Ús mèdic Titani
Què és el titani?
Els materials de titani s'han utilitzat a la vida quotidiana durant molt de temps. La dècada de 1930 va ser l'inici dels materials funcionals biomèdics moderns. Inicialment, l'acer inoxidable es va desenvolupar per al seu ús en aplicacions mèdiques i d'implants. Un aliatge fet de cobalt és el segon material. El titani i el seu aliatge es van convertir en la nova generació de biomaterials metàl·lics al voltant dels anys 60. Des de la seva aparició més memorable, el titani s'ha representat com un metall meravellós i ha rebut amplies consideracions.
Per què el titani és tan únic?
Titaniés un metall de transició que té una alta resistència i baixa densitat. En diverses condicions, resisteix la corrosió. En particular, el titani és latent i resistent al líquid corporal i als teixits. Aquestes són la suposada biocompatibilitat i obstrucció al consum. Són requisits essencials per a les aplicacions en medicina.
Les propietats fonamentals del titani, l'acer inoxidable i l'aliatge de cobalt es descriuen a la taula 1. La densitat més baixa és de 4,51 g/cm-3 per al titani, mentre que la densitat més alta és de 8 g/cm-3 per a acer inoxidable. El titani té una relació força-densitat molt més alta de 76 kNm/kg per a la mateixa resistència a la tracció. Amb una força/densitat de 63 kNm/kg, és un 20 per cent més resistent que l'acer inoxidable. El valor del mòdul elàstic del titani és només la meitat del de l'aliatge de cobalt i l'acer inoxidable convencional. S'assembla molt més a l'os humà. A més, el titani té una baixa expansió tèrmica i conductivitat, el que el fa no ferromagnètic.
El titani i el seu compost tenen les propietats més útils que els fan un gran resultat en salut muscular, insercions i camps d'instruments acurats. Ciutat de Baoji Changsheng Titanium Co. Ltd és un fabricant i proveïdor de molí i productes acabats de titani i metall Cu-Ni en la gamma més completa de graus, dimensions i productes de molí.
Baoji City Changsheng Titanium Co ofereix al mercat els preus més baixos i els estàndards d'enginyeria més alts per als metalls. Ltd, que es troba al cor de la producció de titani de la Xina. Segur que no podem ser superats en costos i qualitat, hem presentat la nostra garantia de costos. El titani és l'opció preferida dels molís de titani i CuNi i dels proveïdors de productes acabats a tot el món.
Quina és la densitat del titani?
Com que és més difícil d'extreure, el metall de titani no és tan assequible com el ferro, de manera que les seves aplicacions solen ser especialitzades. Les propietats del metall de titani són molt valuoses. Similar a l'alumini, forma una fina capa d'òxid protectora per evitar la corrosió, fent-lo pràcticament inert. Com que té una densitat de 4,5 grams per cm3, que és significativament inferior a la del ferro, els aliatges de titani són importants per a la indústria aeroespacial. Es va utilitzar per fabricar gran part de l'SR-71 Blackbird, que era l'avió tripulat més ràpid del món. També es va utilitzar per fer molts dels motors i la estructura de grans avions de passatgers com els Airbus i els 747.
A causa de la seva resistència a l'aigua de mar, aquest metall s'utilitza en aplicacions marines com els eixos d'hèlix. També es diu que els russos l'utilitzaven per construir submarins. El titani no és verinós i el cos no l'elimina. Com que també es connecta a l'os, s'ha utilitzat en procediments quirúrgics com els implants dentals i els reemplaçaments d'articulacions, especialment les articulacions del maluc.
Per què s'utilitza el titani per als implants?
El mercat dels implants dentals, que s'estima que val uns 4.600 milions de dòlars a tot el món, va obrir la porta a la possibilitat de restaurar la salut i la funció dental d'un pacient [6]. A causa de la seva biocompatibilitat i baix cost, els implants de titani són el material més utilitzat al mercat.
