Τα βασικά πλεονεκτήματα του τιτανίου και των κραμάτων τιτανίου στον τομέα της ορθοπεδικής ιατρικής
1. Άριστη βιοσυμβατότητα: «Αρμονική συνύπαρξη» με το σώμα. Οι ανθρώπινοι ιστοί δύσκολα απορρίπτουν ή έχουν αλλεργικές αντιδράσεις στο τιτάνιο, ούτε προκαλεί φλεγμονή. Η επιφάνειά του μπορεί φυσικά να σχηματίσει ένα σταθερό και πυκνό φιλμ οξειδίου, το οποίο εμποδίζει την περαιτέρω απελευθέρωση μεταλλικών ιόντων και εξασφαλίζει μακροπρόθεσμη-ασφαλή συνύπαρξη με το περιβάλλον του ανθρώπινου σώματος. Ιδανικές μηχανικές ιδιότητες: Ισχυρός και ελαφρύς «ανθρώπινος σκελετός» με υψηλή ειδική αντοχή (υψηλή αντοχή και μικρό βάρος): Η αντοχή των κραμάτων τιτανίου είναι συγκρίσιμη με αυτή πολλών χάλυβων υψηλής{{5} αντοχής, αλλά η πυκνότητά τους (περίπου 4,5 g/cm³) είναι μόνο 60% αυτής του χάλυβα. Αυτό σημαίνει ότι ενώ το εμφύτευμα παρέχει επαρκή υποστήριξη, μπορεί να μειώσει σημαντικά την επιβάρυνση στο σώμα του ασθενούς και να ενισχύσει την άνεσή του. Χαμηλός συντελεστής ελαστικότητας: "Ακαμψία και ευκαμψία σε αρμονία με τα οστά" : Ο συντελεστής ελαστικότητας (ακαμψία) των κραμάτων τιτανίου είναι πιο κοντά σε αυτόν των ανθρώπινων οστών. Τα παραδοσιακά κράματα με βάση το ανοξείδωτο χάλυβα/{11}}κοβάλτιο είναι πολύ σκληρά και μπορούν να προκαλέσουν μια επίδραση "θωράκισης από την καταπόνηση" -, δηλαδή, το εμφύτευμα αντέχει το μεγαλύτερο μέρος του φορτίου, προκαλώντας εκφυλισμό και χαλάρωση των γύρω οστών λόγω της έλλειψης διέγερσης στρες. Τα κράματα τιτανίου μπορούν να επιτύχουν πιο λογική μηχανική αγωγιμότητα και να προστατεύσουν την υγεία των οστών. 3. Απαράμιλλη αντοχή στη διάβρωση: Ο "Αθάνατος πολεμιστής" μέσα στο σώμα. Τα υγρά του ανθρώπινου σώματος είναι ένα διαβρωτικό περιβάλλον που περιέχει ιόντα χλωρίου. Το τιτάνιο, με το πυκνό φιλμ οξειδίου στην επιφάνεια, μπορεί να αντισταθεί στη διάβρωση των σωματικών υγρών και να παραμείνει σταθερό για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτό σημαίνει ότι το εμφύτευμα δεν θα αποτύχει λόγω διάβρωσης, ούτε θα προκαλέσει-μακροπρόθεσμες τοξικές και παρενέργειες στο σώμα απελευθερώνοντας μεγάλη ποσότητα μεταλλικών ιόντων. 4. Εξαιρετική δυνατότητα επεξεργασίας και βιοενσωμάτωση: Ο τέλειος συνεργάτης για την κατασκευή πρόσθετων (τρισδιάστατη εκτύπωση) : Τα κράματα τιτανίου είναι κατασκευασμένα από σύνθετη τεχνολογία porufactur3 πολύ κατάλληλα για σύνθετη τεχνολογία εκτύπωσης. Αυτό είναι το επαναστατικό του πλεονέκτημα έναντι άλλων υλικών. Ικανότητα οστεοενσωμάτωσης: Μέσω της τρισδιάστατης εκτύπωσης ή της τεχνολογίας επιφανειακής επεξεργασίας, μπορούν να κατασκευαστούν μικρο-πόροι ή τρισδιάστατες πορώδεις δομές στην επιφάνεια των εμφυτευμάτων τιτανίου. Ο ανθρώπινος οστικός ιστός μπορεί να αναπτυχθεί σε αυτούς τους πόρους, σχηματίζοντας μια σταθερή βιολογική στερέωση αντί να βασίζεται απλώς στο μηχανικό κλείδωμα. Αυτό ενισχύει σημαντικά τη-μακροπρόθεσμη σταθερότητα του εμφυτεύματος. 5. Εξαιρετική συμβατότητα εικόνας: Το μέταλλο τιτάνιο δημιουργεί λιγότερα τεχνουργήματα σε εξετάσεις ακτίνων Χ, CT και μαγνητικού συντονισμού (MRI), η οποία είναι πολύ ανώτερη από όλα τα προϊόντα με βάση το ανοξείδωτο χάλυβα και το κοβάλτιο{32}. Αυτό διευκολύνει σημαντικά τους γιατρούς να διεξάγουν σαφείς απεικονιστικές αξιολογήσεις της θέσης του εμφυτεύματος και της κατάστασης επούλωσης των οστών μετά την επέμβαση.
