Основные преимущества титана и титановых сплавов в области ортопедической медицины
1. Отличная биосовместимость: «Гармоничное сосуществование» с организмом. Ткани человека практически не отторгают титан и не вызывают аллергических реакций на него, а также не вызывают воспаления. Его поверхность естественным образом образует стабильную и плотную оксидную пленку, которая предотвращает дальнейшее выделение ионов металлов и обеспечивает долгосрочное-безопасное сосуществование со средой организма человека. Идеальные механические свойства: Прочный и легкий «человеческий скелет» с высокой удельной прочностью (высокая прочность и легкий вес). Прочность титановых сплавов сравнима с прочностью многих высокопрочных сталей, но их плотность (около 4,5 г/см³) составляет всего 60% от плотности стали. Это означает, что, хотя имплантат обеспечивает достаточную поддержку, он может значительно снизить нагрузку на тело пациента и повысить его комфорт. Низкий модуль упругости: «Жесткость и гибкость в гармонии с костями»: Модуль упругости (жесткости) титановых сплавов ближе к человеческим костям. Традиционные сплавы на основе нержавеющей стали и кобальта-слишком тверды и могут создавать эффект "защиты от напряжений" -, то есть имплантат принимает на себя большую часть нагрузки, вызывая дегенерацию и расшатывание окружающих костей из-за отсутствия стимуляции напряжения. Титановые сплавы позволяют добиться более разумной механической проводимости и защитить здоровье костей.. 3. Непревзойденная устойчивость к коррозии: «Бессмертный воин» внутри тела. Жидкости организма человека представляют собой агрессивную среду, содержащую ионы хлорида. Титан с плотной оксидной пленкой на поверхности может противостоять коррозии биологических жидкостей и оставаться стабильным в течение длительного времени. Это означает, что имплантат не выйдет из строя из-за коррозии и не вызовет долгосрочных-токсических и побочных эффектов для организма из-за выделения большого количества ионов металлов.. 4. Отличная технологичность и биоинтеграция: идеальный партнер для аддитивного производства (3D-печати): Титановые сплавы отлично подходят для изготовления сложных пористых структур с помощью технологии 3D-печати. В этом его революционное преимущество перед другими материалами. Способность к остеоинтеграции. С помощью 3D-печати или технологии обработки поверхности на поверхности титановых имплантатов можно создавать микро-поры или трехмерные пористые структуры. Костная ткань человека может прорастать в эти поры, образуя прочную биологическую фиксацию, а не просто полагаясь на механическую блокировку. Это значительно повышает долговременную-стабильность имплантата.. 5. Отличная совместимость изображений: металлический титан создает меньше артефактов при рентгеновских-исследованиях, КТ и магнитно-резонансной томографии (МРТ), что намного превосходит нержавеющую сталь и сплавы на основе кобальта-. Это значительно облегчает врачам проведение четкой визуализационной оценки положения имплантата и состояния заживления кости после операции.