El titani és un material bioinert, que pràcticament no provoca cap impacte perniciós sobre el teixit que l'envolta. Tanmateix, malgrat la descripció del material d'una sèrie d'avantatges inherents, no s'integra bé amb l'os i el teixit gingival sense un tractament superficial adequat, cosa que pot provocar un fracàs de l'implant. La mala osteointegració és la causa d'aquestes fallades, que afecten l'estabilitat de l'implant a l'os i poden provocar el desenvolupament d'infeccions i processos inflamatoris a l'espai periimplantari [7]. S'estan estudiant diferents tractaments superficials per prevenir la formació de biofilms bacterians nocius i millorar l'osteointegració com a mitjà per reduir aquests problemes. La nanotecnologia ha creat efectes positius en odontologia, tenint l'opció de lliurar superfícies amb una geografia determinada i peça sintètica per treballar les qualitats biocompatibles dels materials.
El titani quirúrgic és magnètic?
Els implants metàl·lics són especialment vulnerables als riscos de la migració d'implants i de l'escalfament induït per radiofreqüència (RF), tots dos poden danyar el teixit circumdant perquè les màquines de ressonància magnètica utilitzen imants potents [11].
Segons els estudis, els implants que estan subjectats de manera segura a l'os no es veuen afectats pel desplaçament induït per la ressonància magnètica [1,12]. Donada la manca d'exàmens en curs, la radiografia no es recomana en el període postoperatori ràpid en pacients amb incrustacions no afectades com rínxols, canals i stents [6]. Com que els corrents de Foucault de l'implant són paral·lels al camp magnètic estàtic de l'escàner, l'escalfament per RF és teòricament possible. En qualsevol cas, tots els estudis de socis han descobert que aquest canvi de temperatura no és important, demostrant que les preocupacions pel dany dels teixits per l'escalfament de RF no són justificades.
Els artefactes d'imatge causats per implants metàl·lics poden fer que els resultats siguin mal interpretats. Mitjançant l'optimització dels paràmetres d'escaneig i la modificació de les seqüències de polsos de ressonància magnètica, els avenços tecnològics poden reduir la distorsió de la imatge. Els metges han de tenir en compte els avantatges de la imatge, així com la possibilitat de distorsió de la imatge induïda per implants a l'hora de decidir si realitzar o no ressonància magnètica als pacients.
El camp magnètic de la ressonància magnètica no té cap efecte sobre el titani perquè és un material paramagnètic. La ressonància magnètica es pot utilitzar amb seguretat en pacients amb implants perquè hi ha un risc molt baix de complicacions causades pels implants. No obstant això, els aliatges s'utilitzen per fer les plaques de titani que s'utilitzen a la zona craniofacial. Com que els efectes de la ressonància magnètica estan influenciats per la proporció dels components de l'aliatge, es requereix una investigació més precisa.
Articulació falsificada i incrustació clínica
La població total progressa en anys. Volem viure més temps i viure una vida molt activa avui. Els accidents relacionats amb l'esport, el trànsit i altres tipus d'accidents provoquen lesions. És evident que l'interès de la falsificació conjunta continua creixent. El titani i els seus compostos s'han utilitzat habitualment per fabricar aparells d'incrustació, per exemple, plaques òssies, cargols per arreglar fractures, pròtesis de vàlvules cardíaques, marcapassos i cors artificials són tots exemples d'articulacions artificials. Més de 100 milions de pacients a tot el món reben teràpia de substitució anualment i més d'1,000 tones de titani s'insereixen al cos dels pacients.
Aquests implants metàl·lics han de tenir una forma mecànica d'una determinada manera per mantenir les seves funcions durant l'ús. Durant les nostres activitats diàries, dobleguem, girem, apretem i contreurem els músculs. Quan se sotmeten a càrregues de fatiga, abrasió i impacte, aquestes peces artificials no s'han de deteriorar. El titani és un 50 per cent més lleuger que l'acer inoxidable i té una relació resistència a densitat que és un 20 per cent més alta. És més fort i lleuger. En el moment en què s'incorpora dins del cos humà, disminuirà les càrregues corporals. Els pacients es podran moure amb més llibertat. Entre la part artificial i el cos humà, hi haurà tensió. Un desajust en el mòdul elàstic és el que condueix a l'anomenat estrès d'interfície. A la taula 1, podem veure que el titani té el mòdul flexible més mínim entre aquests tres materials. L'implant de titani i l'os humà són molt més compatibles mecànicament.
