Kenapa batang titanium gred perubatan mempunyai biokompatibiliti yang sangat baik?

Batang titanium gred perubatan terutamanya diperbuat daripada aloi titanium atau titanium tulen, dan mempunyai satu siri sifat fizikal dan kimia yang unik. Titanium adalah logam ringan dengan ketumpatan kira -kira 4.5g/cm³, yang jauh lebih rendah daripada keluli. Ini menjadikan rod titanium ringan dalam aplikasi perubatan dan dapat mengurangkan beban pesakit. Titanium juga mempunyai rintangan kakisan yang baik dan rintangan suhu tinggi, dan dapat mengekalkan prestasi yang stabil dalam persekitaran yang keras.

Walau bagaimanapun, di antara semua sifat rod titanium gred perubatan, biokompatibiliti tidak diragukan lagi yang paling kritikal. Biokompatibiliti merujuk kepada keupayaan bahan untuk tidak menyebabkan reaksi buruk atau penolakan ketika bersentuhan dengan tisu manusia. Bagi peranti perubatan yang ditanamkan dalam tubuh manusia untuk masa yang lama, kualiti biokompatibiliti secara langsung berkaitan dengan kadar kejayaan operasi dan kualiti pemulihan pesakit.

Sebab mengapa rod titanium gred perubatan mempunyai biokompatibiliti yang sangat baik adalah disebabkan oleh ciri-ciri elemen titanium itu sendiri dan reka bentuk yang teliti dari aloi titanium.

Titanium adalah logam lengai biologi, yang bermaksud bahawa ia tidak mudah bertindak balas secara kimia dengan bahan -bahan lain dalam persekitaran manusia. Apabila batang titanium ditanam di dalam tubuh manusia, ia tidak akan bertindak balas secara kimia dengan tisu -tisu sekitarnya, dengan itu mengelakkan pengeluaran dan pelepasan bahan berbahaya. Bio-inertness ini membolehkan rod titanium wujud stably di dalam tubuh manusia untuk masa yang lama tanpa menyebabkan kerosakan pada tisu sekitarnya.

Walaupun titanium tulen adalah bio-inert, kekuatan dan ketangguhannya mungkin tidak memenuhi keperluan beberapa aplikasi perubatan. Oleh itu, batang titanium gred perubatan biasanya diperbuat daripada aloi titanium. Aloi titanium dibuat dengan menambahkan unsur -unsur logam lain (seperti aluminium, vanadium, molibdenum, dan lain -lain) kepada titanium tulen untuk meningkatkan kekuatan dan ketangguhannya. Walau bagaimanapun, jenis dan kandungan unsur -unsur tambahan ini mesti dikawal dengan baik untuk memastikan bahawa aloi titanium dapat mengekalkan biokompatibiliti yang baik sambil mengekalkan sifat mekanik yang sangat baik.

Sebagai contoh, Ti-6Al-4V (TC4) adalah aloi titanium perubatan yang biasa digunakan yang mengandungi 6% aluminium dan 4% vanadium. Aloi ini bukan sahaja mempunyai kekuatan yang tinggi dan ketangguhan yang baik, tetapi juga mengekalkan sifat bio-inert titanium. Oleh itu, aloi titanium TC4 digunakan secara meluas dalam pembuatan peranti perubatan seperti sendi buatan dan implan ortopedik.

Sebagai tambahan kepada sifat-sifat bahan itu sendiri, rawatan permukaan rod titanium gred perubatan juga mempunyai kesan penting terhadap biokompatibiliti. Semasa proses pembuatan, permukaan rod titanium biasanya menjalani satu siri rawatan, seperti pengisaran, penggilap, pengambilan, dan lain -lain, untuk menghilangkan lapisan oksida dan kekotoran di permukaan dan meningkatkan kemasan permukaan dan kebosanan. Langkah -langkah rawatan ini dapat mengurangkan geseran dan kerengsaan antara batang titanium dan tisu sekitarnya, dengan itu mengurangkan risiko penolakan.

Di samping itu, beberapa teknologi rawatan permukaan maju (seperti anodizing, pengoksidaan mikro-arka, dan lain-lain) juga boleh membentuk filem oksida padat di permukaan batang titanium. Filem oksida ini bukan sahaja dapat meningkatkan rintangan kakisan dan rintangan haus rod titanium, tetapi juga meningkatkan biokompatibiliti. Sebagai contoh, anodizing boleh membentuk filem oksida berpori di permukaan batang titanium, dan liang -liang ini boleh menyerap molekul bioaktif (seperti protein, faktor pertumbuhan, dan lain -lain), dengan itu mempromosikan pertumbuhan dan pembaikan tisu sekeliling.

Terima kasih kepada biokompatibiliti yang sangat baik, Rod titanium gred perubatan telah digunakan secara meluas dalam bidang perubatan. Berikut adalah beberapa senario aplikasi biasa:

Sendi buatan adalah salah satu kawasan aplikasi penting rod titanium gred perubatan. Sama ada pembuatan sendi buatan seperti sendi pinggul, sendi lutut atau sendi bahu, rod titanium dapat memberikan sokongan struktur yang stabil. Biokompatibiliti yang sangat baik membolehkan rod titanium untuk wujud bersama tulang manusia untuk masa yang lama tanpa menyebabkan tindak balas yang buruk, dengan itu memastikan pemulihan fungsi bersama dan peningkatan mobiliti pesakit.

Dalam pembedahan ortopedik, batang titanium juga digunakan secara meluas dalam pembuatan peranti penetapan dalaman seperti plat tulang dan kuku tulang. Peranti ini membantu tulang memulihkan bentuk dan fungsi normal mereka dengan menetapkan tapak patah. Berat ringan dan kekuatan tinggi rod titanium membolehkan peranti ini mengurangkan beban pesakit sambil memastikan kekuatan yang mencukupi, yang kondusif untuk pemulihan pasca operasi. Di samping itu, rintangan kakisan dan keanjalan yang baik dari rod titanium juga memastikan bahawa instrumen mengekalkan prestasi yang stabil selepas pembersihan dan pembasmian kuman.

Dalam bidang pergigian, batang titanium juga digunakan sebagai bahan utama untuk implan pergigian. Ketumpatannya yang agak rendah dan ciri -ciri kekuatan tinggi bukan sahaja dapat memberikan sokongan mekanikal yang baik, tetapi juga mengurangkan ketidakselesaan pesakit selepas pembedahan. Pada masa yang sama, biokompatibiliti rod titanium juga memastikan integrasi yang baik antara implan pergigian dan tisu sekitarnya.

Sebagai tambahan kepada bidang di atas, rod titanium gred perubatan juga digunakan secara meluas dalam pembuatan pelbagai peranti perubatan. Sebagai contoh, jarum jahitan vaskular titanium, jahitan sternal dan instrumen lain memainkan peranan penting dalam pembedahan jantung; Penggunaan elektrod titanium dalam peralatan perubatan seperti elektrokardiografi meningkatkan ketepatan diagnosis; dan penggunaan kapal budaya titanium dalam mesin kultur in vitro menyediakan persekitaran eksperimen yang lebih stabil untuk penyelidikan bioperubatan.