Byomedikal materyèl alyaj Titàn ak aplikasyon yo
Materyèl alyaj byomedikal Titàn espesyalman refere a yon kalite materyèl estriktirèl fonksyonèl yo itilize nan jeni byomedikal, espesyalman pou pwodiksyon ak fabrikasyon implants chirijikal ak pwodwi aparèy òtopedik. Pwodiksyon an ak preparasyon nan materyèl pwosesis alyaj Titàn enplike jaden yo nan metaliji, pwosesis presyon, materyèl konpoze, ak endistri chimik, epi li se yon pwodwi rekonèt gwo teknoloji nan mond lan. Titàn ak alyaj Titàn te piti piti antre nan domèn konsomasyon sivil nan domèn ayewospasyal, avyasyon, ak defans nasyonal. Pwodwi tankou enplantasyon ak aparèy medikal nan endistri medikal ak sante; Klib gòlf Titàn nan endistri espò ak lwazi, osi byen ke ankadreman linèt Titàn, mont Titàn, bisiklèt Titàn, ak lòt pwodwi, demann pou materyèl trete Titàn toujou ap ogmante. Avèk devlopman wòdpòte ak dekouvèt biotechnologie, materyèl metal byomedikal ak endistri pwodwi yo ap devlope nan yon endistri poto nan ekonomi mondyal la. Pami yo, Titàn ak alyaj li yo te fè eksperyans kwasans rapid ak fiks nan demann nan dènye ane yo akòz ekselan pwopriyete konplè yo tankou lejè, modil elastik ki ba, ki pa toksik ak ki pa mayetik, rezistans korozyon, gwo fòs, ak bon severite. An menm tan an, kòm alyaj Titàn kòmanse antre nan operasyon an plastik ak lòt jaden, nouvo demand potansyèl mache parèt, ak mache a alyaj Titàn ap grandi pi vit nan tan kap vini an.
Pwogrè rechèch nan alyaj medikal Titàn
1.1 Klasifikasyon nan alyaj medikal Titàn
Titàn alyaj yo ka divize an twa kategori selon kalite mikwostrikti materyèl: α kalite, α + β kalite, ak β kalite alyaj Titàn.
1.2 Tandans devlopman nan alyaj Titàn medikal
Apre rechèch literati, li te jwenn ke chèchè ki enpòtan nan kay ak aletranje unaniment kwè ke devlopman nan alyaj medikal Titàn te ale nan twa etap ikonik. Premye etap la reprezante pa Titàn pi bon kalite ak Ti-6Al-4V alyaj; dezyèm etap la reprezante pa Ti New α + β alyaj reprezante pa -5A1-2.5Fe ak Ti-6A1-7Nb; twazyèm etap la se etap prensipal la nan devlope ak devlope alyaj β-Titàn ak pi bon biocompatibility ak pi ba modil elastik. Ideyal materyèl alyaj byomedikal Titàn dwe satisfè kondisyon sa yo: bon biocompatibility, modil elastik ki ba, dansite ki ba, bon pwopriyete anti-korozyon, ki pa toksik, fòs sede segondè, lavi fatig long, ak plastisit gwo nan tanperati chanm. , fasil pou fòme, fasil pou jete, elatriye alyaj enpòtan yo ki te lajman itilize nan materyèl implant yo se Ti-6A1-4V ak Ti-6A1-4VELI. Gen rapò nan literati a ke V eleman ka lakòz reyaksyon tisi malfezan epi li ka gen efè segondè toksik sou kò imen an, pandan y ap Al ka lakòz maladi osteyopowoz la ak maladi mantal. Pou rezoud pwoblèm sa a, syantis biomateryèl yo kounye a angaje nan eksplore ak rechèch V-gratis, nouvo materyèl alyaj byomedikal Titàn Al a, anvan sa li nesesè pou evalye ki kalite eleman alyaj yo apwopriye pou ajoute ke yo tou de ki pa toksik ak biocompatible . Etid yo te jwenn ke alyaj β-Titàn ki gen eleman ki pa toksik tankou molybdène, niobyòm, Tantal, ak zirkonyòm gen yon kontni ki pi wo nan eleman β-estabilize epi yo gen yon pi ba modil elastik (E = 55 ~ 80GPa) ak pi bon pèfòmans taye ak severite, li pi apwopriye pou enplantasyon nan kò imen an kòm yon implant.
