Titana i njegovih legura implantati

Video: Video obrada keramičkih turbina lopaticom alat US Kennametal

Sa stanovišta kemijske i elektrokemijske biokompatibilnost titana je preferirani metala za proizvodnju ortopedskih implantata.

Titan je otkrivena 1794. godine i dobio ime od grčke Titanium. Ovaj obojenih metala srebro, vatrostalne, izdržljive plastike, je deveti element po rasprostranjenosti u Zemljinoj kori. Glavni oblici njenog ispoljavanja u prirodi su TiO2 rutil i ilmenit FeO.TiO2. U hemijskim DI sto Mendeljejev titan zauzima 22. mjesto, ima MM 43.90 D.

Priprema titana u količinama dovoljnim za industrijsku upotrebu, počela je nakon procesa razvoja u Kroll 1936 g. Titan ima visoke čvrstoće na omjer težine, što ga čini atraktivnim prilikom kreiranja pluća u odnosu na čelične konstrukcije. Vrlo otporan zbog formiranja oksidnog sloja. U prirodi, titan oksid - kristalna čvrsta sa topljenja 1678-1850 ° C. Tačke ključanja je 3260 ° C. U poređenju sa drugim metalima koristiti kao implantati u medicini, titan ima niz prednosti (Thull 1992. godine, 1996- Gronowicz i dr ,. 2000):

Video: Ruski tehnologije - "sanjati" u titan

• visoke biokompatibilnosti;
• dobra otpornost na koroziju;
• bioinertia;
• nemagnetna;
• niske toplotne provodljivosti;
• nizak koeficijent linearnog širenja;
• praktično bez toksičnosti;
• relativno manji u odnosu na čelik, specifične težine.

U mnogim aspektima imaju slične osobine Ta, Zr i Nb. Ali njihov rezerve u svijetu je mnogo puta manji nego Ti, a time i troškovi njihovih proizvoda je vrlo visoka.

Titan ima brojne izoforme: &beta - oblik Ti ima kubnih veličine rešetke 32,8 LMW &alfa - faza titan predstavljen je heksagonalne kristalne strukture, koja je u 883 ° C prolazi alotropskih prelazak na BCC &beta - obliku. Zanimljivo je da je šesterokutna &alfa - faza titan ima dimenzije blizu HA (glavni mineralna komponenta matrice kostiju). Prema tome, ako Ti-kristal osi u rešetke su: A = 29,5 nm i c = 4.68 nm, HA u brojkama, odnosno, je 20 i 5 nm (Ulumbekova et al., 1997). Možda takva struktura omogućava titan implantat, koji sadrži frakcije &alfa - faza dovoljno brzo da se integrira u koštano tkivo koji se javlja u roku od jedne do dvije godine nakon uvođenja titan implantata u organizmu (Thull, 1990).

Titan kada se unosi pod mehaničkih naprezanja, korozije i kloridnih iona djelomično biorazgradivi i raspršuje u okolno tkivo. Treba napomenuti da se obično javlja toksične efekte ili uz senzibilizaciju, za razliku od cirkonijuma i željezo-krom legure, čak i na dovoljno visokom nivou sadržaja metala u tkivima (Ikarashi et al., 1996.-Mu et al., 2000) .

Međutim, u razvoju implantata treba imati na umu da Ti ima sposobnost da akumulira u kostima.

Titan implantata su sposobni za formiranje oksida sloja i pripadaju generaciji implantata drugi. Oni su aktivno koristi u medicini, prije oko 25-30 godina.

Kad stavite titana implantat u biološkom okruženju na njegovoj površini su složeni procesi, uključujući i dva glavna se mogu identificirati - oksidaciju i hidrataciju.

Teoretski titan hidratacije može proći kroz svoj prodor u atomske rešetke atoma vodika da se formira mono- ili dvovalentne hidrida. Međutim, ova metoda je vjerojatno zbog konkurencije sa atomima kisika koje čine slojevi oksida dovoljno brzo. Moguće je da je ovaj proces složeniji način da se formira film titan oksid, titan dioksid (rutil i anatas) i TiH2. Takva polifaznih strukturu sa stalno tekući proces biorazgradnje, formira složenih dinamičkih sistema, što je u skladu u mnogim aspektima sa pogledom KV Shishokin (1963) i ND Tomasheva (1985).

S jedne strane, ione vodika uništiti titan, s druge - oblici kisika titan oksida koji ga štiti od procesa. Kada se razvijaju Ti implantata treba uzeti u obzir činjenicu da će debljina oksidnog filma u velikoj mjeri ograničavaju otpornosti na koroziju metala. Sa stanovišta elektrohemije i biomehanike titana oksida debljine oko 50 nm je optimalno za njegovu zaštitu.

Empirijski, to potvrđuje ASTM podacima, u pripremi koja je, međutim, koristi više mehanički nego biološki pristup. Međutim, ovi principi su uglavnom važi i može se koristiti u praksi medicine.

Kada koristite deblji sloj oksida, ona postaje krhka, lako oštetiti mehaničkog djelovanja i nije pogodan za medicinske implantate.


AV Karpov VP Shakhov
Vanjski sistem fiksacija i regulatornih mehanizama optimalno biomehanike

Video: Ultrazvučni lemljenja I100-3 / 5