The application of titanium alloy in human joints and its broad prospects

2024-10-18
在現代醫學領域,材料科學的不斷發展為改善人類健康帶來了許多可能性,其中材料科學的應用-alloy.html>;鈦合金在人體關節領域是一個重要的突破。

鈦合金以其優异的效能成為人體關節置換資料的理想選擇。 首先,合金具有優异的生物相容性,可以與人體組織和諧共存,减少排斥反應的發生。 其次,其高强度和耐磨性保證了接頭在長期使用過程中的穩定性和可靠性。

例如,一比特七十多歲的老人由於嚴重的臀部磨損,行動極其不便,他的生活質量受到了極大的影響。 通過髖關節置換手術,這位老人成功地恢復了行走能力,並使用鈦合金製成的髖關節假體再次享受了正常的生活。 再舉一個例子,一名年輕運動員因膝蓋受傷而面臨職業生涯的終結。 在接受了鈦合金膝關節置換手術後,他得以重返賽場,繼續追求自己的夢想。

在膝關節和肩關節等其他關節的應用中,鈦合金也表現良好。 它可以根據不同關節的解剖結構和運動要求進行精確設計和製造,為患者恢復正常關節功能提供强有力的支持。

titanium

未來,鈦合金在人體關節領域的應用前景極為廣闊。 隨著3D列印科技的不斷進步,可以實現更加個性化的鈦合金接頭定制。 根據患者的個體差異,可以列印出完全符合其生理結構的關節假體,以提高手術效果和患者舒適度。

此外,材料科學的不斷創新有望進一步提升鈦合金的效能。 例如,開發具有更好生物活性和骨綜合能力的鈦合金資料可以促進假體與人體骨骼的融合,延長假體的使用壽命。

此外,隨著醫療科技的全球化和人們對健康的日益關注,對高品質關節置換手術的需求將繼續新增。 這將促進鈦合金在人體關節應用領域的市場規模不斷擴大,也將促進相關科技的不斷改進和完善。

鈦合金在人體關節領域的應用取得了顯著成果,具有極其廣闊的發展前景。 我相信,隨著科學技術的不斷進步,它將為更多的患者帶來恢復健康和自由活動的希望。


外觀鈦金屬具有銀灰色光澤。
作為一種新型合金,醫用鈦合金也是載體資料。 它廣泛應用於肢體植入物、替代功能資料、牙科、醫療器械等相關領域。 鈦及鈦合金具有耐腐蝕性好、比强度高、彈性模量低、抗疲勞、生物相容性好等特點。 其中,良好的生物相容性使其比其他金屬具有獨特的優勢,囙此在醫療領域受到廣泛青睞,但由於其耐磨性和工藝效能低,進一步改進它的努力也在進行中。
隨著國民經濟的快速發展,醫用鈦合金因其優异的效能在醫療領域的需求越來越大。 鈦及其合金作為一種具有優良生物效能的金屬材料,在醫學領域具有良好的應用前景。 然而,與已開發國家相比,我國在鈦合金資料的研發和應用方面仍存在一定差距。 例如,鈦合金的高彈性模量、較差的表面活性、較差的耐磨性和耐腐蝕性將直接影響資料的生物相容性。 囙此,為了開發綜合效能更好的新型鈦合金,我國應加大資料研發力度,注重創新,開發低彈性模量、高耐磨性、耐腐蝕性和優异生物相容性的生物醫用鈦合金資料。
鈦與人體結締組織和骨上皮組織具有良好的親和力,其優异的力學性能也反映了其在醫用合金中的優勢。 鈦具有密度低、重量輕、耐腐蝕性好、佩戴舒適等優點,囙此被廣泛用作義齒(種植體)。 此外,經過表面處理後,鈦義齒的美學效能得到了提高,可以滿足公眾對美觀的需求,給人視覺享受。
01.用於醫療器械
醫用鈦合金醫療器械是繼碳鋼和不銹鋼之後的第三代手術器械。 不銹鋼儀器通常會進行表面處理,如鍍鉻和電拋光,以提高防銹性。 但是,鉻是有毒的,脫落的鉻層會對人體產生一定的影響。