Aplikasyon pou alyaj Titàn
2.1 baz medikal nan alyaj Titàn
Avantaj prensipal yo nan itilize Titàn ak alyaj Titàn kòm implant imen yo se: (1) Dansite (20 ° C) = 4.5g / cm3 ak ki lejè. Enplante nan kò imen an: diminye chaj la sou kò imen an; kòm yon aparèy medikal: diminye chaj la opere sou pèsonèl medikal. (2) Modil elastik la ba, e pi Titàn se 108500MPa. Lè implante nan kò imen an: li se pi pre zo natirèl la nan kò imen an, ki se fezab nan grèf zo ak diminye efè a estrès-pwoteksyon nan zo a sou implant la. (3) Non-mayetik, pa afekte pa jaden elektwomayetik ak loraj, ki se benefisye nan sekirite moun apre yo fin itilize. (4) Li pa toksik epi li pa gen okenn efè toksik oswa segondè sou kò imen an kòm yon implant. (5) Rezistans korozyon (materyèl metal byolojik inaktif). Li gen ekselan rezistans korozyon nan anviwònman an imèsyon nan san imen ak asire bon konpatibilite ak san imen ak tisi selil yo. Kòm yon implant, li pa pwodui polisyon imen epi li pa danjere nan kò imen an. Reyaksyon alèjik pral rive, ki se yon kondisyon debaz pou aplikasyon an nan Titàn ak alyaj Titàn. (6) Segondè fòs ak bon severite. Domaj nan zo ak jwenti akòz chòk, timè, ak lòt faktè. Pou etabli yon echafodaj zo ki estab, yo dwe itilize plak arc, vis, zo atifisyèl, jwenti, elatriye. Enplantasyon sa yo dwe rete an plas pou yon tan long. kò imen an pral sijè a koube, trese, peze, kontraksyon nan misk, ak lòt efè nan kò imen an, ki egzije implants yo gen gwo fòs ak severite.
2.2 Jaden medikal ak òtopedik alyaj Titàn
Sitiyasyon Mache Ak devlopman nan alyaj Titàn, ogmantasyon nan varyete materyèl Titàn, ak rediksyon nan pri, aplikasyon an nan Titàn nan endistri sivil te double. CFDA divize aparèy medikal yo an twa nivo dapre sekirite yo soti nan wo a ba, epi yo sipèvize ak jere pa twa nivo gouvènman yo respektivman. Enplantasyon ki fèt ak Titàn ak materyèl alyaj Titàn fè pati twazyèm kategori aparèy medikal yo epi yo se consommables ki gen anpil valè. Sou-sektè yo kontablite pou plis pase 5% nan mache a gen ladan sis gwo segman: dyagnostik in vitro, kadyoloji, dyagnostik D, òtopedik, oftalmoloji, ak operasyon an plastik. Pami yo, dyagnostik vitro, topedik, ak entèvansyon kadyak yo se consommables ki gen anpil valè ki pi rapid nan peyi Lachin. Aplikasyon byomedikal Titàn ak materyèl alyaj li yo te ale nan twa etap ikonik: Premye aplikasyon Nan kòmansman ane 1950 yo, premye nan Wayòm Ini a ak nan Etazini, yo te itilize komèsyal pi bon kalite Titàn pou fabrike plak zo, vis, klou intramedulè, ak anch. jwenti. Konpayi an Swis Mathys itilize tou alyaj Ti-6A1-7Nb pou fabrike sistèm klou intramedulè ki pa elaji (ki gen ladan tibya, humerus, ak femoral) ak vis kre pou tretman ka zo kase nan kou femoral. Porous Ni-Ti (PNT) alyaj materyèl bioaktif yo itilize pou fabrike kaj fizyon nan matris ak lonbèr (Cage). Konpayi Kanadyen BIORTHEX te devlope yon kaj fizyon nan matris ak lonbèr ki fèt