Proč mají titanové tyče lékařské třídy tak vynikající biokompatibilitu?

Titanové tyče lékařské třídy jsou vyrobeny hlavně z čistých titanových nebo titanových slitin a mají řadu jedinečných fyzikálních a chemických vlastností. Titan je lehký kov s hustotou asi 4,5 g/cm³, což je mnohem nižší než ocel. Díky tomu jsou titanové pruty lehké v lékařských aplikacích a mohou snížit zatížení pacientů. Titan má také dobrou odolnost proti korozi a odolnost proti vysoké teplotě a může udržovat stabilní výkon v drsném prostředí.

Mezi všemi vlastnostmi titanových tyčí lékařské třídy je však biokompatibilita nepochybně nejkritičtější. Biokompatibilita se týká schopnosti materiálu nezpůsobovat nežádoucí účinky nebo odmítnutí, když přijde do kontaktu s lidskou tkáň. U zdravotnických prostředků implantovaných v lidském těle po dlouhou dobu je kvalita biokompatibility přímo spojena s úspěšností operace a kvalitou zotavení pacienta.

Důvod, proč mají titanové tyče lékařské třídy vynikající biokompatibilitu, je způsoben hlavně charakteristikami samotného titanového prvku a pečlivého designu titanových slitin.

Titan je biologicky inertní kov, což znamená, že není snadné chemicky reagovat s jinými látkami v lidském prostředí. Když je titanový prut implantován do lidského těla, nebude chemicky reagovat s okolními tkáněmi, čímž se zabrání výrobě a uvolňování škodlivých látek. Tato biologická inernty umožňuje, aby titanový prut po dlouhou dobu existoval v lidském těle stabilně, aniž by způsobil poškození okolních tkání.

Ačkoli čistý titan je bio-inertní, jeho síla a houževnatost nemusí vyhovovat potřebám některých lékařských aplikací. Proto jsou titanové tyče lékařské třídy obvykle vyrobeny z slitin titanu. Slitiny titanu se vyrábějí přidáním dalších kovových prvků (jako je hliník, vanad, molybden atd.) K čistému titanu, aby se zlepšila jeho síla a houževnatost. Typy a obsah těchto přidaných prvků však musí být jemně regulovány, aby se zajistilo, že slitina titanu si může udržovat dobrou biokompatibilitu při zachování vynikajících mechanických vlastností.

Například TI-6AL-4V (TC4) je běžně používaná lékařská titanová slitina, která obsahuje 6% hliník a 4% vanadium. Tato slitina má nejen vysokou sílu a dobrou houževnatost, ale také si zachovává biologické vlastnosti titanu. Proto je slitina titanu TC4 titanium široce používána při výrobě zdravotnických prostředků, jako jsou umělé klouby a ortopedické implantáty.

Kromě vlastností samotného materiálu má povrchové úpravy titanových tyčí lékařské třídy také důležitý dopad na jeho biokompatibilitu. Během výrobního procesu povrch titanové tyče obvykle podléhá řadě ošetření, jako je broušení, leštění, mobky atd., Aby se odstranila oxidová vrstva a nečistoty na povrchu a zlepšila povrchovou úpravu a rovinnost. Tato léčebná opatření mohou snížit tření a podráždění mezi titanovým tyčem a okolní tkáni, čímž se sníží riziko odmítnutí.

Kromě toho některé pokročilé technologie povrchové úpravy (jako je eloxování, oxidace mikro-arc atd.) Mohou také vytvořit hustý oxidový film na povrchu titanové tyče. Tento oxidový film může nejen zlepšit odolnost proti korozi a odolnost proti opotřebení titanové tyče, ale také dále zlepšit jeho biokompatibilitu. Například eloxování může na povrchu titanové tyče vytvořit film porézního oxidu a tyto póry mohou adsorbovat bioaktivní molekuly (jako jsou proteiny, růstové faktory atd.), Které podporují růst a opravu okolních tkání.

Díky jeho vynikající biokompatibilitě, Lékařské tyčinky byly široce používány v lékařské oblasti. Níže jsou uvedeny některé typické scénáře aplikací:

Umělé klouby jsou jednou z důležitých aplikačních oblastí titanových prutů lékařské třídy. Ať už se jedná o výrobu umělých kloubů, jako jsou kyčelní klouby, kolenní klouby nebo ramenní klouby, titanové tyče mohou poskytnout stabilní strukturální podporu. Její vynikající biokompatibilita umožňuje titanovým prutům koexistovat s lidskými kosti po dlouhou dobu, aniž by způsobovala nežádoucí účinky, čímž zajistila zotavení funkce kloubu a zlepšení mobility pacientů.

V ortopedické chirurgii se titanové tyče široce používají při výrobě vnitřních fixačních zařízení, jako jsou kostní destičky a kostní nehty. Tato zařízení pomáhají kostem obnovit jejich normální tvar a funkci upevněním místa zlomeniny. Vzdálená hmotnost a vysoká síla titanových tyčí umožňují těmto zařízením snížit zatížení pacientů a zároveň zajistit dostatečnou pevnost, která přispívá k pooperačnímu zotavení. Kromě toho odolnost proti korozi a dobrá pružnost titanových prutů také zajišťují, aby nástroje udržovaly stabilní výkon po vícenásobném čištění a dezinfekci.

V oblasti stomatologie se jako hlavní materiál pro zubní implantáty používají také titanové pruty. Jeho relativně nízká hustota a charakteristiky s vysokou pevností mohou nejen poskytnout dobrou mechanickou podporu, ale také snížit nepohodlí pacienta po operaci. Současně biokompatibilita titanových prutů také zajišťuje dobrou integraci mezi zubními implantáty a okolními tkáními.

Kromě výše uvedených polí se titanové tyče lékařské třídy také široce používají při výrobě různých zdravotnických prostředků. Například titanové vaskulární stehy, sternální stehy a další nástroje hrají důležitou roli při srdeční chirurgii; Použití titanových elektrod ve zdravotnickém vybavení, jako jsou elektrokardiografy, zvyšuje přesnost diagnózy; a použití titanových kulturních cév v kulturních strojích in vitro poskytuje stabilnější experimentální prostředí pro biomedicínský výzkum.