Ứng dụng hợp kim titan y tế trong lĩnh vực y tế Ứng dụng hợp kim titan y tế trong lĩnh vực y tế

 

 

Sự xuất hiện của kim loại titan có ánh xám bạc

Là một loại hợp kim và vật liệu mang mới, hợp kim titan y tế được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực liên quan như cấy ghép chi, vật liệu chức năng thay thế, nha khoa và thiết bị y tế. Hợp kim titan và titan có đặc tính chống ăn mòn tốt, cường độ riêng cao, mô đun đàn hồi thấp, chống mỏi và tương thích sinh học tốt. Trong số đó, khả năng tương thích sinh học tốt khiến nó có những ưu điểm vượt trội so với các kim loại khác, vì vậy nó được ưa chuộng rộng rãi trong lĩnh vực y tế, nhưng rất khó để cải tiến hơn nữa do khả năng chống mài mòn và hiệu suất xử lý thấp. Trong tiến trình.

Với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế quốc gia, nhu cầu về hợp kim titan y tế trong lĩnh vực y tế ngày càng tăng do hiệu suất tuyệt vời của nó. Là vật liệu kim loại có đặc tính sinh học tuyệt vời, titan và hợp kim của nó có triển vọng ứng dụng tốt trong lĩnh vực y tế. Tuy nhiên, so với các nước phát triển, ở nước tôi vẫn còn một khoảng cách nhất định trong việc nghiên cứu phát triển và ứng dụng vật liệu hợp kim titan, như: mô đun đàn hồi cao, hoạt động bề mặt kém, khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn kém của hợp kim titan. . Sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tương thích sinh học của vật liệu. Do đó, để phát triển các hợp kim titan mới với hiệu suất toàn diện tốt hơn, đất nước tôi nên tăng cường nỗ lực nghiên cứu và phát triển vật liệu, tập trung vào đổi mới và phát triển vật liệu y sinh có mô đun đàn hồi thấp, khả năng chống mài mòn cao, chống ăn mòn và khả năng tương thích sinh học tuyệt vời. Chất liệu hợp kim titan.

Titan có ái lực tốt với mô liên kết và mô biểu mô xương của con người, và các tính chất cơ học tuyệt vời của nó cũng phản ánh lợi thế của nó trong các hợp kim y tế. Và mật độ thấp, trọng lượng nhẹ, khả năng chống ăn mòn tốt, thoải mái khi đeo nên titan được nhiều người ưa chuộng làm răng giả (cấy ghép). Ngoài ra, sau khi xử lý bề mặt răng giả bằng titan, hiệu quả thẩm mỹ sẽ tăng lên, có thể đáp ứng nhu cầu làm đẹp của công chúng và mang lại cho mọi người sự thích thú về thị giác.

 

01. Về chỉ đạo trang thiết bị y tế

Dụng cụ y tế hợp kim titan y tế là thế hệ dụng cụ phẫu thuật thứ ba sau thép carbon và thép không gỉ. Để cải thiện khả năng chống gỉ của dụng cụ bằng thép không gỉ, người ta thường tiến hành xử lý bề mặt như mạ crom và đánh bóng điện phân. Tuy nhiên, crom là chất độc, lớp crom bong ra sẽ có tác động nhất định đến cơ thể con người.

 

Ưu điểm của hợp kim titan y tế như một thiết bị y tế là:

1. Dụng cụ có trọng lượng nhẹ, có thể làm giảm tổn thương mạch máu, cơ và các cơ quan trong quá trình phẫu thuật và giảm bớt sự mệt mỏi của bác sĩ. Dụng cụ titan y tế phù hợp hơn cho vi phẫu tốt;

2. Chống ăn mòn tốt và không độc hại, thiết bị không rỉ sét, vết thương không dễ bị nhiễm trùng và vết thương nhanh lành;

3. Hợp kim titan y tế có độ đàn hồi vừa phải, phù hợp với các dụng cụ như kẹp, nhíp và dao vi phẫu;

4. Khi hoạt động dưới bóng đèn không bóng, hiệu suất phản chiếu của titan y tế yếu, phù hợp hơn thép không gỉ;

Dụng cụ y tế titan y tế chủ yếu bao gồm: dao mổ, kẹp phẫu thuật, kẹp phẫu thuật, dụng cụ nở ngực, kim khâu, chỉ khâu, v.v. Dây titan y tế được sử dụng làm chỉ khâu phẫu thuật và so với các vật liệu khác, nó có ưu điểm là phản ứng mô nhỏ và tốt khả năng chống xoắn (chẳng hạn như dây thép không gỉ). Sau khi khâu, vết thương phẫu thuật không dễ bị viêm và vị trí khâu không dễ bị dịch chuyển. Chỉ khâu thường sử dụng dây titan y tế (dây TA1 hoặc TA2), có đường kính 0.5-0,8 mm. Ngoài ra, độ đàn hồi nhẹ nhàng do dây hợp kim titan-niken tạo ra có thể thúc đẩy quá trình lành vết thương nhanh chóng.

Ngoài ra, hợp kim titan y tế còn là vật liệu quan trọng cho các thiết bị phục hồi chức năng phụ trợ như xe lăn, nạng, nẹp, thiết bị y tế, v.v.

