Materiály zliatiny titánu pre biomedicínske aplikácie sú triedou funkčných konštrukčných materiálov používaných v biomedicínskom inžinierstve, špeciálne na výrobu a výrobu chirurgických implantátov a ortopedických zariadení. Výroba a príprava zliatin titánu zahŕňa metalurgiu, tlakové spracovanie, kompozitné materiály a chemický priemysel a je uznávané ako špičkový produkt na svete. Zliatiny titánu a titánu postupne vstupujú do civilného spotrebiteľského poľa z leteckého, leteckého a obranného priemyslu. Ako sú implantáty v lekárskom a zdravotníckom priemysle, lekárske vybavenie; Športový a voľný čas, golfové kluby titánu a titánové okuliare, titánové hodinky, titánové bicykle a ďalšie výrobky, zvyšuje sa dopyt po materiáloch na spracovanie titánu. S energickým rozvojom biotechnológie a veľkých prielomov sa priemysel biomedicínskych kovov a výrobkov vyvinie v pilierový priemysel svetového hospodárstva. Medzi nimi titán a jeho zliatiny s ľahkou hmotnosťou, nízkym modulom elasticity, netoxickým, nemagnetickým, odolným voči korózii, vysokou silou, dobrou húževnatosťou a ďalším vynikajúcim komplexným výkonom, v posledných rokoch dopyt po rýchlom a stabilnom raste. Zároveň, keď sa zliatiny titánu začnú vstupovať do oblasti ortopédie a iného nového potenciálneho dopytu na trhu, bude trh s budúcnosťou zliatin z titánových zliatin.
1 Výskum pokrok v zliatine lekárskeho titánu
1.1 Klasifikácia lekárskeho zliatiny titánu
Zliatiny titánu možno rozdeliť do 3 kategórií podľa typu mikroštruktúry materiálu: -type, + - typu a -type titánové zliatiny.
1.2 Vývojový trend zliatiny lekárskeho titánu
Výskum literatúry zistil, že domáci a zahraniční vedci a vedci súhlasia s tým, že vývoj lekárskych zliatin titánu prešiel tromi ikonickými stupňami, prvá fáza predstavuje čistý titán a ti -6 al -4 v zliatiny; Druhá fáza je reprezentovaná novou + zliatinou s ti -5 a 1-2. 5fe, ti -6 a 1-7 nb; Treťou fázou je vývoj + zliatiny s lepšou biokompatibilitou a nižším elastickým modulom; Treťou fázou je rozvoj zliatiny + s lepšou biokompatibilitou a nižším elastickým modulom. a nižší elastický modul -zliatiny Titanium. Ideálne materiály z zliatiny biomedicínskeho titánu musia spĺňať nasledujúce podmienky: dobrá biokompatibilita, nízky modul pružnosti, nízka hustota, dobrá odolnosť proti korózii, netoxicita, vysoká pevnosť výťažku, dlhá únavová životnosť, veľká plasticita pri teplote miestnosti, ľahké vytvorenie, ľahké obsadenie. Dôležité zliatiny, ktoré sa široko používajú v implantátových materiáloch, sú ti -6 a 1-4 v a ti -6 a {1-4 veli. V literatúre sa uvádza, že v prvku môže spôsobiť malígnu reakciu tkaniva, ktorá môže mať toxické vedľajšie účinky na ľudské telo a Al môže spôsobiť osteoporózu a duševné poruchy a iné poruchy; Aby sa tento problém vyriešil, súčasní vedci z biomateriálov sa zaviazali skúmať a skúmať nové zliatiny biomedicínskeho titánu, ktoré neobsahujú V a Al. Aby sa tento problém vyriešil, súčasní vedci biomateriálov sa zaviazali skúmať a skúmať nové biomateriály, ktoré neobsahujú V, Al titánové zliatiny na lekárske použitie, a predtým je potrebné zistiť, aký druh zliatinových prvkov je vhodný na pridanie netoxických aj biokompatibilných. Zistilo sa, že zliatiny titánu obsahujúce netoxické prvky, ako sú molybdén, niobium, tantalu, zirkón atď., Obsahujú vyšší obsah stabilizačných prvkov a v porovnaní s + titánovými zliatinami, majú nižší modul elasticity (E {{} ~ 80 GPA), ako aj lepší strih a tvrdý modul, ktorý je v prípade, že je v prípade potreby viac, za ktorý je viac na human ako implantát.
2 Aplikácia zliatiny titánu
2.1 Lekársky základ zliatiny titánu
Výhody použitia zliatin titánu a titánu ako ľudských implantátov sú hlavne: (1) hustota (20 stupňov)=4. 5g\/cm3, ľahká. Implantované do ľudského tela: zníženie zaťaženia ľudského tela ako zdravotnícke zariadenie: znížiť prevádzkové zaťaženie zdravotníckych pracovníkov. (2) Nízky modul elasticity, čistý titán je 108 500 mPa, implantovaný do tela: bližšie k prírodnej kosti ľudského tela, ktoré vedie k štepovaniu kostí, aby sa znížil účinok tienenia kosti stresu na implantát. (3) nemagnetické, neovplyvnené elektromagnetickými poľami a búrkami, ktoré sú priaznivé pre bezpečnosť ľudského tela po použití. (4) Non toxicita, žiadne toxické vedľajšie účinky na ľudské telo ako implantát. (5) Odolnosť proti korózii (kovové materiály z biologického inertu), vynikajúca odolnosť proti korózii v prostredí ľudskej krvi, aby sa zabezpečila dobrá kompatibilita s ľudskými krvami a bunkovými tkanivami, pretože implantáty nevyvolávajú ľudskú kontamináciu, alergické reakcie sa nevyskytujú, čo je základ pre aplikáciu titánových a titánových priliehajúcich podmienok. (6) Vysoká pevnosť, dobrá húževnatosť v dôsledku traumy, nádorov a iných faktorov vedúcich k poškodeniu kostí, kĺbov, aby sa vytvorila pevná podpora kostí, sa musí použiť s pomocou zakrivených dosiek, skrutiek, umelých kostí a kĺbov atď.
2.2 Lekárske pole a ortopedické pole titány a ortopedické pole
Situácia na trhu s rozvojom zliatin titánu, odrôd titánu a zníženia cien, uplatňovanie titánu v občianskom priemysle sa zvýšilo exponenciálne. CFDA sa rozdelí do troch tried zdravotníckych pomôcok podľa ich bezpečnosti od vysokej až nízkej triedy a tromi úrovňami vládneho dohľadu a riadeniami, a to tromi triedami, a pre triedne poistné poistenie. Podiel na trhu subsegmentu viac ako 5% subindustry, vrátane diagnostiky in vitro, srdcového, diagnostického zobrazovania, ortopédie, oftalmológie, ortopédie šiestich hlavných segmentov. Medzi nimi je diagnostika in vitro, ortopédia a srdcový zásah najrýchlejšie rastúcim vysoko hodnotným spotrebným materiálom v Číne. Aplikácia biomedicínskeho titánu a jeho zliatiny prešla tromi pamiatkami: skoré uplatňovanie začiatkom 50. rokov 20. storočia, najprv v Spojenom kráľovstve a Spojených štátoch, sa komerčne čistý titán použil na výrobu kostných platní, skrutiek, intramedulárnych klincov a bedrových kĺbov. Švajčiarski Mathys tiež použili na výrobu nevýrazných intramedulárnych klincových systémov (vrátane holennej kosti, huméru, huméru, stehennej kosti) a dutých skrutiek na spracovanie lomových frakcií krku klinčekov. Porézne Ni-Ti (PNT) zliatinová výroba bioaktívneho materiálu krčka maternice, bedrová interbody fusion (Cage) Kanada Biorthex Company vyvinula použitie porézneho patentovaného materiálu Ni-Ti patentovaného materiálu Actiporeore Gamma Cornical, Lumbar Interbody Fusion na ortopedickú liečbu miechy. Nová zliatina beta titánu môže brať do úvahy ortopédiá, stomatológiu a vaskulárne intervencie a iné použitie pokročilých materiálov ortopedických zdravotníckych pomôcok predstavuje viac ako 9% podielu na globálnom trhu zdravotníckych pomôcok a stále je v rýchlom raste. Trh ortopedických zdravotníckych pomôcok je rozdelený do štyroch hlavných trauma, kĺbov, chrbtice a ďalších. Medzi nimi je trauma jediným segmentom, ktorý nezúčastnil zahraničné spoločnosti, ktoré zaberajú hlavný podiel na trhu, najmä preto, že výrobky v tejto oblasti sú nízko-technológie, ľahko sa napodobňujú, menej ťažko prevádzkujú a mnoho nemocníc druhej a tretej úrovne je možné vykonávať, takže zahraničné spoločnosti nemôžu byť úplne pokryté. Výrobky traumy sa dajú rozdeliť na interné fixačné a externé fixačné zariadenia, produkty na traumatizáciu internej fixácie vrátane intramedulárnych klincov, tanierov a skrutiek atď. Veľké kĺby sú špičkové zdravotnícke pomôcky s vysokými technickými prekážkami. V súčasnosti bežné nemocnice dovážajú hlavne ortopedické materiály a medzi domácimi a dovážanými výrobkami stále existuje priepasť, pokiaľ ide o technológiu, dizajn, výskum a vývoj, materiály a proces povrchového spracovania. Umelé kĺby sa rozdeľujú hlavne do umelých kĺbov kolena, bedra, lakťa, ramien, prstov a špičiek atď., Ktoré najdôležitejšie kĺbové výmeny zahŕňajú bedrové a kolenné kĺby, ktoré spolu predstavujú viac ako 95% globálneho trhu s nahradením kĺbov. Medzi zariadenia na miechové implantáty patrí systém nechtových platničiek chrbtice torakolumbárnej chrbtice, systém nechtov na krčnej chrbtici a systém fúzie atď., Ktorý systém medzistavcových fúznych systémov sa používa hlavne pri liečbe intervertebrálnej výmeny diskov, čo je tiež najdôležitejším segmentom, ktorý predstavuje asi polovicu celého trhu s implantátmi miechy.
3 Záver
Vynikajúci výkon zliatiny titánu dosiahol svoju vedúcu pozíciu v oblasti lekárskej oblasti. Technológia materiálu a prípravy zliatin titánu sa rýchlo vyvinula s prielomom v biotechnológii a veľkým dopytom po lekárskych aplikáciách. V súčasnosti vyrobené zliatiny lekárskeho titánu sú hlavne + zliatiny titánu typu. Z hľadiska prípravného procesu v súčasnosti zaberá výroba TC4 (TC4ELI) hlavný podiel na trhu. -Titánové zliatiny typu sa stali výskumným hotspotom nových zliatin na lekárske titány kvôli ich výhodám v biokompatibilite a mechanickej kompatibilite, ktorá je najsľubnejšou technológiou v oblasti lekárskych implantátov. V budúcnosti by sa mala výrobná technológia zliatin titánu vyvíjať v smere nízkeho modulu, vysokej sily, dobrej biokompatibility a mechanickej kompatibility. Z vývojového trendu sa titánová zliatina typu stane budúcim smerom vývoja a hlavným prúdom trhu s lekárskym zliatinovým zliatinou.
