Stopy tytanu ukryte w ludzkich ciałach

Stopy tytanu wywodzą się z przemysłu lotniczego i wojskowego i są okrzyknięte medycznym „metalem uniwersalnym”. Śruby tytanowe, implanty dentystyczne, stenty naczyniowe, sztuczne trzony kręgów, sztuczne serca i inne urządzenia wszczepiane w ludzkie ciało mogą osiągnąć długoterminową-kompatybilność z ludzkimi tkankami i pozostać w organizmie przez dziesięciolecia.

 

 

Ludzki układ odpornościowy odrzuca większość wszczepionych metali: stal nierdzewna i stopy kobaltu-chromu mają tendencję do uwalniania jonów i wywoływania stanów zapalnych, podczas gdy zwykła stal jest podatna na korozję i prowadzi do zaniku kości. Tylko stopy tytanu nie powodują prawie żadnych odrzutów.

 

• Na ich powierzchni spontanicznie tworzy się gęsta warstwa dwutlenku tytanu, odporna na korozję pod wpływem płynów ustrojowych i ledwo uwalniająca szkodliwe substancje, co zapewnia wyjątkowo niski współczynnik odrzuceń, odpowiedni dla wszystkich typów pacjentów.
• Posiadają wyłączną zdolność do osteointegracji. Ich powierzchnia może adsorbować wapń i fosfor, stymulując wzrost kości, tworząc w ciągu kilku miesięcy ścisłe wiązanie z natywną kością -, co jest cechą nieporównywalną z innymi metalami.
• Ich właściwości mechaniczne odpowiadają kościom ludzkim. Stal nierdzewna jest zbyt sztywna, co powoduje osłonę naprężeniową i utratę kości; medyczne stopy tytanu zapewniają umiarkowaną wytrzymałość i lekkość. Nowe -stopy tytanu mają moduły sprężystości bliższe ludzkiej kości, co zapobiega atrofii kości.

 

Różne stopy tytanu odpowiadają różnym scenariuszom medycznym: czysty tytan jest szeroko stosowany w stomatologii; Stopy klasy 5 dominują w mocowaniach złamań i protezach stawów; Tytan o niskim-module -jest nakładany na kręgosłup i-kości nośne, co czyni go wszechstronnym-materiałem medycznym.

 

 

Pierwotnie był to materiał lotniczy i wojskowy, ceniony ze względu na lekkość, wysoką wytrzymałość i odporność na wysoką temperaturę, stopy tytanu później znalazły zastosowanie w medycynie, rozpoczynając nową erę implantologii.

 

1. Przełomowe odkrycie

W latach czterdziestych XX wieku naukowcy odkryli, że tytan wszczepiany zwierzętom rzadko powodował stany zapalne. W 1952 roku Brånemark zweryfikował osteointegrację poprzez eksperymenty na królikach, obalając-długotrwałe przekonanie, że metale będą nieuchronnie odrzucane przez organizm ludzki i rozwiązując liczne ówczesne wyzwania w zakresie napraw stomatologicznych, ortopedycznych i kardiologicznych.

 

2. Iteracja zastosowań klinicznych

Pierwsza operacja wszczepienia implantu tytanowego zakończyła się sukcesem w 1965 roku, ustanawiając punkt odniesienia dla odbudowy zębów. W tym samym okresie zastosowano stopy tytanu TC4 do stabilizacji ortopedycznej, aby ograniczyć ryzyko odrzucenia i infekcji. Później opracowano-wolny wanad Ti-6Al-7Nb i Ti-6Al-4V ELI o wysokiej czystości, co znacznie zwiększyło bezpieczeństwo i wytrzymałość, dzięki czemu stały się standardowymi materiałami na implanty.

 

3. Krajowe przełomy w technologii druku 3D

Tradycyjne protezy ze stopu tytanu mają jednolitą konstrukcję i nie radzą sobie z leczeniem ciężkich schorzeń, takich jak duże ubytki kości i nowotwory kości. Zespół Liu Zhongjuna opracował wydrukowane w 3D-porowate tytanowe trzony kręgów, które ułatwiają zespolenie tkanki kostnej. W 2016 r. zakończono pierwszą na świecie implantację ultra-długiej protezy kręgosłupa ze stopu tytanu, która umożliwiła pacjentowi z guzem kręgosłupa ponowne chodzenie. Obecnie szeroko stosowane są spersonalizowane protezy tytanowe czaszki, żeber i miednicy, drukowane w 3D-, co umożliwia zindywidualizowane i precyzyjne leczenie.

 

4. Ochrona życia na wielu polach

Tytan jest stabilny chemicznie i nie powoduje krzepnięcia ani hemolizy w kontakcie z krwią. Tytanowe stenty wieńcowe odblokowują naczynia krwionośne, tytanowe zastawki serca działają niezawodnie i długoterminowo,-a sztuczne serca z tytanu lewitowane magnetycznie oszczędzają czas pacjentom z niewydolnością serca oczekującym na przeszczep. Tymczasem stopy tytanu są wykorzystywane do produkcji narzędzi chirurgicznych, które można sterylizować w wysokiej-temperaturze, implantów ślimakowych, elektrod nerwowych i protez z osteointegracją, z zakresu stomatologii, ortopedii, medycyny sercowo-naczyniowej, neurologii, rehabilitacji i innych dziedzin -, które zasługują na miano „metalu uniwersalnego”.

 

 

Niezliczone osoby odzyskały normalne życie dzięki stopom tytanu: pacjenci ze złamaniami, którym wszczepiono tytanowy sprzęt do stabilizacji wewnętrznej, nie wymagają wtórnej operacji usunięcia; pacjenci z chorobami przyzębia odzyskują funkcję żucia dzięki implantom tytanowym; pacjenci z guzem kręgosłupa odzyskują mobilność dzięki-drukowanym w 3D tytanowym trzonom kręgów; Pacjenci z niewydolnością serca oczekują na przeszczep serca, korzystając z tytanowych sztucznych serc. Implanty z czystego tytanu można stosować u dzieci, nie zakłócając rozwoju szczękowo-twarzowego.

 

Niektóre implanty tytanowe, które stosuje się od ponad 40 lat, nadal utrzymują doskonałe wiązanie kości, bez zużycia i stanu zapalnego.

 

 

Obecnie naukowcy stale optymalizują stopy tytanu:-nanomodyfikacje i powłoki antybakteryjne przyspieszają gojenie kości i zmniejszają ryzyko infekcji; biodegradowalny tytan rozpuszcza się naturalnie w organizmie, eliminując potrzebę wtórnej operacji. Wysoce elastyczny, porowaty bioniczny tytan i kompozyty tytanowe obciążone czynnikami bioaktywnymi charakteryzują się wydajnością, która w coraz większym stopniu naśladuje ludzką kość, skracając okresy rekonwalescencji.

 

Pochodzące z przemysłu lotniczego i wojskowego stopy tytanu służą obecnie jako materiały do ​​implantów ludzkich, stabilnie naprawiając uszkodzenia ciała i podtrzymując życie przez lata. Stanowią niezwykły cud zrodzony z integracji inżynierii materiałowej i medycyny.

 

Grupa Ruihang produkuje głównie produkty tytanowe w całym łańcuchu branżowym, obejmującym wytapianie, kucie, prostowanie, walcowanie, obróbkę powierzchniową i proces testowania. W przypadku jakichkolwiek potrzeb zakupowych prosimy o kontakt pod adresem e-mail:Sam.Rui@bjrh-titanium.com