Τα βασικά πλεονεκτήματα του τιτανίου και των κραμάτων τιτανίου στον τομέα της ορθοπεδικής ιατρικής
1. Άριστη βιοσυμβατότητα: «Αρμονική συνύπαρξη» με το σώμα. Οι ανθρώπινοι ιστοί δύσκολα απορρίπτουν ή έχουν αλλεργικές αντιδράσεις στο τιτάνιο, ούτε προκαλεί φλεγμονή. Η επιφάνειά του μπορεί φυσικά να σχηματίσει ένα σταθερό και πυκνό φιλμ οξειδίου, το οποίο εμποδίζει την περαιτέρω απελευθέρωση μεταλλικών ιόντων και εξασφαλίζει μακροπρόθεσμη-ασφαλή συνύπαρξη με το περιβάλλον του ανθρώπινου σώματος. Ιδανικές μηχανικές ιδιότητες: Ισχυρός και ελαφρύς «ανθρώπινος σκελετός» με υψηλή ειδική αντοχή (υψηλή αντοχή και μικρό βάρος): Η αντοχή των κραμάτων τιτανίου είναι συγκρίσιμη με αυτή πολλών χάλυβων υψηλής{{5} αντοχής, αλλά η πυκνότητά τους (περίπου 4,5 g/cm³) είναι μόνο 60% αυτής του χάλυβα. Αυτό σημαίνει ότι ενώ το εμφύτευμα παρέχει επαρκή υποστήριξη, μπορεί να μειώσει σημαντικά την επιβάρυνση στο σώμα του ασθενούς και να ενισχύσει την άνεσή του. Χαμηλός συντελεστής ελαστικότητας: "Ακαμψία και ευκαμψία σε αρμονία με τα οστά" : Ο συντελεστής ελαστικότητας (ακαμψία) των κραμάτων τιτανίου είναι πιο κοντά σε αυτόν των ανθρώπινων οστών. Τα παραδοσιακά κράματα με βάση το ανοξείδωτο χάλυβα/{11}}κοβάλτιο είναι πολύ σκληρά και μπορούν να προκαλέσουν μια επίδραση "θωράκισης από την καταπόνηση" -, δηλαδή, το εμφύτευμα αντέχει το μεγαλύτερο μέρος του φορτίου, προκαλώντας εκφυλισμό και χαλάρωση των γύρω οστών λόγω της έλλειψης διέγερσης στρες. Τα κράματα τιτανίου μπορούν να επιτύχουν πιο λογική μηχανική αγωγιμότητα και να προστατεύσουν την υγεία των οστών. 3. Απαράμιλλη αντοχή στη διάβρωση: Ο "Αθάνατος πολεμιστής" μέσα στο σώμα. Τα υγρά του ανθρώπινου σώματος είναι ένα διαβρωτικό περιβάλλον που περιέχει ιόντα χλωρίου. Το τιτάνιο, με το πυκνό φιλμ οξειδίου στην επιφάνεια, μπορεί να αντισταθεί στη διάβρωση των σωματικών υγρών και να παραμείνει σταθερό για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτό σημαίνει ότι το εμφύτευμα δεν θα αποτύχει λόγω διάβρωσης, ούτε θα προκαλέσει-μακροπρόθεσμες τοξικές και παρενέργειες στο σώμα απελευθερώνοντας μεγάλη ποσότητα μεταλλικών ιόντων. 4. Εξαιρετική δυνατότητα επεξεργασίας και βιοενσωμάτωση: Ο τέλειος συνεργάτης για την κατασκευή πρόσθετων (τρισδιάστατη εκτύπωση) : Τα κράματα τιτανίου είναι κατασκευασμένα από σύνθετη τεχνολογία porufactur3 πολύ κατάλληλα για σύνθετη τεχνολογία εκτύπωσης. Αυτό είναι το επαναστατικό του πλεονέκτημα έναντι άλλων υλικών. Ικανότητα οστεοενσωμάτωσης: Μέσω της τρισδιάστατης εκτύπωσης ή της τεχνολογίας επιφανειακής επεξεργασίας, μπορούν να κατασκευαστούν μικρο-πόροι ή τρισδιάστατες πορώδεις δομές στην επιφάνεια των εμφυτευμάτων τιτανίου. Ο ανθρώπινος οστικός ιστός μπορεί να αναπτυχθεί σε αυτούς τους πόρους, σχηματίζοντας μια σταθερή βιολογική στερέωση αντί να βασίζεται απλώς στο μηχανικό κλείδωμα. Αυτό ενισχύει σημαντικά τη-μακροπρόθεσμη σταθερότητα του εμφυτεύματος. 5. Εξαιρετική συμβατότητα εικόνας: Το μέταλλο τιτάνιο δημιουργεί λιγότερα τεχνουργήματα σε εξετάσεις ακτίνων Χ, CT και μαγνητικού συντονισμού (MRI), η οποία είναι πολύ ανώτερη από όλα τα προϊόντα με βάση το ανοξείδωτο χάλυβα και το κοβάλτιο{32}. Αυτό διευκολύνει σημαντικά τους γιατρούς να διεξάγουν σαφείς απεικονιστικές αξιολογήσεις της θέσης του εμφυτεύματος και της κατάστασης επούλωσης των οστών μετά την επέμβαση.
