Hvorfor har medisinsk kvalitet titanstenger så utmerket biokompatibilitet?

Titanstenger med medisinsk kvalitet er hovedsakelig laget av rene titan- eller titanlegeringer, og har en serie unike fysiske og kjemiske egenskaper. Titan er et lett metall med en tetthet på omtrent 4,5 g/cm³, noe som er mye lavere enn stål. Dette gjør titanstenger lettvekt i medisinske anvendelser og kan redusere belastningen på pasienter. Titan har også god korrosjonsmotstand og høye temperaturmotstand, og kan opprettholde stabil ytelse i tøffe miljøer.

Imidlertid, blant alle egenskapene til medisinsk kvalitet titanstenger, er biokompatibilitet utvilsomt den mest kritiske. Biokompatibilitet refererer til evnen til et materiale til å ikke forårsake bivirkninger eller avvisning når det kommer i kontakt med menneskelig vev. For medisinsk utstyr implantert i menneskekroppen i lang tid, er kvaliteten på biokompatibilitet direkte relatert til suksessraten for operasjonen og kvaliteten på pasientens bedring.

Årsaken til at medisinsk kvalitet titanstenger har utmerket biokompatibilitet skyldes hovedsakelig egenskapene til selve titanelementet og den nøye utformingen av titanlegeringer.

Titan er et biologisk inert metall, noe som betyr at det ikke er lett å reagere kjemisk med andre stoffer i det menneskelige miljøet. Når titanstangen implanteres i menneskekroppen, vil den ikke reagere kjemisk med det omkringliggende vevet, og dermed unngå produksjon og frigjøring av skadelige stoffer. Denne bio-inertheten lar titanstangen eksistere stabilt i menneskekroppen i lang tid uten å forårsake skade på det omkringliggende vevet.

Selv om rent titan er bio-inert, kan det hende at dens styrke og seighet ikke tilfredsstiller behovene til noen medisinske anvendelser. Derfor er medisinsk kvalitet titanstenger vanligvis laget av titanlegeringer. Titanlegeringer lages ved å tilsette andre metallelementer (for eksempel aluminium, vanadium, molybden, etc.) til rent titan for å forbedre sin styrke og seighet. Imidlertid må typene og innholdet i disse tilsatte elementene være fint regulert for å sikre at titanlegering kan opprettholde god biokompatibilitet og samtidig opprettholde utmerkede mekaniske egenskaper.

For eksempel er TI-6AL-4V (TC4) en ofte brukt medisinsk titanlegering som inneholder 6% aluminium og 4% vanadium. Denne legeringen har ikke bare høy styrke og god seighet, men beholder også de bio-inertiske egenskapene til titan. Derfor brukes TC4 -titanlegering mye i fremstilling av medisinsk utstyr som kunstige ledd og ortopediske implantater.

I tillegg til egenskapene til selve materialet, har overflatebehandlingen av medisinsk kvalitet titanstenger også en viktig innvirkning på dets biokompatibilitet. Under produksjonsprosessen gjennomgår overflaten av titanstangen vanligvis en serie behandlinger, for eksempel sliping, polering, sylting, etc., for å fjerne oksydlaget og urenheter på overflaten og forbedre overflaten og flatheten. Disse behandlingstiltakene kan redusere friksjonen og irritasjonen mellom titanstangen og det omkringliggende vevet, og dermed redusere risikoen for avvisning.

I tillegg kan noen avanserte overflatebehandlingsteknologier (for eksempel anodisering, mikro-ARC-oksidasjon, etc.) også danne en tett oksidfilm på overflaten av titanstangen. Denne oksydfilmen kan ikke bare forbedre korrosjonsmotstanden og slitestyrken til titanstangen, men forbedrer også dens biokompatibilitet. For eksempel kan anodisering danne en porøs oksidfilm på overflaten av titanstangen, og disse porene kan adsorbere bioaktive molekyler (for eksempel proteiner, vekstfaktorer, etc.), og dermed fremme veksten og reparasjon av omgivende vev.

Takket være den utmerkede biokompatibiliteten, Medisinsk kvalitet titanstenger har vært mye brukt i det medisinske feltet. Følgende er noen typiske applikasjonsscenarier:

Kunstige ledd er et av de viktige applikasjonsområdene for medisinsk kvalitet titanstenger. Enten det er fremstilling av kunstige skjøter som hofteledd, kneledd eller skulderledd, kan titanstenger gi stabil strukturell støtte. Den utmerkede biokompatibiliteten gjør det mulig for titanstenger å sameksistere med humane bein i lang tid uten å forårsake bivirkninger, og dermed sikre utvinning av leddfunksjon og forbedring av pasientenes mobilitet.

Ved ortopedisk kirurgi er titanstenger også mye brukt i fremstilling av interne fikseringsanordninger som beinplater og beinnegler. Disse enhetene hjelper bein med å gjenopprette sin normale form og funksjon ved å fikse bruddstedet. Den lette vekten og den høye styrken til titanstenger gjør det mulig for disse enhetene å redusere belastningen på pasienter, samtidig som du sikrer tilstrekkelig styrke, noe som bidrar til postoperativ utvinning. I tillegg sikrer også korrosjonsmotstanden og den gode elastisiteten til titanstenger at instrumentene opprettholder stabil ytelse etter flere rengjøringer og desinfeksjon.

Innen tannbehandling brukes titanstenger også som hovedmateriale for tannimplantater. Den relativt lave tettheten og høystyrkeegenskapene kan ikke bare gi god mekanisk støtte, men også redusere pasientens ubehag etter operasjonen. Samtidig sikrer også biokompatibiliteten til titanstenger god integrasjon mellom tannimplantater og omgivende vev.

I tillegg til feltene ovenfor, er også medisinsk kvalitet titanstenger mye brukt i fremstilling av forskjellige medisinske utstyr. For eksempel spiller titanvaskulære sutur nåler, sternale suturer og andre instrumenter en viktig rolle i hjertekirurgi; Bruken av titanelektroder i medisinsk utstyr som elektrokardiografer forbedrer nøyaktigheten av diagnosen; og bruk av titaniumkulturskip i in vitro -kulturmaskiner gir et mer stabilt eksperimentelt miljø for biomedisinsk forskning.