Fisiològicament, el cos rebutja parts desconegudes. Després de la cirurgia d'implants, sovint s'experimenta inflamació clínica, enrogiment i picor quan s'utilitzen acer inoxidable i coaliatge com a biomaterials. El titani i els seus aliatges són coneguts per la seva inercia biològica. Són extremadament resistents a la corrosió en l'entorn d'immersió de la sang humana. S'oposa bé a la sang humana i al teixit cel·lular en general, garantint una gran similitud. Pràcticament no hi ha contaminació i respostes desfavorablement susceptibles, la qual cosa treballa extraordinàriament en la recuperació dels pacients. Les nombroses aplicacions del titani es basen en això.
A causa de la seva biocompatibilitat superior, el titani comercialment pur (Cp Ti) es considera generalment el millor candidat. Tanmateix, els aliatges ELI Ti-6Al-7Nb, Ti{-13Nb-13Zr, Ti{-12Mo{-6Zr i Ti{ {6}}Al-4V també s'utilitzen àmpliament en implants mèdics. De fet, feu una ullada al nostre lloc per preguntar sobre els nostres diferents articles!
Equips per a ortopèdia El tractament de les deformitats òssies és l'objectiu principal de l'ortopèdia. Per ajudar el cos retorçat a tornar a la seva posició normal, cal força externa. El maquinari de salut muscular hauria de donar un suport sòlid i recordar l'estat correcte del cos. A part de l'obstrucció del desgast i l'oposició a l'erosió, la nova propietat que s'espera aquí és la memòria de forma. Els aliatges amb memòria de forma fets de titani i níquel tenen propietats de memòria i resistència d'alta resistència. Actualment, l'aliatge Ti-Ni s'utilitza per fabricar plaques òssies comunes, claus intramedul·lars, fixació interna mandibular, correcció de l'escoliosi i altres dispositius similars.
Els implants dentals tenen les seves pròpies característiques. Hi ha tres tipus d'incrustació dental: zigomàtica, osteointegrada i un mini-implant per a l'ancoratge d'ortodòncia. El titani s'ha utilitzat com a corones, claus de corones, trams fixos, trams de porcellana, camps de ciment, anells de suport de recanvi dental, bases, aparells d'interfície i aparells de fortificació. El titani s'ha utilitzat per cobrir gairebé tots els components metàl·lics de les pròtesis.
Comencem amb l'osteointegració estàndard. Un metge introduirà primer una "arrel" o "llavor" a l'os de la mandíbula. Després que s'assenti, la superestructura de la dent s'unirà amb la incrustació. Després d'això, es desenvoluparà una nova dent a sobre. Aquí teniu el contrast entre la incrustació clínica i la incrustació dental. Un implant mèdic és una "cola" o un "cargol" utilitzat per connectar el teixit dur trencat o un reemplaçament del teixit dur danyat. En qualsevol cas, l'inserció dental va assistir al desenvolupament del nou disseny. Que intrigant!
Aquest procediment "simple" requereix excel·lents propietats tèrmiques i de biocompatibilitat. Mentre beuen sopa i mengen iogurt congelat, els individus se sentiran calents i freds, però aquests sentiments provenen de la boca, no de les dents. No hi haurà cap estímul per a la salutdents.
El titani s'expandeix molt poc quan s'escalfa. En el moment en què la incrustació a base de titani s'utilitza com a "arrel", no creixerà ni s'arrossegarà a la boca de les persones. La dent recentment emmarcada romandrà on hauria d'estar. El titani té una conductivitat tèrmica de només una cinquena part de la de l'acer inoxidable, un terç de la de l'alumini i la meitat de la del coure. No s'adhereix a l'estructura de les dents reals quan s'utilitza com a corona. La polpa dental es pot protegir de les estimulacions de calor i fred amb titani.
