Hvorfor har titaniumstænger i medicinsk kvalitet så fremragende biokompatibilitet?

Titaniumstænger i medicinsk kvalitet er hovedsageligt lavet af rene titanium- eller titanlegeringer og har en række unikke fysiske og kemiske egenskaber. Titanium er et let metal med en densitet på ca. 4,5 g/cm³, hvilket er meget lavere end stål. Dette gør titaniumstænger lette i medicinske anvendelser og kan reducere byrden for patienterne. Titanium har også god korrosionsbestandighed og høj temperaturresistens og kan opretholde stabil ydeevne i barske miljøer.

Blandt alle egenskaber ved titaniumstænger i medicinsk kvalitet er biokompatibilitet imidlertid uden tvivl den mest kritiske. Biokompatibilitet henviser til et materialers evne til ikke at forårsage bivirkninger eller afvisning, når det kommer i kontakt med humant væv. For medicinsk udstyr, der er implanteret i den menneskelige krop i lang tid, er kvaliteten af ​​biokompatibilitet direkte relateret til succesraten for operationen og kvaliteten af ​​patientens bedring.

Årsagen til, at medicinsk kvalitet titaniumstænger har fremragende biokompatibilitet, skyldes hovedsageligt egenskaberne ved selve titanelementet og det omhyggelige design af titanlegeringer.

Titanium er et biologisk inert metal, hvilket betyder, at det ikke er let at reagere kemisk med andre stoffer i det menneskelige miljø. Når titaniumstangen implanteres i den menneskelige krop, reagerer den ikke kemisk med det omgivende væv og undgår således produktion og frigivelse af skadelige stoffer. Denne bio-inertitet tillader titanstangen at eksistere stabilt i den menneskelige krop i lang tid uden at forårsage skade på det omgivende væv.

Selvom ren titan er bio-inert, imødekommer dens styrke og sejhed muligvis ikke behovene i nogle medicinske anvendelser. Derfor er titanstænger med medicinsk kvalitet normalt lavet af titanlegeringer. Titaniumlegeringer fremstilles ved at tilføje andre metalelementer (såsom aluminium, vanadium, molybdæn osv.) Til rent titanium for at forbedre dens styrke og sejhed. Imidlertid skal typerne og indholdet af disse tilføjede elementer være fint reguleret for at sikre, at titanlegeringen kan opretholde god biokompatibilitet, samtidig med at de opretholder fremragende mekaniske egenskaber.

F.eks. Er Ti-6al-4V (TC4) en almindeligt anvendt medicinsk titanlegering, der indeholder 6% aluminium og 4% vanadium. Denne legering har ikke kun høj styrke og god sejhed, men bevarer også titaniums bio-inert egenskaber. Derfor anvendes TC4 titanlegering i vid udstrækning til fremstilling af medicinsk udstyr, såsom kunstige led og ortopædiske implantater.

Ud over egenskaberne ved selve materialet har overfladebehandlingen af ​​titaniumstænger i medicinsk kvalitet også en vigtig indflydelse på dens biokompatibilitet. Under fremstillingsprocessen gennemgår overfladen af ​​titanstangen normalt en række behandlinger, såsom slibning, polering, pickling osv., For at fjerne oxidlaget og urenheder på overfladen og forbedre overfladen finish og fladhed. Disse behandlingsforanstaltninger kan reducere friktion og irritation mellem titanstangen og det omgivende væv og derved reducere risikoen for afvisning.

Derudover kan nogle avancerede overfladebehandlingsteknologier (såsom anodisering, mikrobue-oxidation osv.) Også danne en tæt oxidfilm på overfladen af ​​titanstangen. Denne oxidfilm kan ikke kun forbedre korrosionsmodstanden og slidstyrken på titanstangen, men forbedrer også dens biokompatibilitet yderligere. For eksempel kan anodisering danne en porøs oxidfilm på overfladen af ​​titanstangen, og disse porer kan adsorbere bioaktive molekyler (såsom proteiner, vækstfaktorer osv.), Derved fremmer vækst og reparation af omgivende væv.

Takket være sin fremragende biokompatibilitet, Medicinsk kvalitet titaniumstænger er blevet vidt brugt inden for det medicinske område. Følgende er nogle typiske applikationsscenarier:

Kunstige samlinger er et af de vigtige anvendelsesområder for titaniumstænger i medicinsk kvalitet. Uanset om det er fremstilling af kunstige led, såsom hofteled, knæled eller skulderled, kan titaniumstænger give stabil strukturel støtte. Dens fremragende biokompatibilitet gør det muligt for titanstænger at eksistere sammen med menneskelige knogler i lang tid uden at forårsage bivirkninger, hvilket sikrer genvinding af ledfunktion og forbedring af patienternes mobilitet.

I ortopædisk kirurgi bruges også titanstænger i vid udstrækning til fremstilling af interne fikseringsindretninger, såsom knoglplader og knoglegle. Disse enheder hjælper knogler med at gendanne deres normale form og funktion ved at fikse brudstedet. Den lette vægt og den høje styrke af titanstænger gør det muligt for disse enheder at reducere byrden for patienterne og samtidig sikre tilstrækkelig styrke, hvilket er befordrende for postoperativ bedring. Derudover sikrer korrosionsmodstanden og den gode elasticitet af titanstænger også, at instrumenterne opretholder stabil ydeevne efter flere rengøring og desinfektion.

Inden for tandpleje bruges også titanstænger som hovedmateriale til tandimplantater. Dens relativt lave densitet og høje styrkeegenskaber kan ikke kun give god mekanisk støtte, men også reducere patientens ubehag efter operationen. På samme tid sikrer biokompatibiliteten af ​​titanstænger også god integration mellem tandimplantater og omgivende væv.

Foruden ovenstående felter er der også vidt udbredt i fremstillingen af ​​forskellige medicinske udstyr. For eksempel spiller titanium vaskulære sutur nåle, sternale suturer og andre instrumenter en vigtig rolle i hjertekirurgi; Anvendelsen af ​​titaniumelektroder i medicinsk udstyr, såsom elektrokardiografier, forbedrer nøjagtigheden af ​​diagnosen; og brugen af ​​titaniumkulturfartøjer i in vitro -kulturmaskiner giver et mere stabilt eksperimentelt miljø til biomedicinsk forskning.