Titanium chủ yếu được sử dụng trong các lĩnh vực sau:
1. Cấy ghép chỉnh hình
Đây là ứng dụng rộng rãi nhất và được thiết lập tốt nhất của titanium.
Các khớp nhân tạo:Các khớp hông, khớp đầu gối, khớp vai, khớp khuỷu tay, v.v. Các thành phần chịu tải trọng quan trọng như thân xương đùi và cốc acetabular phần lớn được làm bằng hợp kim titan.
Phục hồi chấn thương:Các tấm xương, vít và móng đinh để cố định gãy xương bên trong.
Phối hợp cột sống:Thiết bị hợp nhất giữa các cơ thể, lưới titan và hệ thống vít chân được sử dụng trong phẫu thuật để điều chỉnh chứng xoang và thay đĩa đệm.
2. Cấy ghép răng và đồ giả
Cấy ghép răng:Các cấy ghép titan là "tiêu chuẩn vàng" trong nha khoa. Chúng được nhúng vào xương hàm để hoạt động như rễ nhân tạo, tạo thành mộtkết hợp xươngvới xương, trên đó vương miện sau đó được gắn.
Khung răng giả:Các khung kim loại cho răng giả có thể tháo rời, cũng như cơ sở cho vương miện và cầu, thường sử dụng titan do độ nhẹ, độ bền và dị ứng thấp.
Thiết bị chỉnh nha:Một số niềng răng và dây cung cũng được làm từ hợp kim titan.
3Các thiết bị can thiệp tim mạch
Các bộ tạo nhịp tim và vỏ máy chống rung:Các vỏ titan cung cấp độ kín tuyệt vời, bảo vệ các thành phần điện tử tinh tế bên trong trong khi tương thích sinh học với các mô của con người, giảm phản ứng từ chối.
Stent mạch máu:Mặc dù hợp kim cobalt-chromium và vật liệu phân hủy sinh học hiện đang phổ biến, hợp kim niken-titan (Nitinol) được sử dụng cho các stent mạch máu tự mở rộng do tính độc đáo của chúngsiêu đàn hồivàhiệu ứng nhớ hình dạng, đặc biệt là ở các khu vực như động mạch cổ và động mạch chân dưới.
4- Các dụng cụ và thiết bị phẫu thuật
Các dụng cụ phẫu thuật:Vòng kẹp titan, kéo, kéo lại, vv, nhẹ hơn các dụng cụ thép không gỉ, cung cấp độ bền mệt mỏi cao và chống ăn mòn,có khả năng chịu được tiệt trùng nhiệt độ cao lặp đi lặp lại.
Các thành phần thiết bị y tế:Các thành phần nội bộ của máy quét MRI, cánh tay phẫu thuật robot, vvtính chất không từ tínhlà rất quan trọng đối với an toàn trong môi trường MRI và tránh can thiệp hình ảnh.
5. Cải tạo mặt sọ
Mái và tấm titan được sử dụng để sửa chữa các khiếm khuyết xương sọ và xương mặt do chấn thương hoặc phẫu thuật.
Vai trò không thể thay thế của titanium trong lĩnh vực y tế xuất phát từ các đặc tính đặc biệt của nó:
1- Tương thích sinh học tuyệt vời.
Đây là lợi thế quan trọng nhất của titan. bề mặt của nó tự nhiên tạo thành một lớp phim thụ động titan oxit dày đặc, ổn định, vô hiệu hóa học, hiếm khi phản ứng với các mô hoặc chất lỏng của con người.Điều này ngăn ngừa viêm, dị ứng, hoặc phản ứng từ chối.liên kết trực tiếp và chức năngvới mô xương sống, được gọi làkết hợp xương, rất quan trọng đối với sự ổn định lâu dài của cấy ghép.
2. Tỷ lệ sức mạnh cao so với trọng lượng và độ đàn hồi thấp
Tỷ lệ sức mạnh cao so với trọng lượng:Sức mạnh của titan có thể so sánh với nhiều thép, nhưng mật độ của nó (~ 4,5 g / cm3) chỉ khoảng 60% so với thép, làm cho cấy ghép nhẹ hơn và giảm gánh nặng cho bệnh nhân.
Mô đun đàn hồi thấp:Tiêu chuẩn đàn hồi của titan (~ 110 GPa) gần với xương con người (10-30 GPa) và thấp hơn nhiều so với thép không gỉ hoặc hợp kim cobalt-chromium.Hiệu ứng bảo vệ căng thẳng- nơi cấy ghép cứng chịu hầu hết căng thẳng, khiến xương xung quanh trở nên xốp và hấp thụ lại do thiếu kích thích cơ học.Cấy ghép titan cho phép chuyển tải căng thẳng tự nhiên hơn đến xương, thúc đẩy sự chữa lành và ổn định lâu dài.
3. Kháng ăn mòn xuất sắc
Các chất lỏng cơ thể là một môi trường ăn mòn chứa các ion clorua (ví dụ, natri clorua).làm cho nó gần như không bị ăn mònĐiều này có nghĩa là:
Tuổi thọ lâu dài của cấy ghép:Không bị hỏng do ăn mòn.
Tương thích sinh học cao:Tránh độc tính mô và phản ứng dị ứng (ví dụ, dị ứng niken) do giải phóng ion kim loại.
4Tài sản không từ tính
Titanium là paramagnetic và không nam châm trong từ trường mạnh mẽ.Quét MRIkhông lo lắng về sự nóng lên của cấy ghép, dịch chuyển hoặc can thiệp hình ảnh, điều này rất quan trọng cho chẩn đoán và theo dõi sau phẫu thuật.
5- Khả năng gia công và hình thành tốt
Mặc dù titan tinh khiết là mềm, hợp kim (ví dụ:với nhôm và vanadi để tạo thành Ti-6Al-4V) và kỹ thuật chế biến tiên tiến cho phép sản xuất cấy ghép hình dạng phức tạp để đáp ứng nhu cầu phẫu thuật cá nhân.hiệu ứng nhớ hình dạngcủa hợp kim niken-titan cung cấp các giải pháp độc đáo cho các ứng dụng như stent tự mở rộng.
| Tài sản | Ưu điểm | Ví dụ ứng dụng |
|---|---|---|
| Khả năng tương thích sinh học | Không độc hại, không gây dị ứng, kết hợp xương | An toàn lâu dài của tất cả cấy ghép |
| Tính chất cơ học | Trọng lượng nhẹ, độ bền cao, bảo vệ căng thẳng giảm | Khả năng chịu tải tuyệt vời ở khớp, cột sống và vỏ xương trong khi bảo vệ xương |
| Chống ăn mòn | Tuổi thọ dài, giải phóng ion tối thiểu | Sự ổn định lâu dài và an toàn cao trong cơ thể |
| Tài sản không từ tính | An toàn cho quét MRI | Điều này giúp theo dõi hình ảnh sau phẫu thuật. |
| Khả năng xử lý | Có thể được tạo thành các hình dạng phức tạp | Cấy ghép tùy chỉnh và các dụng cụ phẫu thuật xâm lấn tối thiểu |
Xu hướng trong tương lai:
