Titaniwm yn y Diwydiant Meddygol: Graddau, Cymwysiadau a Safonau

Pam Titaniwm Yw'r Deunydd o Ddewis mewn Meddygaeth

Ychydig o ddeunyddiau peirianneg sy'n cyfuno'r priodweddau y mae dyfeisiau meddygol yn galw amdanynt mor llwyddiannus â thitaniwm: mae'n fiogydnaws, yn gwrthsefyll cyrydiad, yn an-magnetig, ac yn gryf ar tua 60% o ddwysedd dur. Mae titaniwm yn ffurfio ffilm ocsid sefydlog, dygn sy'n ynysu'r metel o hylifau'r corff, ac mae asgwrn yn tyfu'n uniongyrchol ar yr wyneb ocsid - ffenomen o'r enw osseointegration. Oherwydd bod yr haen ocsid hefyd yn an-magnetig ac yn radiolucent i raddau defnyddiol, mae mewnblaniadau titaniwm yn achosi llai o arteffactau mewn delweddu CT ac MRI na dyfeisiau dur neu gobalt{-crom. Mae'r nodweddion hyn, a gadarnhawyd gan ddegawdau o ddefnydd clinigol, yn gwneud titaniwm yn ddeunydd rhagosodedig ar gyfer mewnblaniadau parhaol, offer llawfeddygol a chaledwedd meddygol allanol.

Graddau a Safonau Llywodraethu Titaniwm Meddygol

Mae mewnblaniad{0}}gradd titaniwm wedi'i bennu yn ôl safon, nid gan ddisgrifiad marchnata. Y pedair manyleb bwysicaf yw:

ASTM F67- titaniwm heb ei aloi (Graddau 1-4) ar gyfer cymwysiadau mewnblaniad llawfeddygol. Fe'i defnyddir ar gyfer platiau, rhwyllau, ategweithiau deintyddol a haenau mandyllog lle mae ffurfadwyedd yn bwysicach na chryfder.

ASTM F136- Ti{3}}6Al-Aloi 4V ELI (rhyngosodol isel ychwanegol) ar gyfer mewnblaniadau llawfeddygol, sy'n cyfateb i ISO 5832-3. Y ceffyl gwaith ar gyfer mewnblaniadau orthopedig sy'n cynnal llwyth fel coesau clun, sgriwiau esgyrn a gwiail asgwrn cefn.

ISO 5832-3- y fersiwn rhyngwladol o gyr Ti-6Al-4V ELI ar gyfer mewnblaniadau; bydd tystysgrif cyflenwr fel arfer yn nodi'r ddau eirda.

ISO 5832-11 / ASTM F1295- Ti-6Al-7Nb, aloi wedi'i sefydlogi niobium a ddatblygwyd fel dewis amgen di-fanadiwm ar gyfer cymwysiadau mewnblaniadau.

Mae dynodiad ELI yn golygu bod yr elfennau interstitial ocsigen, carbon, nitrogen a hydrogen yn cael eu cadw i uchafsymiau tynnach nag mewn masnachol Gradd 5. Mae cynnwys ocsigen is yn gwella gwydnwch torasgwrn a gwrthiant blinder - yn union yr hyn sydd ei angen ar fewnblaniad parhaol dros oes o lwytho cylchol.

Cymwysiadau Orthopedig

Titaniwm a'i aloion yw'r prif ddeunyddiau ar gyfer gosod torasgwrn a gosod cymalau newydd. Mae rhannau nodweddiadol yn cynnwys gosod cymalau clun a phen-glin newydd, platiau esgyrn, sgriwiau cortigol, hoelion intramedwlaidd, cewyll ymasiad asgwrn cefn a sgriwiau pedler. Ar gyfer y rhannau hyn, mae peirianwyr yn dewis Ti-6Al-4V ELI fesul ASTM F136 lle mae cryfder blinder a chadernid yn hollbwysig, a thitaniwm pur fasnachol fesul ASTM F67 lle mae cyswllt esgyrn ac osseintegreiddiad yn flaenoriaeth - er enghraifft mewn arwynebau â gorchudd mandyllog sy'n caniatáu i esgyrn lyncu. Mae modwlws elastig titaniwm (tua 110 GPa) yn agosach at asgwrn na dur neu cobalt-chrome, sy'n lleihau cysgodi straen ac yn gwella ailfodelu esgyrn hirdymor.

Cymwysiadau Deintyddol a Chranio-a-wynebol

Mae mewnblaniad deintyddol yn dibynnu bron yn gyfan gwbl ar ditaniwm. Mae mewnblaniadau ffurf gwreiddiau, ategweithiau a chapiau iachau yn cael eu peiriannu o ditaniwm CP Gradd 4 neu Ti-6Al-4V ELI, yna'n cael eu trin ar yr wyneb (wedi'u peiriannu, wedi'i sgwrio â thywod ac wedi'i ysgythru ag asid, neu wedi'i anodeiddio) i hyrwyddo osseointegreiddiad. Defnyddir titaniwm hefyd ar gyfer coronau, pontydd, bariau gorddant a bracedi orthodontig, ac mewn llawdriniaeth craniomaxillofacial ar gyfer platiau mini, rhwyll a systemau ail-greu. Ym mhob un o'r cymwysiadau hyn, mae'r un set eiddo yn berthnasol: dim cynhyrchion cyrydiad, dim ymateb alergaidd yn y mwyafrif helaeth o gleifion, a gosodiad sefydlog yn erbyn biofilm llafar a llwythi masticatory.

Cymwysiadau Offerynnau Cardiofasgwlaidd a Llawfeddygol

Mewn llawfeddygaeth gardiofasgwlaidd, defnyddir titaniwm ar gyfer dyfeisiau cardiaidd y gellir eu mewnblannu, gan gynnwys gorchuddion rheolydd calon, achosion o ddiffibriliwr cardiaidd y gellir eu mewnblannu, fframiau falf y galon a stentiau. Rhaid i'r metel barhau i allu gwrthsefyll cyrydiad ac yn strwythurol sefydlog y tu mewn i'r llif gwaed am ddegawdau. Ar gyfer offer llawfeddygol - gefeiliau, dalwyr nodwyddau, siswrn, teclyn tynnu'n ôl ac offer llawfeddygol micro - mae titaniwm yn cynnig manteision pellach pwysau ysgafn, sy'n lleihau blinder llawfeddyg yn ystod triniaethau hir, a chydnawsedd llawn â sterileiddio awtoclaf dro ar ôl tro. Mae offerynnau titaniwm yn cael eu pennu'n rheolaidd mewn niwrolawdriniaeth a llawdriniaeth offthalmig, lle byddai offer dur yn rhy drwm a lle mae cydnawsedd MRI yn werthfawr.

Ystyriaethau Triniaeth Wyneb a Dylunio

Mae perfformiad mewnblaniad yn dibynnu cymaint ar gyflwr yr arwyneb ag ar gemeg swmp. Mae triniaethau cyffredin yn cynnwys caboli mecanyddol i leihau adlyniad bacteriol, sgwrio â thywod ac ysgythru asid i greu garwedd ar gyfer osseointegration, chwistrellu haenau titaniwm mandyllog mewn plasma, ac anodio i gynhyrchu haenau ocsid rheoledig. Rhaid i ddylunwyr hefyd ystyried cyrydiad galfanig pan fydd titaniwm yn cwrdd â metelau eraill yn y corff, geometreg edau ar gyfer sgriwiau esgyrn, a gofynion glendid llym systemau ansawdd ISO 13485. Am y rheswm hwn, mae titaniwm meddygol yn cael tystysgrifau deunydd llawn, y gallu i olrhain swp a, lle bo angen, arolygiad trydydd parti- fel arfer wedi'i ddogfennu i EN 10204 Math 3.1.

FAQ

Pam mae titaniwm yn fio-gydnaws â'r corff dynol?

Mae titaniwm yn ffurfio ffilm ocsid sefydlog, anadweithiol (TiO2 yn bennaf) ar ei wyneb nad yw'n hydoddi mewn hylifau'r corff, nad yw'n rhyddhau ïonau metel sylweddol, ac nid yw'n sbarduno'r ymateb gwrthod imiwnedd a welir gyda llawer o fetelau eraill. Mae meinwe asgwrn yn tyfu'n uniongyrchol yn erbyn yr ocsid hwn, gan roi'r osseointegration sy'n angori mewnblaniadau.

Pa radd titaniwm a ddefnyddir ar gyfer mewnblaniadau?

Graddau masnachol pur 1-4 i ASTM F67 ar gyfer cymwysiadau nad ydynt yn cario llwyth ac asgwrn-cyswllt, a Ti-6Al-4V ELI i ASTM F136 / ISO 5832-3 ar gyfer mewnblaniadau cynnal llwyth. Mae Ti-6Al-7Nb (ISO 5832-11) a Ti-13Nb-13Zr (ASTM F1713) yn ddewisiadau amgen di-fanadiwm.

A yw titaniwm yn ddiogel ar gyfer sganiau MRI?

Oes. Nid yw titaniwm yn-magnetig ac mae ganddo dueddiad magnetig isel, felly mae mewnblaniadau wedi'u gwneud o ditaniwm CP neu aloion titaniwm yn cynhyrchu ychydig iawn o ystumiad delwedd ac yn gyffredinol fe'u hystyrir yn MRI-yn amodol diogel pan fydd dyluniad y mewnblaniad yn caniatáu hynny.

A all mewnblaniadau titaniwm rydu y tu mewn i'r corff?

O dan amodau arferol, nid oes unrhyw - y ffilm ocsid hunan-iacháu yn atal cyrydiad. Mae'r prif risgiau'n codi o fretting neu gyplu galfanig â metel annhebyg, a dyna pam mae dyluniadau mewnblaniadau yn osgoi cysylltiadau metel cymysg a pham na ddylai'r arwyneb ocsid gael ei niweidio wrth ei drin.

Sut mae titaniwm meddygol yn wahanol i ditaniwm diwydiannol?

Yn gemegol mae'r aloion yn debyg, ond mae graddau meddygol yn cael eu cadw i derfynau cyfansoddiad tynnach (yn enwedig interstitials), wedi'u cynhyrchu o dan brosesau rheoledig, wedi'u profi am ficrostrwythur a diffygion, ac yn cael eu cyflenwi â'r gallu i olrhain a thystysgrifau llawn fesul safonau mewnblaniad fel ASTM F136 ac ISO 5832-3.

Pa orffeniad a ddefnyddir ar fewnblaniadau deintyddol titaniwm?

Mae arwynebau cyffredin yn cael eu peiriannu, eu sgwrio â thywod a'u hysgythru (SLA-math), anodeiddio, neu eu gorchuddio â phlasma-titaniwm wedi'i chwistrellu neu hydroxyapatite. Mae arwynebau garw, hydroffilig yn cyflymu osseointegreiddiad ac yn byrhau'r amser gwella o'i gymharu ag arwynebau llyfn wedi'u peiriannu.