Οι τρέχουσες ποιότητες κράματος τιτανίου σε χρήση και η ανάπτυξή τους
Επί του παρόντος, οι σχετικά ώριμες ποιότητες κράματος τιτανίου περιλαμβάνουν κράματα Ti-6Al-4V και Ti-6Al-4VELI, τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως σε υλικά εμφυτευμάτων. Ωστόσο, και τα δύο αυτά κράματα περιέχουν το τοξικό στοιχείο βανάδιο και η μακροχρόνια χρήση μπορεί να δημιουργήσει πιθανούς κινδύνους για το ανθρώπινο σώμα. Αν και ο Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης και η Διεθνής Επιτροπή για την Ασφάλεια Ιατρικών Υλικών δεν έχουν ακόμη διατάξει την απαγόρευση της χρήσης αυτού του κράματος, η εφαρμογή του Ti-6Al-4V στο ανθρώπινο σώμα μειώνεται σταδιακά. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, πολλά ιατρικά κράματα τιτανίου χωρίς βανάδιο έχουν αναπτυχθεί διεθνώς. Το κράμα Ti-6Al-7Nb αναπτύχθηκε στην Ελβετία και τέθηκε σε κλινική εφαρμογή. Ούτε η Κίνα υστερεί. Το Ερευνητικό Ινστιτούτο Μη σιδηρούχων μετάλλων του Πεκίνου και το εργοστάσιο επεξεργασίας μη σιδηρούχων μετάλλων Baoji ανέπτυξαν από κοινού ένα ιατρικό κράμα τιτανίου χωρίς βανάδιο, το οποίο πέρασε το πείραμα ιατρικής κλινικής εφαρμογής. Αυτό το έργο κέρδισε το Πρώτο Βραβείο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Βιομηχανίας Μη σιδηρούχων μετάλλων της Κίνας το 2001. Επιπλέον, υπάρχουν επίσης κράματα Ti-5Al-2.5Fe από τη Γερμανία, κράματα Ti-5Al-1.5B από την Ινδία, κράματα Ti-15Mo-5Zr-3Al, κ.λπ.
Το μέλλον και οι προοπτικές του τιτανίου και των κραμάτων τιτανίου στον τομέα της ορθοπεδικής ιατρικής
Με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας, το τιτάνιο και τα κράματα τιτανίου θα εξελιχθούν βαθιά στον τομέα της ορθοπεδικής ιατρικής περίθαλψης προς την κατεύθυνση της «ακριβούς μηχανικής προσαρμογής, διαφοροποιημένης λειτουργικής ολοκλήρωσης και εξατομικευμένης κλινικής εφαρμογής», καθιστώντας τη βασική δύναμη που οδηγεί την καινοτομία της ορθοπεδικής τεχνολογίας αναγέννησης και επισκευής. Η βιομηχανία τιτανίου θα πρέπει να αδράξει αυτή την ευκαιρία, να αυξήσει τις επενδύσεις στην έρευνα και ανάπτυξη και να βελτιώνει συνεχώς την ποιότητα και την απόδοση των προϊόντων. Ενώ ωφελεί την κοινωνία και ανακουφίζει τον πόνο των ασθενών, μπορεί επίσης να προωθήσει τη δική του ανάπτυξη και να επιτύχει μια κερδοφόρα κατάσταση κοινωνικών και οικονομικών οφελών. Πιστεύεται ότι στο μέλλον, το μέταλλο τιτάνιο θα διαδραματίσει σημαντικότερο ρόλο στον τομέα της ορθοπεδικής και θα συμβάλει περισσότερο στην υπόθεση της ανθρώπινης υγείας.
