Jaké jsou běžné aplikace lékařské titanové slitiny?

Titanové slitinyjsou klíčovými materiály pro implantabilní zařízení v ortopedii, stomatologii, kardiovaskulární medicíně a dalších oborech. Druhy slitin lékařského titanu mají různé rozdíly v chemickém složení, mikrostruktuře a výkonu. Každý stupeň odpovídá specifickým klinickým potřebám a aplikačním scénářům.

 

 

Je vyroben z vysoce čistého titanu{0} s extrémně nízkým obsahem nečistot. Čistý titan získává vynikající biokompatibilitu ze svého přirozeného oxidového filmu a nevykazuje žádnou významnou cytotoxicitu.

 

Mezi klíčové třídy patří Gr1 a Gr2, mezi nimiž je Gr2 rozšířenější. Díky vyšší pevnosti než Gr1 a vynikající tažnosti je vhodný pro většinu scénářů implantace s nízkým-zátěžem.

 

Má dlouhodobou-strukturální stabilitu v lidských tělesných tekutinách bez rizika nadměrného uvolňování kovových iontů.

Je vhodný pro scénáře vyžadující nízkou pevnost a vysokou biokompatibilitu, jako jsou pilíře zubních implantátů, dlahy na opravu lebky a subkutánní implantabilní zařízení. Jeho nedostatečná pevnost však brání jeho použití v ortopedických implantátech s nosným jádrem{1}.

 

(I) + slitiny titanu

+ slitiny titanu optimalizují svou strukturu legováním hliníkem, vanadem a dalšími prvky. Kombinují se s vysokou pevností, vysokou houževnatostí a dobrou zpracovatelností. Jedná se o nejběžněji používané slitiny lékařského titanu v klinické praxi, vhodné pro středně-až{4}}vysoko zátěžové implantáty.

 

Gr5 ELI: Konstrukce snižuje vliv nečistot, jako je kyslík a dusík, na houževnatost a zachovává si také vynikající odolnost proti korozi.

Používá se hlavně v ortopedických/traumatických implantátech, jako jsou umělé kloubní dříky, systémy míšních nehtů-a kostní traumatické dlahy.

 

(II) Blízko{0}} slitin titanu

Téměř{0}} titanové slitiny nahrazují vanad niobem, čímž chemicky eliminují toxicitu vanadu a zároveň zvyšují odolnost proti opotřebení a biologickou kompatibilitu. Jsou to vylepšené materiály + slitiny titanu.

 

Ti-6Al-7Nb : Pevnost v tahu srovnatelná s Ti-6Al-4V ELI, vynikající odolnost proti opotřebení, dobrá cytokompatibilita a žádné uvolňování toxických prvků, díky čemuž je vhodný pro dlouhodobou implantaci.

 

Používá se v umělých acetabulárních jamkách, kostních traumatech, špičkových dentálních implantátech atd., zejména u pacientů citlivých na vanad nebo vyžadujících dlouhodobé implantáty. Jeho aplikace v kloubních náhradách se rozšiřuje.

 

(III) Slitiny titanu

slitiny titanu tvoří stabilní fázi prostřednictvím prvků, jako je molybden, niob a hliník. Jejich největší výhodou je ultra-nízký modul pružnosti, který může výrazně snížit „účinek stínění stresu“, zabránit atrofii kostí a je vhodný pro speciální populace.

 

Ti-15Mo-3Nb-3Al se používá hlavně v ortopedických implantátech pro dospívající a v zařízeních pro spinální fúzi. Nízký modul snižuje interferenci s vývojem kostí u dospívajících a podporuje kostní fúzi a zároveň snižuje riziko poklesu při fixaci páteře.

 

 

Rozložitelné titanové slitiny jsou v posledních letech středem výzkumu. Prostřednictvím slitinového designu dosahují řízené degradace, čímž se eliminuje potřeba sekundárního chirurgického odstranění. Produkty rozkladu mohou být metabolizovány lidským tělem a zároveň poskytují dočasnou podporu pro regeneraci kostní tkáně.

 

Slitina Mg-Ti-Zn je v současné době v klinických studiích, dosud není stanoven žádný jednotný mezinárodní standard.

Během degradace uvolňuje prospěšné stopové prvky pro podporu regenerace kostí. Jeho mechanické vlastnosti odpovídají požadavkům na dočasnou opravu kosti bez škodlivých reziduí.

 

Vhodné pro krátkodobé-podpůrné implantáty, jako jsou dočasné kostní dlahy a šrouby pro fixaci zlomenin. Očekává se, že bude řešit bolest a rizika spojená se sekundární operací tradičních implantátů a vykazuje slibné výsledky v malých-klinických studiích v traumatologické ortopedii.