Biolääketieteellisten sovellusten titaaniseosmateriaalit ovat biolääketieteellisessä tekniikassa käytettyjä funktionaalisia rakenteellisia materiaaleja, erityisesti kirurgisten implanttien ja ortopedisten laitteiden tuottamiseen ja valmistukseen. Titaniumseosten tuotantoon ja valmisteluun sisältyy metallurgia, paineenkäsittely, komposiittimateriaalit ja kemianteollisuus, ja se tunnustetaan korkean teknologian tuotteeksi maailmassa. Titanium- ja titaaniseokset ovat asteittain tulossa siviilikuluttajakentälle ilmailu-, ilmailu- ja puolustusteollisuudesta. Kuten lääketieteen ja terveysteollisuuden implantit, lääketieteelliset laitteet; Urheilu- ja vapaa -ajan teollisuus, titaani -golfkerhot ja titaani -silmälasikehykset, titaanikellot, titaanipyörät ja muut tuotteet, titaaniprosessointimateriaalien kysyntä kasvaa. Bioteknologian ja suurten läpimurtojen voimakkaan kehityksen myötä biolääketieteelliset metallimateriaalit ja tuoteteollisuus kehittyy maailmantalouden pilariteollisuudeksi. Niiden joukossa titaani ja sen seokset, joilla on kevyt, matala joustavuus, ei-myrkyllinen, ei-magneettinen, korroosionkestävyys, korkea lujuus, hyvä sitkeys ja muu erinomainen kattava suorituskyky, viime vuosina nopean ja tasaisen kasvun kysyntä. Samanaikaisesti, kun titaaniseokset alkavat päästä ortopedian ja muiden uusien potentiaalisten markkinoiden kysynnän kentälle, titaaniseosten markkinoiden tulevaisuus näyttää nopeammalta kasvulta.
1 lääketieteellisen titaaniseoksen tutkimus
1.1 Lääketieteellisen titaaniseoksen luokittelu
Titaniumseokset voidaan jakaa 3 luokkaan materiaalin mikrorakenteen tyypin mukaan: -tyyppinen, + - tyyppi ja -tyyppinen titaaniseokset.
1.2 Lääketieteellisen titaaniseoksen kehityssuuntaus
Kirjallisuustutkimuksessa havaittiin, että kotimaiset ja ulkomaiset tutkijat ja tutkijat ovat yhtä mieltä siitä, että lääketieteellisten titaaniseosten kehitys on käynyt läpi kolme ikonista vaihetta, ensimmäistä vaihetta edustavat Pure Titanium ja Ti -6 al -4 V -seos; Toista vaihetta edustaa uusi + seos ti -5 a 1-2. 5fe, ti -6 a 1-7 nb; Kolmas vaihe on + seosten kehitys, jolla on parempi biologinen yhteensopivuus ja alempi elastinen moduuli; Kolmas vaihe on kehittää + seos, jolla on parempi biologinen yhteensopivuus ja alempi elastinen moduuli. ja alempi elastinen moduuli -titaniumseokset. Ihanteellisten biolääketieteellisten titaaniseosmateriaalien on täytettävä seuraavat olosuhteet: hyvä biologisen yhteensopivuus, joustavuuden alhainen moduuli, matala tiheys, hyvä korroosionkestävyys, myrkyttömyys, korkea satolujuus, pitkä väsymysikä, suuri plastisuus huoneenlämpötilassa, helppo muodostaa, helppo valu. Implanttimateriaaleissa laajasti käytettyjä tärkeitä seoksia ovat ti -6 a 1-4 V ja ti -6 a 1-4 Veli. Kirjallisuudessa on ilmoitettu, että V -elementti voi aiheuttaa pahanlaatuista kudosreaktiota, jolla voi olla myrkyllisiä sivuvaikutuksia ihmiskehoon, ja AL voi aiheuttaa osteoporoosia ja mielenterveyden häiriöitä ja muita häiriöitä; Tämän ongelman ratkaisemiseksi nykyiset biomateriaalit tutkijat ovat sitoutuneet tutkimaan ja tutkimaan uusia biolääketieteellisiä titaaniseoksia, jotka eivät sisällä V ja Al. Tämän ongelman ratkaisemiseksi nykyiset biomateriaalit tutkijat ovat sitoutuneet tutkimaan ja tutkimaan uusia biomateriaaleja, jotka eivät sisällä V, al titaaniseoksia lääketieteelliseen käyttöön, ja ennen on välttämätöntä selvittää, millaiset seostuselementit sopivat lisäämään sekä myrkyllisiä että bio tietoisia. On havaittu, että titaaniseokset, jotka sisältävät myrkyttömiä elementtejä, kuten molybdeeniä, niobiumia, tantalumia, zirkoniumia jne. implanttina.