 

02. Được sử dụng rộng rãi trong vật liệu khớp nhân tạo

Theo các báo cáo tài liệu liên quan, mỗi năm trên thế giới có khoảng 100 triệu bệnh nhân bị viêm khớp gối và khớp cánh tay, và việc phẫu thuật thay thế là bắt buộc. Vì vậy, hợp kim titan có chức năng thay thế tuyệt vời mang lại tin vui cho điều này. So với gốm sứ, thép không gỉ và các vật liệu khác, mô đun đàn hồi của hợp kim titan gần với xương người hơn và có nhiều ưu điểm hơn về mô đun. Vì vậy, hợp kim titan được sử dụng rộng rãi trong việc điều chỉnh khớp mắt cá chân và khớp khuỷu tay. Ngoài ra, vật liệu hợp kim titan xốp có thể tạo ra hoạt tính sinh học cho chân giả và giúp chữa lành chỏm xương đùi; Bề mặt hợp kim titan có khả năng tương thích sinh học tốt và có thể kích thích sự phát triển của tế bào xương nên được các bác sĩ lâm sàng và chuyên gia chỉnh hình khuyến khích sử dụng.

Ưu điểm chính của titan và hợp kim titan khi phục hình cấy ghép là: ① độ bền cao, độ ổn định hóa học tốt và khả năng tương thích sinh học; ② không độc hại và sẽ không gây hại cho cơ thể con người; ③ mô đun đàn hồi thấp, tương thích hơn với xương người; ④Hợp kim bộ nhớ có khả năng đàn hồi và chức năng phục hồi hình dạng. Tóm lại, ứng dụng của titan trong sửa chữa hộp sọ chủ yếu thể hiện ở chỗ: việc sử dụng lưới titan có thể sửa chữa các khuyết tật của hộp sọ. Ứng dụng trong hệ thống tim mạch của con người được thể hiện trong việc chế tạo van tim nhân tạo, bộ lọc máu, máy điều hòa nhịp tim và máy bơm tim nhân tạo.

 

Cần lưu ý rằng titan không phù hợp với tất cả các thành phần khớp nhân tạo. Trong số các bộ phận khớp, bộ phận thường xuyên lắc lư không phù hợp vì titan dễ mòn (nên sử dụng hợp kim gốm và coban), còn bộ phận cấy ghép nên sử dụng hợp kim titan. Để nó kết hợp với xương của cơ thể sống càng sớm càng tốt, cần phải làm cho bề mặt của hợp kim titan không bằng phẳng và phủ lên nó các chất tạo xương như apatit (Apatit) và kính sinh học.

 

03. Titan giúp ích rất nhiều cho sự phát triển của nha khoa

Kim loại được sử dụng trong phẫu thuật nha khoa bắt đầu bằng hỗn hống và mão kim loại vào những năm 1920. Hợp kim vàng, bạc và palladium chủ yếu được sử dụng vào những năm 1960. Sau những năm 1970, thép không gỉ trở thành dụng cụ chỉnh nha vĩnh viễn, có thể tháo rời. Vật liệu được sử dụng phổ biến nhất là công nghệ đúc titan được phát huy và áp dụng vào những năm 1990. Máy đúc chính xác titan nha khoa có đặc điểm là độ chính xác kích thước cao, không có bong bóng, sâu răng co ngót, v.v. Trong số các vật liệu kim loại được sử dụng để sửa chữa mô cứng của con người, mô đun đàn hồi của titan là mô đun đàn hồi gần nhất với mô người, có thể làm giảm áp lực lên xương và cấy ghép kim loại. Sự không tương thích cơ học giữa các mô. Titan có độ dẫn nhiệt thấp nhất trong tất cả các vật liệu kim loại được sử dụng trong phục hình răng. Độ dẫn nhiệt thấp làm giảm sự kích thích nhiệt của tủy răng, điều này rất quan trọng trong phục hình răng. Inlay titan và mão toàn phần có thể bảo vệ tủy khỏi kích thích nóng và lạnh. Từ quan điểm vật chất, titan nha khoa chủ yếu là titan nguyên chất, nhưng độ bền không đủ, khó mài, khả năng chống mài mòn kém, dễ bị khuyết tật đúc và chất lượng không ổn định. Hợp kim titan có độ bền cao, được sử dụng phổ biến nhất là hợp kim Ti-6Al-4V, nhưng vì kim loại V có hại cho cơ thể con người nên Nb được sử dụng thay cho V và Ti-6 Hợp kim Al-7Nb đã được phát triển thành công, có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và về cơ bản là vô hại đối với cơ thể con người. Nó có ưu điểm là độ dẻo mạnh và độ mài mòn tuyệt vời, và đã được tiêu chuẩn ASTM phê duyệt. Hiện nay, hợp kim titan-niken siêu đàn hồi được sử dụng rộng rãi trong chỉnh nha.

Từ những năm 1980, các nước phát triển đã bắt đầu nghiên cứu ứng dụng titan trong phục hình răng miệng, đầu tiên là cấy ghép implant, sau đó là mắc cài răng giả, cầu răng sứ và dây chỉnh nha. Titan hiện có sẵn dưới dạng mão răng và vít mão răng. Cầu răng cố định, cầu răng sứ, cầu răng giả, móc cài răng giả, đế, đầu nối và vật cố định, hầu hết các bộ phận kim loại của răng giả đều có thể được làm bằng titan. Nghiên cứu về titan và hợp kim titan đã trở thành một điểm nóng trong nghiên cứu hợp kim cho các ứng dụng nha khoa. Răng sứ hợp kim titan có thể khôi phục tốt hình dạng và chức năng của thân răng, có độ bền cao, hình thức đẹp, màu sắc ổn định, bề mặt nhẵn, chống mài mòn và chống ăn mòn. Đây là một phục hồi vĩnh viễn và phù hợp cho tất cả các răng cố định. Đặc biệt, nó có khả năng tương thích sinh học tốt và phù hợp hơn với những người nhạy cảm với ion niken. Nó đã được sử dụng rộng rãi trong phục hồi răng.