Titanium

將醫用鈦合金用於醫療器械的好處是:
1.設備重量輕,可以减少手術過程中對血管、肌肉和器官的損傷,減輕醫生的疲勞,醫用鈦設備更適合精細顯微手術;
2.耐腐蝕性好,無毒,設備不生銹,傷口不易感染,傷口癒合快;
3.醫用鈦合金彈性適中,適用於製作鉗子、鑷子、顯微外科等器械;
4.在無影燈下操作時,醫用鈦的反射效能較弱,比不銹鋼更合適;
醫用鈦製成的主要醫療器械有:手術刀、手術鉗、手術鑷子、擴胸器、縫合針、縫合線等 鈦絲用作外科縫合線。 與其他資料(如不銹鋼絲)相比,它具有組織反應小、抗扭性好的優點。 縫合後,手術傷口不易發炎,骨縫合部位不易移位。 縫合線通常由醫用材料製成鈦絲直徑為0.5~0.8mm的(1級或2級鋼絲)。 此外,鈦鎳合金產生的軟彈性力合金線可以促進傷口的快速癒合。
此外,醫用鈦合金也是輔助康復設備的重要資料,如輪椅、拐杖、夾板、醫療器械等。
02.廣泛應用於人工關節資料
根據相關文獻報導,全球每年約有1億患者患有膝關節和手臂關節炎症,置換手術勢在必行,囙此具有優异置換功能的鈦合金為此帶來了好消息。 與陶瓷、不銹鋼等資料相比,鈦合金的彈性模量更接近人體骨骼,在模量尺寸上具有優勢。 囙此,鈦合金被廣泛應用於踝關節、肘關節等矯正。 此外,多孔鈦合金資料可以使假體具有生物活性,有助於股骨頭癒合; 鈦合金表面具有良好的生物相容性,可以誘導骨細胞生長,囙此受到臨床醫生、骨科專家等的高度讚揚。

titanium

鈦和鈦合金作為植入物修復資料的主要優點是:
①强度高,化學穩定性好,生物相容性好;
②無毒,對人體無害;
③彈性模量低,與人體骨骼更相容;
④記憶合金的彈性和形狀恢復功能。
綜上所述,鈦在顱骨修復中的應用主要體現在:鈦網可以修復有缺陷的頭骨。
它在人類心血管中的應用體現在:人工心臟瓣膜、血液篩檢程式、起搏器和人工心臟泵的製備。

需要注意的是,鈦並不適合所有的人工關節。 在關節中,經常擺動的部位不適合,因為鈦容易磨損(陶瓷和鈷合金是合適的),植入部位應由鈦合金製成。 為了使其儘快與生物體的骨骼結合,鈦合金的表面應進行粗糙化處理,並塗上磷灰石和生物玻璃等骨誘導劑。

03.鈦對牙科的發展有很大的幫助
牙科手術中使用的金屬始於20世紀20年代的汞合金和金屬冠。 在20世紀60年代,主要使用金、銀和鈀合金。 20世紀70年代後,不銹鋼成為永久性和可拆卸牙科矯正裝置最常用的資料。 20世紀90年代,鈦鑄造科技得到了推廣和應用。 牙科使用鈦精密鑄造機鑄造,尺寸精度高,無氣泡和縮孔。 在用於人體硬組織修復的金屬材料中,鈦的彈性模量最接近人體組織的彈性模量,這可以减少金屬植入物與骨組織之間的機械不相容性。 鈦的導熱係數在用於牙科修復的所有金屬材料中最低。 低導熱性可以减少對帶冠牙髓的熱刺激,這對牙齒修復非常重要。 鈦嵌體、全冠等具有保護牙髓、避免冷熱刺激的功能。 在資料方面,牙科中使用的鈦大多是純鈦,但强度不够,難以研磨,耐磨性差,容易出現鑄造缺陷,質量不穩定。 鈦合金强度高,最常用的是Ti-6Al-4V合金。 然而,由於金屬V對人體有害,囙此使用Nb代替V,並且Ti-6Al-7Nb合金研製成功。 它具有優异的耐腐蝕性,對人體基本無害。 它還具有塑性强、可磨性好等優點,並已通過ASTM標準認證。 現時,超彈性Ti-Ni合金正在被推廣用於牙齒矯正。

20世紀80年代以來,已開發國家開始研究鈦在口腔修復中的應用。 它首先用於牙科植入物,然後用於義齒托槽、冠橋和牙科鋼絲。 目前可用作牙冠、冠釘、固定橋、瓷橋、粘結橋、義齒扣、基托、連接裝置和加固裝置。 假牙的幾乎所有金屬部件都可以用鈦製成。 鈦及鈦合金的研究已成為牙科應用合金研究的熱點。 鈦合金烤瓷牙可以很好地恢復牙齒的形狀和功能,具有强度高、外觀美觀、顏色穩定、表面光滑、耐磨、耐腐蝕等特點。 它是一種適用於所有固定牙的永久性修復體,特別是其良好的生物相容性,更適合對鎳離子敏感的人。 它在牙齒修復中得到了廣泛的推廣和應用。