2 titaaniseoksen levitys
2.1 Titaniumseoksen lääketieteellinen perusta
Titanium- ja titaaniseosten käytön edut ihmisimplantteina ovat pääasiassa: (1) tiheys (20 astetta)=4. 5G\/cm3, kevyt. Ihmiskehoon istutettu: ihmiskehon kuormituksen vähentäminen lääketieteellisenä laitteena: vähentää lääketieteellisen henkilöstön käyttökuormaa. (2) Alhainen joustavuusmoduuli, puhdas titaani on 108 500 mpa, istutettu kehoon: lähempänä ihmiskehon luonnollista luua, joka edustaa luunsiirtoa, vähentää luun stressin suojaava vaikutus implanttiin. (3) Ei-magneettinen, johon ei vaikuta sähkömagneettiset kentät ja ukkosmyrskyt, mikä on suotuisa ihmiskehon turvallisuudelle käytön jälkeen. (4) myrkyttömyys, myrkylliset sivuvaikutukset ihmiskehoon implanttina. (5) Korroosioresistenssi (bio-inertti metallimateriaalit), erinomainen korroosioresistenssi ihmisen veren upotuksen ympäristössä, varmistaakseen hyvän yhteensopivuuden ihmisen veren ja solukudosten kanssa, koska implantit eivät tuota ihmisen kontaminaatiota, allergisia reaktioita ei tapahdu, mikä on perusta titaanin ja titaaniseos-olosuhteiden soveltamiselle. (6) Korkea lujuus, hyvä sitkeys trauman, kasvaimien ja muiden luun johtavien tekijöiden, nivelvaurioiden vuoksi vankan luun tuen määrittämiseksi on käytettävä kaarevien levyjen, ruuvien, keinotekoisen luun ja nivelten jne. Apulla, nämä implantit tulisi jättää pitkään kehon, jolloin ihmisen kehon taivutus, kiertäminen, suulakevaltaisuus, lihaksen supistuminen ja muut roolit.
2.2 Titanium seoksen lääketieteellinen kenttä ja ortopedinen kenttä
Markkinatilanne titaaniseosten, titaanilajikkeiden ja hintojen vähentämisen kehityksen kanssa titaanin soveltaminen siviiliteollisuudelle on lisääntynyt eksponentiaalisesti.CFDA: n jaetaan kolmeen lääkinnällisen laitteen luokkaan korkeasta matalasta, ja vastaavasti kolmen hallituksen valvonta- ja johtamisen ja titaani-arvoisten alloosiluokka-implanttien ja korkean luokan ja korkean arvon luokan ja korkean luokan. Subsegmentin markkinaosuus yli 5%: n alateollisuudesta, mukaan lukien in vitro -diagnostiikka, sydämen, diagnostinen kuvantaminen, ortopedia, oftalmologia, ortopedia kuusi suurta segmenttiä. Niistä in vitro -diagnostiikka, ortopedia ja sydämen interventio on Kiinan nopeimmin kasvava arvoarvo. Biolääketieteellisen titaanin ja sen seosten käyttö on käynyt läpi kolme maamerkkivaihetta: 1950 -luvun alkupuolella varhainen levitys, ensin Yhdistyneessä kuningaskunnassa ja Yhdysvalloissa, kaupallisesti puhdasta titaania käytettiin luuslevyjen, ruuvien, intramedullaaristen kynsien ja lonkkaosien valmistukseen. Sveitsin Mathys käytti myös ti -6 A 1-7 NB-seosta laajentamattomien intramedullaaristen naulausjärjestelmien (mukaan lukien tibia, olkara, reisiluun) ja onttoruuvit reisiluun kaulan murtumien hoitamiseksi. Huokoinen Ni-ti (PNT) -lejeeromateriaalin valmistus Kohdunkaulan, lannerangan fuusio (Cage) Kanada Biorthex Company kehitti huokoisen Ni-ti-seoksen patentoidun materiaalin actiporeoren gammavalmistuksen kohdunkaulan, lannerangan välisen fuusion käytön ortopediseen