ak materyèl ki patante Ni-Ti alyaj ki patante ACTIPORE G pou tretman blesi epinyè òtopedik. Nouvo alyaj beta Titàn lan ka itilize kòm yon materyèl avanse pou plizyè rezon tankou òtopedik, dantis, ak entèvansyon vaskilè. Endistri aparèy medikal òtopedik la reprezante 9% nan pati nan mache aparèy medikal mondyal la epi li toujou ap grandi rapidman. Mache aparèy medikal òtopedik la prensipalman divize an kat zòn: chòk, jwenti, kolòn vètebral, ak lòt moun. Pami yo, chòk se sèl segman ki kounye a pa gen yon gwo pati nan mache okipe pa konpayi etranje yo. Rezon prensipal ki fè se ke pwodwi yo nan jaden sa a gen ba kontni teknik, yo fasil imite, epi yo gen mwens difisil yo opere. Yo ka fèt nan anpil lopital dezyèm ak twazyèm nivo, ak konpayi etranje yo pa ka kouvri yo nèt. Pwodwi chòk yo ka divize an fiksasyon entèn ak aparèy fiksasyon ekstèn. Pwodwi chòk fiksasyon entèn yo enkli klou intramedulè, plak zo, vis, elatriye. Nan 2012, chòk te konte pou 34% nan mache òtopedik domestik la, jwenti 28%, kolòn vètebral 20%, ak lòt moun. 18%. Gwo jwenti yo se aparèy medikal wo-fen ak gwo baryè teknik. Kounye a, lopital endikap yo itilize sitou materyèl òtopedik enpòte. Genyen toujou yon diferans ant pwodwi domestik ak enpòte an tèm de teknoloji, konsepsyon, rechèch ak devlopman, materyèl, pwosesis tretman sifas, elatriye. Jwenti atifisyèl yo sitou divize an jenou atifisyèl, ranch, koud, zepòl, jwenti dwèt ak zòtèy, elatriye. Pami yo, ranplasman jwenti ki pi enpòtan yo gen ladan jwenti anch ak jwenti jenou, ki ansanm konte pou plis pase 95% nan mache ranplasman jwenti mondyal la. Aparèy enplantasyon epinyè gen ladan sistèm plak klou torakolonbèr, sistèm plak klou kolòn vètebral nan kòl matris, ak sistèm kaj fizyon, nan mitan ki sistèm kaj entèvèrtebral la pwensipalman itilize pou tretman ranplasman disk entèvèrtebral epi li se tou segman ki pi enpòtan an, kontablite pou apeprè tout mache implant epinyè a. .
konklizyon
Pwopriyete siperyè alyaj Titàn te kontribye nan pozisyon dirijan li nan domèn medikal. Teknoloji konsepsyon materyèl ak preparasyon nan alyaj Titàn te devlope rapidman ak avans nan biotechnologie ak demann lan gwo pou aplikasyon medikal. La alyaj medikal Titàn kounye a pwodwi yo se sitou α + β kalite alyaj Titàn. Soti nan pèspektiv nan teknoloji preparasyon, pwodiksyon an nan TC4 (TC4ELI) kounye a okipe pati nan mache prensipal la. β-kalite alyaj Titàn gen sèten avantaj nan biocompatibility ak konpatibilite mekanik, kidonk li te vin tounen yon otspo rechèch pou nouvo alyaj medikal Titàn e li se teknoloji ki pi potansyèl nan jaden an nan implants medikal. Nan lavni an, teknoloji pwodiksyon alyaj Titàn yo ta dwe devlope nan direksyon modil ki ba, gwo fòs, bon biocompatibility, ak konpatibilite mekanik. Soti nan pèspektiv nan devlopman tandans, β-kalite alyaj Titàn yo pral vin direksyon devlopman nan lavni ak endikap nan mache a alyaj medikal Titàn.
