Titan a jeho slitiny implantáty

Video: Video zpracování keramická turbína špachtle nástroj US Kennametal

Z hlediska chemického a elektrochemického biokompatibilitu titanu je výhodný kov pro výrobu ortopedických implantátů.

Titanium byl objeven v roce 1794 a dostal jeho jméno z řeckého Titanium. Tento neželezné kovy stříbro, žáruvzdorný, odolný plast, je devátý nejhojnější prvek v zemské kůře. Mezi hlavní formy jejího projevu v přírodě se TiO2 rutil a Ilmenit FeO.TiO2. V chemickém DI tabulce Mendělejev titan zaujímá 22. místo, má MM 43,90 D.

Příprava titanu v množství, dostatečném pro průmyslové použití, začal po procesu vývoje v Kroll 1936 g. Titan má vysokou pevnost v hmotnostním poměru, který je atraktivní při vytváření plíci ve srovnání s ocelových konstrukcí na. Velmi odolný vzhledem k tvorbě vrstvy oxidu. V přírodě, oxidu titaničitého - krystalické pevné látky s teplotou tání v rozmezí od 1678 do 1850 ° C, Teplota varu je 3260 ° C, Ve srovnání s jinými kovy používají jako implantáty v medicíně, titan má řadu výhod (Thull 1992, 1996- Gronowicz et al ,. 2000):

Video: Russian Technologies - "snít" titanu

• vysokou biokompatibilitu;
• dobrá odolnost proti korozi;
• bioinertia;
• nemagnetické;
• nízká tepelná vodivost;
• nízký koeficient roztažnosti;
• prakticky žádná toxicita;
• relativně menší ve srovnání s ocelí, specifické hmotnosti.

V mnoha ohledech mají podobné vlastnosti Ta, Zr a Nb. Ale jejich zásoby na světě, je mnohonásobně nižší než Ti a tím i náklady na jejich výrobků je velmi vysoká.

Titan má několik izoforem: &beta - forma Ti má krychlový velikost mřížky 32,8 LMW &alfa - fáze titan je reprezentován hexagonální krystalovou strukturou, která při 883 ° C prochází allotropic přechod k BCC &beta - forma. Je zajímavé, že šestiúhelníkový &alfa - fáze titan má rozměry blízké HA (hlavní minerální složkou kostní matrice). Tak, jestliže Ti-krystalové osy v mřížce jsou: A = 29,5 nm a c = 4,68 nm, HA na obrázcích, v daném pořadí, jsou 20 a 5 nm (Ulumbekova et al., 1997). Možná, že taková struktura umožňuje titanového implantátu, který obsahuje frakci &alfa - fáze dostatečně rychle integrovat s kostní tkáně, ke kterému dochází během jednoho až dvou let po zavedení titanových implantátů v těle (Thull, 1990).

Titan při požití za mechanického namáhání, koroze a chloridových iontů částečně biodegradabilní a difunduje do okolních tkání. Je třeba poznamenat, že toxické účinky nebo s senzibilizaci, na rozdíl od zirkonia a železa chromové slitiny, a to i na dostatečně vysoké úrovni obsahu kovu ve tkáních se obvykle vyskytuje (Ikarashi et al., 1996- Mu et al., 2000) ,

Nicméně ve vývoji implantátů je třeba připomenout, že Ti má schopnost akumulovat v kostech.

Titanové implantáty jsou schopné tvořit vrstvy oxidu a patří k druhé implantáty generace. Byly aktivně používají v medicíně, asi před 25 až 30 roky.

Pokud umístíte titanový implantát v biologickém prostředí na jeho povrchu jsou komplexní procesy, včetně dvou hlavních možné identifikovat - oxidaci a hydrataci.

Teoreticky titan hydratace může projít průniku do atomové mřížky atomárního vodíku za vzniku mono- nebo dvojmocné hydridy. Nicméně, tato metoda je nepravděpodobné, že v důsledku konkurence s atomy kyslíku, které tvoří vrstvu oxidů dostatečně rychle. Je možné, že tento proces je složitější způsob pro vytvoření vrstvy oxidu titaničitého, oxidu titaničitého (rutil a anatas) a TiH2. Takový vícefázový konstrukce s neustále probíhajícím procesu biologického rozkladu, tvoří komplexní dynamický systém, který je v souladu se v mnoha ohledech s shlédnutí KV Shishokin (1963) a ND Tomasheva (1985).

Na jedné straně, vodíkové ionty zničit titan, s jinými - kyslíku forem oxidu titaničitého, která ji chrání před procesem. Při vývoji Ti implantáty by měl vzít v úvahu skutečnost, že tloušťka filmu oxidu bude do značné míry omezit odolnost proti korozi kovu. Z hlediska elektrochemie a biomechaniky titanu tloušťky oxidu asi 50 nm, je optimální pro jeho ochranu.

Empiricky se potvrzuje, podle ASTM dat, při přípravě, která však byla použita více než mechanická biologický přístup. Nicméně, tyto principy jsou obecně platné a mohou být použity v lékařské praxi.

Při použití silnější vrstvu oxidu, to se stává křehké, snadno poškodit mechanickým působením a není vhodný pro lékařské implantáty.


AV Karpov VP Shakhov
Externí fixační systém a regulační mechanismy optimální biomechanika

Video: Ultrazvukové pájení I100-3 / 5