan tumbuh di atasnya. Berikut ialah perbezaan antara benam klinikal dan benam pergigian. Implan perubatan adalah sama ada "gam" atau "skru" yang digunakan untuk menyambung tisu keras yang patah atau pengganti tisu keras yang rosak. Walau apa pun, benam pergigian membantu reka bentuk baharu dalam pembangunan. Sungguh menarik!

Prosedur "mudah" ini memerlukan sifat terma dan biokompatibiliti yang sangat baik. Semasa minum sup dan makan yogurt beku individu akan berasa panas dan sejuk, namun sentimen ini adalah dari mulut bukan gigi. Tidak akan ada sebarang rangsangan untuk sihatgigi.

Titanium mengembang sangat sedikit apabila dipanaskan. Apabila benam berasaskan titanium digunakan sebagai "akar", ia tidak akan tumbuh atau kecut di dalam mulut individu. Gigi yang dirangka baru-baru ini akan kekal di tempat yang sepatutnya. Titanium mempunyai kekonduksian terma hanya satu perlima daripada keluli tahan karat, satu pertiga daripada aluminium, dan separuh daripada tembaga. Ia tidak akan melekat pada struktur gigi sebenar apabila digunakan sebagai mahkota. Pulpa gigi boleh dilindungi daripada rangsangan haba dan sejuk oleh titanium.

Titanium tuangan ketepatan digunakan dalam pergigian kerana ia mempunyai ketepatan dimensi yang tinggi, tiada pengecutan dan tiada buih. Sehingga kini, 4 titanium yang tidak dicemari secara kewangan (Cp Ti) digunakan secara unik untuk aplikasi benam pergigian. Ia terdiri daripada gred ASTM dari 1 hingga 4. Kesemuanya mempunyai darjah kekonduksian elektronik yang rendah, rintangan hakisan yang tinggi, keadaan termodinamik pada nilai pH fisiologi, kecenderungan susunan zarah yang rendah dalam keadaan bendalir dan titik isoelektrik oksida 5-6.

Ketulenan berkurangan dan kekuatan meningkat antara gred 1 dan 4. Gred 2 titanium ialah bintang yang paling terkenal untuk aplikasi benam pergigian. Ia mempunyai kekuatan hasil paling sedikit 275 MPa yang bersamaan dengan keluli keras austenit terbaja. Apabila memerlukan kekuatan yang lebih tinggi, gabungan titanium juga boleh digunakan. Aloi lain, seperti Ti-6Al-4V, juga digunakan dalam pelbagai konteks.

Alat pembedahan

Generasi pertama instrumen pembedahan diperbuat daripada keluli karbon, tetapi prestasinya tidak setanding dengan kegunaan klinikal selepas penyaduran elektrik. Kerap membawa kepada jangkitan. Keluli tahan karat generasi kedua adalah austenit, tetapi kandungan kromium adalah toksik dan mempunyai beberapa kesan pada badan.

Sifat mekanikal dan kemuluran adalah perkara pertama yang perlu diambil kira semasa membuat instrumen pembedahan. Keutamaan logam fleksibiliti khusus untuk bersaing dengan bentuk yang diperlukan tanpa penyerahan. Pisau bedah, pinset, dan gunting adalah contoh alat pembedahan asas yang panjang dan nipis. Instrumen memerlukan sejumlah kekuatan untuk beroperasi dengan selamat. Mereka harus cukup sengit dan tidak pecah semasa prosedur perubatan. Untuk instrumen pembedahan, modulus minimum yang diperlukan ialah 100 GPa. Modulus titanium ialah 116 GPa.

Semasa aktiviti prosedur perubatan, instrumen dipersembahkan secara terus kepada tisu hidup. Ia perlu mempunyai rintangan kakisan, biokompatibiliti, dan sifat magnetik. Titanium tidak beracun kepada tisu manusia. Ia tidak akan membawa apa-apa tindak balas yang tidak terpengaruh. Bilik pembedahan kadangkala mengalami medan magnet. Sebagai contoh, X-ray mencipta medan menarik sekitar 1.5 Tesla. Medan menarik ini boleh mempengaruhi instrumen berhati-hati dengan cara yang berbeza, termasuk: gerakan berbahaya yang disebabkan oleh interaksi medan magnet (kesan peluru berpandu), haba instrumen yang disebabkan oleh pemendapan kuasa frekuensi radio (RF), dan fotografi berkaitan instrumen Titanium adalah kesejahteraan aktiviti yang tidak menarik dan boleh dipercayai. Kerana ia bukan magnet, ia juga menghapuskan kemungkinan menyebabkan kemudaratan pada implan elektronik yang halus.

Pensterilan dijalankan menggunakan semburan wap panas pada suhu tinggi selepas pembedahan. Pembersih yang berbeza digunakan untuk membersihkan mikrob dan penyakit. Saiz instrumen dan kualiti permukaan tidak boleh berubah selepas pembersihan berulang. Di samping itu, perlu ada sedikit kerosakan. Setiap kali pakar bedah menggunakan instrumen, mereka memerlukannya untuk berfungsi dengan betul. Rintangan terhadap kakisan aloi titanium dan titanium adalah sangat baik. Akhir sekali, berat titanium yang rendah menjadikannya sesuai untuk pembedahan mikro. Suhu kerja boleh berkisar antara 150 hingga 500 darjah Celsius. Keletihan pakar bedah boleh dikurangkan dengan menggunakan instrumen pembedahan yang ringan, terutamanya untuk prosedur yang panjang.

Aloi titanium dan titanium perubatan adalah logam berkualiti tinggi yang sering digunakan dalam peralatan perubatan. Katod laser, gerudi pergigian dan forsep kerap dihasilkan menggunakan titanium.

Baoji City Changsheng Titanium Co., Ltd. ialah pengeluar dan pembekal terkemuka yang menyediakan penyelesaian individu untuk pelbagai aplikasi. Kami bekerjasama rapat dengan anda pada setiap peringkat proses pembuatan untuk memastikan produk akhir memenuhi keperluan anda. Hubungi kami atau minta sebut harga dengan segera untuk mengetahui lebih lanjut.

Rujukan:https://www.rsc.org/periodic-table/element/22/titanium

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9104688/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6369045/