selkärangan vauriohoitoon. Uuden beeta -titaaniseos voi ottaa huomioon ortopedian, hammaslääketieteen ja vaskulaarisen intervention sekä edistyneiden materiaalien muut käytön ortopedisen lääkinnällisen laiteteollisuuden osuuden yli 9% globaalin lääketieteellisten laitteiden markkinaosuudesta, ja se on edelleen nopeaa kasvua. Ortopedisten lääkinnällisten laitteiden markkinat on jaettu neljään pääsegmenttiin, nivel, selkäranka ja muut. Niiden joukossa trauma on ainoa segmentti, jota ulkomaiset yritykset eivät ole miehittäneet merkittävän markkinaosuuden, lähinnä siksi, että tämän alan tuotteet ovat matalan teknologian, helppo jäljitellä, vähemmän vaikeaa käyttää, ja monia toisen ja kolmannen tason sairaaloita voidaan suorittaa, joten ulkomaisia yrityksiä ei voida täysin peittää. Trauma -tuotteet voidaan jakaa sisäisiin kiinnitys- ja ulkoisiin kiinnityslaitteisiin, sisäisiin kiinnitysvammantuotteisiin, mukaan lukien intramedullaariset kynnet, levyt ja ruuvit jne. Vuonna 2012 trauma oli 34% kotimaisista ortopedisista markkinoista, 28% nivelistä, 20% selkärangasta ja 18% toisesta. Suuret nivelet ovat huippuluokan lääkinnällisiä laitteita, joilla on korkeat tekniset esteet. Tällä hetkellä valtavirran sairaalat tuovat pääasiassa ortopedisia materiaaleja, ja kotimaisten ja tuontituotteiden välillä on edelleen aukko tekniikan, suunnittelun, tutkimuksen ja kehityksen, materiaalien ja pintakäsittelyprosessin suhteen. Keinotekoiset nivelet luokitellaan pääasiassa keinotekoisiin polveen, lonkkaan, kyynärpäähän, olkapäähän, sormeen ja varpaiden niveliin jne., Joista tärkeimpiä nivelkorvauksia ovat lonkka- ja polvenvelet, jotka yhdessä muodostavat yli 95% maailmanlaajuisista nivelkorvausmarkkinoista. Selkärangan implanttilaitteisiin kuuluvat rintakehän selkärangan kynsilevyjärjestelmä, kohdunkaulan selkärangan kynsilevyjärjestelmä ja fuusiojärjestelmä jne., Joista nikamien fuusiojärjestelmää käytetään pääasiassa nikamien levyn korvaamisen hoidossa, mikä on myös tärkein segmentti, joka vastaa noin puolet koko selkärangan implanttimarkkinoista.
3 Päätelmä
Titanium seoksen ylivoimainen suorituskyky on saavuttanut johtavan asemansa lääketieteen alalla. Titaniumseosten materiaalisuunnittelu- ja valmistustekniikka on kehittynyt nopeasti bioteknologian läpimurtojen ja lääketieteellisten sovellusten suuren kysynnän kanssa. Tällä hetkellä tuotetut lääketieteelliset titaaniseokset ovat pääosin + tyyppisiä titaaniseoksia. Valmistusprosessin kannalta TC4: n (TC4eli) tuotanto on tällä hetkellä päämarkkinaosuus. -tyyppisistä titaaniseoksista on tullut uusien lääketieteellisten titaaniseosten tutkimuspiste bioyhteensopivuuden ja mekaanisen yhteensopivuuden etujen vuoksi, mikä on lääketieteellisten implanttien lupaavin tekniikka. Jatkossa titaaniseosten tuotantotekniikkaa tulisi kehittää matalan moduulin, suuren lujuuden, hyvän biologisen yhteensopivuuden ja mekaanisen yhteensopivuuden suuntaan. Kehityssuuntauksesta -tyyppisestä titaaniseoksesta tulee tulevaisuuden kehityssuunta ja lääketieteellisten titaaniseosmarkkinoiden valtavirta.