El titani de fosa de precisió s'utilitza en odontologia perquè té una gran precisió dimensional, sense contracció i sense bombolles. A partir d'ara, 4 titani sense adulterar econòmicament (Cp Ti) s'utilitzen exclusivament per a aplicacions d'inserció dental. Tenen un grau ASTM d'1 a 4. Tots tenen un baix grau de conductivitat electrònica, una alta oposició a l'erosió, un estat termodinàmic a valors de pH fisiològics, una baixa propensió a la disposició de partícules en condicions de fluid i un punt isoelèctric de l'òxid de 5-6.
La puresa disminueix i la força augmenta entre els graus 1 i 4. El titani de grau 2 és l'estrella més coneguda per a aplicacions d'incrustació dental. Té un límit elàstic mínim de 275 MPa, que és equivalent als acers temperats austenítics. Quan es requereixi una major resistència, també es pot aplicar una combinació de titani. Altres aliatges, com ara Ti-6Al{-4V, també s'utilitzen en diversos contextos.
Instruments quirúrgics
La primera generació d'instruments quirúrgics estaven fets d'acer al carboni, però el seu rendiment no estava a l'altura del de l'ús clínic després de la galvanoplastia. Sovint condueix a la infecció. L'acer inoxidable de segona generació és austenític, però el contingut de crom és tòxic i té alguns efectes sobre el cos.
Les propietats mecàniques i la ductilitat són les primeres coses que cal tenir en compte a l'hora de fabricar instruments quirúrgics. El metall prioritza una flexibilitat específica per mantenir-se al dia amb la forma requerida sense rendicions. Els bisturís, les pinces i les tisores són exemples d'instruments quirúrgics bàsics que són llargs i prims. L'instrument requereix una certa força per funcionar amb seguretat. Han de ser prou intensos i per no trencar-se durant un procediment mèdic. Per als instruments quirúrgics, el mòdul mínim requerit és de 100 GPa. El mòdul del titani és de 116 GPa.
Durant l'activitat del procediment mèdic, els instruments es presenten directament al teixit viu. És necessari tenir resistència a la corrosió, biocompatibilitat i propietats magnètiques. El titani no és verinós per al teixit humà. No provocarà cap reacció insusceptible. El quiròfan ocasionalment experimenta camps magnètics. Per exemple, els raigs X creen un camp atractiu d'uns 1,5 Tesla. Aquest camp atractiu pot influir en instruments acurats de diferents maneres, com ara: el moviment nociu provocat per la interacció de camps magnètics (l'efecte del míssil), la calor de l'instrument causada per la deposició de potència de radiofreqüència (RF) i la fotografia relacionada amb l'instrument El titani és benestar de l'activitat no atractiu i fiable. Com que no és magnètic, també elimina la possibilitat de danyar els delicats implants electrònics.
L'esterilització es realitza mitjançant un aerosol de vapor calent a alta temperatura després de la cirurgia. S'utilitzen diferents netejadors per netejar microbis i malalties. La mida i la qualitat de la superfície de l'instrument no han de canviar després de neteges repetides. A més, hi hauria d'haver poc dany. Cada vegada que un cirurgià utilitza un instrument, necessita que funcioni correctament. La resistència a la corrosió del titani i els aliatges de titani és excel·lent. Finalment, però no menys important, el baix pes del titani el fa ideal per a la microcirurgia. La temperatura de treball pot oscil·lar entre 150 i 500 graus centígrads. La fatiga del cirurgià es pot reduir mitjançant l'ús d'instruments quirúrgics lleugers, especialment per a procediments llargs.
El titani mèdic i els aliatges de titani són metalls d'alta qualitat que s'utilitzen freqüentment en equips mèdics. Els càtodes làser, les broques dentals i les pinces es produeixen amb freqüència amb titani.
Baoji City Changsheng Titanium Co., Ltd. és un fabricant i proveïdor líder que ofereix solucions individualitzades per a una àmplia gamma d'aplicacions. Col·laborem estretament amb vostè en cada etapa del procés de fabricació per garantir que el producte final compleixi els seus requisits. Poseu-vos en contacte amb nosaltres o sol·liciteu un pressupost immediatament per obtenir més informació.
Referències: https://www.rsc.org/periodic-table/element/22/titanium
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9104688/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6369045/
