Титан и неговите сплави импланти

Видео: Видео обработка керамична турбина шпатула инструмент на САЩ Kennametal

От гледна точка на химически и електрохимически биосъвместимост на титан е предпочитан метал за производството на ортопедични импланти.

Titanium е била открита през 1794 г. и е получил името си от гръцката титан. Това цветни метали сребро, огнеупорни, издръжлив пластмаса, е деветият най-разпространеният елемент в земната кора. Основните форми на проявление в природата са TiO2 рутил и илменит FeO.TiO2. В таблица химически DI Менделеев титан заема 22-ро място, има ММ 43.90 D.

Получаване на титан в количества, достатъчни за промишлено приложение, започва след процеса на развитие в Kroll 1936 грама. Титанов има висока якост тегловно съотношение, което го прави привлекателни при създаването на белия дроб в сравнение с металните конструкции. Много резистентни поради образуването на слой оксид. В природата на титанов оксид - кристално твърдо вещество с точка на топене от 1678-1850 ° С Точката на кипене е 3260 ° С В сравнение с други метали, използвани като импланти в медицината, титанов има редица предимства (Тул 1992, 1996- Gronowicz др ,. 2000):

Видео: Russian Technologies - "мечтая" в титан

• висока биосъвместимост;
• добра устойчивост на корозия;
• bioinertia;
• немагнитен;
• ниска топлопроводимост;
• нисък коефициент на линейно разширение;
• на практика няма токсичност;
• относително малък в сравнение с стомана, специфично тегло.

В много отношения имат сходни свойства Ta, Zr и Nb. Но техните резерви в света, е много пъти по-ниски от Ti и по този начин стойността на техните продукти е много висока.

Титанов има няколко изоформи: &бета - форма Ti има кубична решетка размер на 32,8 НММ &алфа - титан фаза е представена от хексагонална кристална структура, която при 883 ° С претърпява алотропна преход към Ск &бета - форма. Интересното е, че шестоъгълната &алфа - титан фаза има размери, близки до ХК (основна минерален компонент на костите матрица). Така, ако Ti-кристални ос в решетката са: А = 29.5 пМ и с = 4.68 пМ, ХК на фигурите, съответно, са 20 и 5 пМ (Ulumbekova и сътр., 1997). Може би такава структура позволява на титанов имплант, съдържащ фракция &алфа - фаза достатъчно бързо, за да се интегрира с костна тъкан, която се появява в рамките на една до две години след въвеждането на титанови импланти в тялото (Тул, 1990).

Титанов при поглъщане при механични щам, корозия и хлорни йони частично биоразградими и дифундира в околните тъкани. Трябва да се отбележи, че токсичните ефекти или с чувствителност, за разлика от цирконий и желязо-хром сплави, дори на достатъчно високо равнище на съдържание на метал в тъканите обикновено се случва (Ikarashi и сътр., 1996- Mu и сътр., 2000) ,

Въпреки това, в развитието на импланти трябва да се забравя, че Ti има способността да се натрупват в костите.

Титанови импланти са способни да образуват оксид слой и принадлежат към имплантите от второ поколение. Те са били активно използвани в медицината, преди около 25-30 години.

Когато се постави титанов имплант в биологичната среда на повърхността са сложни процеси, включително две основни могат да бъдат идентифицирани - окисляване и хидратация.

Теоретично титанов хидратиране може проверете проникването му в атомната решетка на атомен водород за образуване на моно- или двувалентни хидриди. Въпреки това, този метод е малко вероятно поради конкуренция с атомите кислород, които образуват окисни слоеве достатъчно бързо. Възможно е, че този процес е по-сложен начин, за да се образува филм от титанов оксид, титанов диоксид (рутил и анатаза) и TiH2. Такава многофазен структура с постоянно протичащия процес на биоразграждане, образува комплекс динамична система, която е в съответствие в много отношения с изглед KV на Shishokin (1963) и ND Томашева (1985).

От една страна, водородните йони унищожават титан, с други - кислород образува титанов окис, който го предпазва от процеса. Когато развиващите Ti импланти трябва да имат предвид, че дебелината на оксид филм до голяма степен ще ограничи съпротивата на корозия на метала. От гледна точка на електрохимията и биомеханика на дебелината на титанов оксид от около 50 нм е оптимална за неговата защита.

Емпирично, се потвърждава от ASTM данни, в получаването на който, обаче, се използва повече от механично биологичен подход. Въпреки това, тези принципи са общовалидни и могат да бъдат използвани в практиката на медицината.

При използване на по-дебел слой оксид, става крехка, лесно се повреждат от механично действие и не е подходящ за медицински импланти.


AV Карпов VP Shakhov
Външна система за фиксиране и регулаторни механизми оптимално биомеханика

Видео: Ултразвуков запояване I100-3 / 5