Titaaniseosta pidetään usein "universaalina metallina" biolääketieteen sovelluksissa, ja se kattaa lähes kaikki nykyajan lääketieteen alat ortopedisista implanteista hampaiden täytöihin, sydän- ja verisuonistenteistä kirurgisiin instrumentteihin.
Miksi näennäisesti tavalliset metallit voivat "näkymättömästi" kulkea ihmiskehon läpi ja elää rauhanomaisesti rinnakkain kudostemme kanssa? Mitä maagista "biologista taikuutta" sillä on? Mistä tämä taika tulee? Tutkitaanpa totuutta tässä artikkelissa.
Hävittäjälentokoneista ihmiskehoihin, titaaniseoksen upea muunnos
Titaaniseoksen tarina alkoi ilmailuteollisuudesta. 1940-luvulla tutkijat huomasivat vahingossa, että tämä hävittäjien valmistukseen käytetty metalli tuli todella hyvin toimeen eläinten luiden kanssa.
1950-luvulla titaaniseokset tulivat virallisesti lääketeollisuudelle. Alkuperäinen tähtituote Ti-6Al-4V (sisältää 6 % alumiinia ja 4 % vanadiinia) toimi hyvin, mutta lääkärit havaitsivat, että sen sisältämä vanadiinielementti saattaa aiheuttaa terveysriskejä. Joten materiaalitutkijat alkoivat "formuloida uusia kaavoja" ja korvata vanadiini turvallisemmalla niobiumilla kehittäen uusia seoksia, kuten Ti-6Al-7Nb.
Tutkijat voivat räätälöidä titaaniseoksia erilaisiin lääketieteellisiin tarpeisiin mukauttamalla "ainesosien", kuten alumiinin, vanadiinin, niobiumin jne. suhteita. Nykyään titaaniseosperhe on kehittynyt kolmeksi suureksi lahkoksi:
Alfa-tyyppi: erittäin vakaa, mutta kohtalainen lujuus
Beetatyyppi: Joustavin ja lähinnä todellista luuta
+ tyyppi: Tasapainottava lujuus ja sitkeys
Lääketieteellisten materiaalien maailmassa titaaniseos on kuin monipuolinen -soitin -, joka on sekä tukeva että kevyt ja joka pystyy elämään harmonisesti yhdessä ihmiskehon kanssa.
Täydellinen bioyhteensopivuus. Mikä on suurin pelko, jos laitat metallipalan kehoosi? Aivan oikein, se on hylkäämisreaktio. Mutta titaaniseos voi elää rauhanomaisesti rinnakkain ihmiskehon kanssa sen erityisen taidon ansiosta luoda automaattisesti suojakalvo (titaanidioksidikerros). Se on lähes liukenematon ihmisympäristöön, voi tehokkaasti estää metalli-ionien vapautumisen, eikä kehon nesteet syöpy, eikä immuunijärjestelmän hyökkäyksiä ole helppo laukaista.
Kalvokerros pystyy adsorboimaan kalsiumia ja fosfaattia, tehostamaan hydroksiapatiitin ydintä, joka on ihmisen luiden ja hampaiden ensisijainen epäorgaaninen komponentti, ja mahdollistaa luusolujen kiinnittymisen suoraan titaanin pinnalle "biologisen fuusion" muodostamiseksi. Toisaalta ruostumattoman teräksen ja kobolttikromiseosten tiedetään vapauttavan nikkeliä ja kromi-ioneja hitaasti, mikä voi mahdollisesti aiheuttaa allergisia tai myrkyllisiä reaktioita. Ne ovat yleensä koteloituja kuitukudokseen, eivätkä ne voi olla todella biologisesti yhteensopivia.
Vahva ja kevyt. Titaaniseoksen toinen supervoima on sen mekaaniset ominaisuudet. Lääkärit ovat havainneet, että ihanteellisella implanttimateriaalilla tulisi olla kaksi ominaisuutta -, jotka ovat riittävän vahvat kestämään päivittäistä toimintaa, ja riittävän joustava, jotta se olisi lähellä todellisia luita. Titaaniseos täyttää nämä vaatimukset täydellisesti.
Ensinnäkin se on kevyt, sen tiheys on vain puolet teräksen tiheydestä, mutta sen lujuus on kuitenkin samanlainen; Toiseksi sen joustavuus on kohtalainen. Uuden titaaniseoksen kimmomoduuli on noin 60 GPa (gigapascal), mikä on hyvin lähellä ihmisen luun 30 GPa:a; Kolmanneksi se on väsymisenkestävä, sitä voidaan taivuttaa miljoonia kertoja murtumatta.
Miksi ihmiskeho ei hylkää titaaniseosta?
Titaaniseoksesta on löytynyt loistava sovellus nykyajan lääketieteen alalla erinomaisten kokonaisominaisuuksiensa ansiosta, mukaan lukien hampaiden täytteet, sydän- ja verisuonistentit, ortopediset implantit ja niin edelleen. Joten miksi ihmiskeho ei hylkää titaaniseosta? Tämä alkaa kehittyvästä monitieteisestä kentästä luukudoksen ja immuunisäätelyn rajapinnassa – luuimmunologia.
Pyydä tarjous
Sähköposti:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
