鈦合金醫(yī)療零部件 | 醫(yī)用鈦合金在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用
醫(yī)用鈦合金作為一種新型合金,同時(shí)也是一種載體材料,被廣泛應(yīng)用于肢體植入、替代性功能材料、牙科、醫(yī)療器械等相關(guān)領(lǐng)域。鈦及鈦合金有:耐蝕性好、比強(qiáng)度高、彈性模量較低、耐疲勞、生物相容性好等特點(diǎn)。其中生物相容性好這一特點(diǎn)使其與其他金屬相比具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),因此在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域獲得廣泛青睞,但由于其耐磨性及工藝性能不高,致力于對(duì)其進(jìn)一步的改進(jìn)工作也在不斷進(jìn)行。
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,醫(yī)用鈦合金憑借其優(yōu)良的性能,在醫(yī)療領(lǐng)域的需求量不斷增加。作為生物學(xué)性能優(yōu)良的金屬材料,鈦及其合金在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上的應(yīng)用前景良好。但是,目前與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)鈦合金材料的研發(fā)與應(yīng)用還存在一定的差距,如:鈦合金的彈性模量偏高、表面活性差、耐磨性和耐蝕性差不足等缺點(diǎn),都將直接影響到材料的生物相容性。因此,為了開(kāi)發(fā)綜合性能更好的新型鈦合金,我國(guó)應(yīng)加大材料的研發(fā)力度,注重革新,研發(fā)出低彈性模量、高耐磨性能、抗腐蝕性能以及具有優(yōu)良生物相容性的生物醫(yī)用鈦合金材料。
鈦與人體結(jié)締的組織、骨骼上皮組織都具有良好的親和性,優(yōu)良的力學(xué)性能也體現(xiàn)其在醫(yī)用合金中的優(yōu)勢(shì)。且密度小、質(zhì)量輕、耐腐蝕性好、戴用舒適,因此,鈦?zhàn)鳛榱x齒(種植牙)受到廣泛青睞。此外,鈦義齒通過(guò)表面處理之后,美觀性能增加,能夠滿(mǎn)足大眾對(duì)美的需求,給人以視覺(jué)的享受。
01、用于醫(yī)療器械方向
醫(yī)用鈦合金醫(yī)療器械是繼碳鋼、不銹鋼之后的第三代手術(shù)器械。不銹鋼器械為改善防銹性能,常要經(jīng)過(guò)鍍鉻、電拋光等表面處理。但鉻有毒性,脫落的鉻層會(huì)對(duì)人體造成一定影響。
醫(yī)用鈦合金做醫(yī)療器械的好處是:
1、器械輕巧,手術(shù)過(guò)程中可減少對(duì)血管、肌肉、器官的損傷,減少醫(yī)生的疲勞,醫(yī)用鈦器械更適于做精細(xì)的顯微外科手術(shù);
2、耐蝕性好又無(wú)毒,設(shè)備不生銹,傷口不易感染,傷口愈合快;
3、醫(yī)用鈦合金的彈性適度,適合做鉗子、鑷子、顯微手術(shù)刀等器械;
4、在無(wú)影燈下操作時(shí),醫(yī)用鈦的反光性能較弱,比不銹鋼更合適;
醫(yī)用鈦制醫(yī)療器械主要有:手術(shù)刀、手術(shù)鉗、手術(shù)鑷子、胸腔擴(kuò)大器、縫合針、縫合線等。醫(yī)用鈦絲用作手術(shù)縫合線,與其它材料(如不銹鋼線)相比,具有組織反應(yīng)小和抗扭性能好的優(yōu)點(diǎn)。縫合后,手術(shù)傷口不易發(fā)炎,骨縫合部位不易移位。縫合線一般用直徑0.5~0.8mm的醫(yī)用鈦絲(TA1或TA2絲)。另外,鈦鎳合金絲能產(chǎn)生的柔和彈力,可促進(jìn)傷口的快速愈合。
另外,醫(yī)用鈦合金還是輔助康復(fù)器械的重要材料,如可制作輪椅、拐杖、夾板、醫(yī)療儀器等。
02、廣泛應(yīng)用于人工關(guān)節(jié)材料
據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道,每年世界上大約有1 億病人患有膝關(guān)節(jié)和臂關(guān)節(jié)等有關(guān)炎癥,進(jìn)行替換手術(shù)治療勢(shì)在必行,因此具有優(yōu)良替換功能的鈦合金為此帶來(lái)福音。與陶瓷、不銹鋼等材料相比,鈦合金的彈性模量更接近于人體骨骼,在模量大小上更具有優(yōu)勢(shì)。因此鈦合金在踝關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)等矯正中得以廣泛應(yīng)用。此外,多孔鈦合金材料能夠使假體具有生物活性,有助于股骨頭的愈合;鈦合金表面的生物相容性較好,能誘導(dǎo)骨細(xì)胞生長(zhǎng),因此被臨床醫(yī)生、骨科領(lǐng)域?qū)<业人瞥纭?/span>
鈦及鈦合金作為植入修復(fù)物的優(yōu)點(diǎn)主要有:①?gòu)?qiáng)度高,化學(xué)穩(wěn)定性及生物相容性好;②無(wú)毒,對(duì)人體不會(huì)造成傷害;③彈性模量低,與人體骨骼更匹配;④記憶合金具有的彈性能力和形狀恢復(fù)功能。綜上,鈦在顱骨修復(fù)方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在:利用鈦網(wǎng)可以修復(fù)缺損的顱骨。在人體心血管方面的應(yīng)用體現(xiàn)在:制備人造心臟瓣膜、血液過(guò)濾器、心臟起搏器和人工心臟泵等。
需要注意的是,鈦不是所有人工關(guān)節(jié)部位都適用,在關(guān)節(jié)部位中,經(jīng)常擺動(dòng)的部分,由于鈦易于磨損就不適宜(宜使用陶瓷以及鈷合金),而植入部件要采用鈦合金。為了能使其與生物體骨早日結(jié)合,要在鈦合金表面進(jìn)行凹凸不平化,用磷灰石( Apatite)以及生物玻璃等的骨感應(yīng)體進(jìn)行涂覆。
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