Waarom hebben titaniumstaven voor medische kwaliteit zo'n uitstekende biocompatibiliteit?

Titanium staven voor medische kwaliteit zijn voornamelijk gemaakt van pure titanium- of titaniumlegeringen en hebben een reeks unieke fysische en chemische eigenschappen. Titanium is een lichtmetaal met een dichtheid van ongeveer 4,5 g/cm³, dat veel lager is dan staal. Dit maakt titaniumstaven lichtgewicht in medische toepassingen en kan de last voor patiënten verminderen. Titanium heeft ook een goede corrosieweerstand en weerstand op hoge temperatuur en kan stabiele prestaties in harde omgevingen behouden.

Van alle eigenschappen van titaniumstaven voor medische kwaliteit is echter de biocompatibiliteit ongetwijfeld de meest kritische. Biocompatibiliteit verwijst naar het vermogen van een materiaal om geen negatieve reacties of afwijzing te veroorzaken wanneer het in contact komt met menselijk weefsel. Voor medische hulpmiddelen die lang in het menselijk lichaam zijn geïmplanteerd, is de kwaliteit van de biocompatibiliteit direct gerelateerd aan het slagingspercentage van de werking en de kwaliteit van het herstel van de patiënt.

De reden waarom titaniumstaven voor medische kwaliteit een uitstekende biocompatibiliteit hebben, is voornamelijk te wijten aan de kenmerken van het titaniumelement zelf en het zorgvuldige ontwerp van titaniumlegeringen.

Titanium is een biologisch inert metaal, wat betekent dat het niet eenvoudig is om chemisch te reageren met andere stoffen in de menselijke omgeving. Wanneer de titaniumstaaf in het menselijk lichaam wordt geïmplanteerd, zal deze niet chemisch reageren met de omliggende weefsels, waardoor de productie en afgifte van schadelijke stoffen wordt vermeden. Deze bio-inertheid zorgt ervoor dat de titanium staaf lange tijd stabiel in het menselijk lichaam bestaat zonder schade aan de omliggende weefsels te veroorzaken.

Hoewel puur titanium bio-inert is, voldoet de sterkte en taaiheid misschien niet aan de behoeften van sommige medische toepassingen. Daarom zijn titaniumstaven voor medische kwaliteit meestal gemaakt van titaniumlegeringen. Titaniumlegeringen worden gemaakt door andere metaalelementen (zoals aluminium, vanadium, molybdeen, enz.) Toevoegen aan puur titanium om de sterkte en taaiheid te verbeteren. De typen en inhoud van deze toegevoegde elementen moeten echter fijn worden gereguleerd om ervoor te zorgen dat de titaniumlegering een goede biocompatibiliteit kan behouden met behoud van uitstekende mechanische eigenschappen.

TI-6AL-4V (TC4) is bijvoorbeeld een veelgebruikte medische titaniumlegering die 6% aluminium en 4% vanadium bevat. Deze legering heeft niet alleen hoge sterkte en goede taaiheid, maar behoudt ook de bio-inert eigenschappen van titanium. Daarom wordt TC4 -titaniumlegering op grote schaal gebruikt bij de productie van medische hulpmiddelen zoals kunstmatige gewrichten en orthopedische implantaten.

Naast de eigenschappen van het materiaal zelf, heeft de oppervlaktebehandeling van titaniumstaven van medische kwaliteit ook een belangrijke invloed op de biocompatibiliteit ervan. Tijdens het productieproces ondergaat het oppervlak van de titaniumstang meestal een reeks behandelingen, zoals slijpen, polijsten, beitsen, enz., Om de oxidelaag en onzuiverheden op het oppervlak te verwijderen en de oppervlakteafwerking en vlakheid te verbeteren. Deze behandelingsmaatregelen kunnen de wrijving en irritatie tussen de titaniumstaaf en het omringende weefsel verminderen, waardoor het risico op afwijzing wordt verminderd.

Bovendien kunnen sommige geavanceerde oppervlaktebehandelingstechnologieën (zoals anodiseren, micro-arc-oxidatie, enz.) Ook een dichte oxidefilm vormen op het oppervlak van de titaniumstaaf. Deze oxidefilm kan niet alleen de corrosieweerstand en slijtvastheid van de titaniumstaaf verbeteren, maar ook de biocompatibiliteit ervan verder verbeteren. Anodiseren kan bijvoorbeeld een poreuze oxidefilm vormen op het oppervlak van de titaniumstaaf, en deze poriën kunnen bioactieve moleculen (zoals eiwitten, groeifactoren, enz.) Adsorberen, waardoor de groei en reparatie van omliggende weefsels wordt bevorderd.

Dankzij de uitstekende biocompatibiliteit, Titanium staven voor medische kwaliteit zijn op grote schaal gebruikt op medisch gebied. De volgende zijn enkele typische toepassingsscenario's:

Kunstmatige gewrichten zijn een van de belangrijke toepassingsgebieden van titaniumstaven voor medische kwaliteit. Of het nu gaat om het vervaardigen van kunstmatige gewrichten zoals heupgewrichten, kniegewrichten of schoudergewrichten, titaniumstaven kunnen stabiele structurele ondersteuning bieden. De uitstekende biocompatibiliteit stelt titaniumstaven in staat om lang samen te bestaan ​​met menselijke botten zonder bijwerkingen te veroorzaken, waardoor het herstel van de gewrichtsfunctie en de verbetering van de mobiliteit van patiënten wordt gewaarborgd.

Bij orthopedische chirurgie worden titaniumstaven ook op grote schaal gebruikt bij de productie van interne fixatie -apparaten zoals botplaten en botnagels. Deze apparaten helpen botten hun normale vorm en functie te herstellen door de breukplaats te repareren. Het lichte gewicht en de hoge sterkte van titaniumstaven stellen deze apparaten in staat om de last voor patiënten te verminderen en tegelijkertijd voldoende sterkte te waarborgen, wat bevorderlijk is voor postoperatief herstel. Bovendien zorgen de corrosieweerstand en een goede elasticiteit van titaniumstaven er ook voor dat de instrumenten stabiele prestaties behouden na meervoudige reiniging en desinfectie.

Op het gebied van tandheelkunde worden titaniumstaven ook gebruikt als het belangrijkste materiaal voor tandheelkundige implantaten. De relatief lage dichtheid en hoge sterkte -eigenschappen kunnen niet alleen goede mechanische ondersteuning bieden, maar ook het ongemak van de patiënt na de operatie verminderen. Tegelijkertijd zorgt de biocompatibiliteit van titaniumstaven ook voor een goede integratie tussen tandheelkundige implantaten en omliggende weefsels.

Naast de bovenstaande velden worden titaniumstaven voor medische kwaliteit ook op grote schaal gebruikt bij de productie van verschillende medische hulpmiddelen. Titanium vasculaire hechtingsnaalden, sternale hechtingen en andere instrumenten spelen bijvoorbeeld een belangrijke rol bij hartchirurgie; Het gebruik van titaniumelektroden in medische apparatuur zoals elektrocardiografen verbetert de nauwkeurigheid van de diagnose; en het gebruik van titaniumcultuurvaten in in vitro kweekmachines biedt een stabielere experimentele omgeving voor biomedisch onderzoek.