Основные преимущества титана и титановых сплавов в области ортопедической медицины
1. Отличная биосовместимость: «Гармоничное сосуществование» с организмом. Ткани человека практически не отторгают титан и не вызывают аллергических реакций на него, а также не вызывают воспаления. Его поверхность естественным образом образует стабильную и плотную оксидную пленку, которая предотвращает дальнейшее выделение ионов металлов и обеспечивает долгосрочное-безопасное сосуществование со средой организма человека. Идеальные механические свойства: Прочный и легкий «человеческий скелет» с высокой удельной прочностью (высокая прочность и легкий вес). Прочность титановых сплавов сравнима с прочностью многих высокопрочных сталей, но их плотность (около 4,5 г/см³) составляет всего 60% от плотности стали. Это означает, что, хотя имплантат обеспечивает достаточную поддержку, он может значительно снизить нагрузку на тело пациента и повысить его комфорт. Низкий модуль упругости: «Жесткость и гибкость в гармонии с костями»: Модуль упругости (жесткости) титановых сплавов ближе к человеческим костям. Традиционные сплавы на основе нержавеющей стали и кобальта-слишком тверды и могут создавать эффект "защиты от напряжений" -, то есть имплантат принимает на себя большую часть нагрузки, вызывая дегенерацию и расшатывание окружающих костей из-за отсутствия стимуляции напряжения. Титановые сплавы позволяют добиться более разумной механической проводимости и защитить здоровье костей.. 3. Непревзойденная устойчивость к коррозии: «Бессмертный воин» внутри тела. Жидкости организма человека представляют собой агрессивную среду, содержащую ионы хлорида. Титан с плотной оксидной пленкой на поверхности может противостоять коррозии биологических жидкостей и оставаться стабильным в течение длительного времени. Это означает, что имплантат не выйдет из строя из-за коррозии и не вызовет долгосрочных-токсических и побочных эффектов для организма из-за выделения большого количества ионов металлов.. 4. Отличная технологичность и биоинтеграция: идеальный партнер для аддитивного производства (3D-печати): Титановые сплавы отлично подходят для изготовления сложных пористых структур с помощью технологии 3D-печати. В этом его революционное преимущество перед другими материалами. Способность к остеоинтеграции. С помощью 3D-печати или технологии обработки поверхности на поверхности титановых имплантатов можно создавать микро-поры или трехмерные пористые структуры. Костная ткань человека может прорастать в эти поры, образуя прочную биологическую фиксацию, а не просто полагаясь на механическую блокировку. Это значительно повышает долговременную-стабильность имплантата.. 5. Отличная совместимость изображений: металлический титан создает меньше артефактов при рентгеновских-исследованиях, КТ и магнитно-резонансной томографии (МРТ), что намного превосходит нержавеющую сталь и сплавы на основе кобальта-. Это значительно облегчает врачам проведение четкой визуализационной оценки положения имплантата и состояния заживления кости после операции.
Используемые в настоящее время марки титановых сплавов и их развитие
В настоящее время к относительно зрелым маркам титановых сплавов относятся сплавы Ti-6Al-4V и Ti-6Al-4VELI, которые широко используются в материалах имплантатов. Однако оба этих сплава содержат токсичный элемент ванадий, и длительное использование может представлять потенциальную опасность для организма человека. Хотя Международная организация по стандартизации и Международный комитет по безопасности медицинских материалов пока не распорядились о запрете использования этого сплава, применение Ti-6Al-4V в организме человека постепенно сокращается. Для решения этой проблемы в мире было разработано несколько медицинских титановых сплавов без ванадия. Сплав Ti-6Al-7Nb был разработан в Швейцарии и внедрен в клиническую практику. Китай также не отстает. Пекинский научно-исследовательский институт цветных металлов и завод по обработке цветных металлов Баоцзи совместно разработали медицинский титановый сплав, не содержащий ванадия, который прошел эксперимент по медицинскому клиническому применению. Этот проект получил Первую премию науки и технологий цветной металлургии Китая в 2001 году. Кроме того, существуют также сплавы Ti-5Al-2,5Fe из Германии, сплавы Ti-5Al-1,5B из Индии, сплавы Ti-15Mo-5Zr-3Al и т. д. Эти новые сплавы открывают больше возможностей для применения металлического титана в ортопедии.
Будущее и перспективы титана и титановых сплавов в ортопедической медицине
Благодаря постоянному развитию технологий титан и титановые сплавы будут глубоко развиваться в области ортопедической медицинской помощи в направлении «точной механической адаптации, диверсифицированной функциональной интеграции и персонализированного клинического применения», становясь основной движущей силой инноваций в технологиях ортопедической регенерации и ремонта. Титановая промышленность должна воспользоваться этой возможностью, увеличить инвестиции в исследования и разработки и постоянно улучшать качество и производительность продукции. Принося пользу обществу и облегчая страдания пациентов, он также может способствовать собственному развитию и достижению беспроигрышной ситуации социальных и экономических выгод. Считается, что в будущем металлический титан будет играть более важную роль в области ортопедии и внесет больший вклад в дело здоровья человека.
