Titan i legure implantati

Video: Video obrada keramičkih turbina lopaticom alat SAD Kennametal

Sa stajališta kemijske i biološke kompatibilnosti elektrokemijskog titana je pogodan metal za proizvodnju ortopedskih implantata.

Titan je otkrivena 1794. godine, dobio je ime po grčkom Titanium. Ovaj obojenih metala srebro, vatrostalni, izdržljiva plastika, je deveti najobilniji element u Zemljinoj kori. Glavni oblici njegovog manifestiranja u prirodi su TiO2 rutil i ilmenit FeO.TiO2. U kemijskoj DI stola 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 visoku čvrstoću omjer težine, što ga čini atraktivnim prilikom stvaranja pluća u odnosu na čelične konstrukcije u. Vrlo otporan zbog formiranja sloj oksida. U prirodi, titanovog oksida - kristalne krutine s točkom taljenja od 1678 do 1850 ° C Vrelište je 3260 ° C, U usporedbi s drugim metalima koji se koriste kao implantati u medicini, titan ima niz prednosti (Thull 1992, 1996. Gronowicz et al ,. 2000):

Video: Ruski Tehnologije - "sanjati" titana

• visoka biokompatibilnost;
• dobra otpornost na koroziju;
• bioinertia;
• nemagnetskog;
• niska toplinska provodljivost;
• niska koeficijent linearne ekspanzije
• gotovo bez toksičnosti;
• relativno manji u odnosu na čelik, specifične težine.

U mnogim aspektima imaju slična svojstva Ta, ZR i NB. No, njihove rezerve u svijetu je mnogo puta manji od titana, a time i troškovi njihovih proizvoda je vrlo visoka.

Titan ima nekoliko izoformi: &beta - oblik Ti ima veličinu kubičnih rešetku od 32,8 LMW &a - faza titan predstavljen heksagonalne kristalne strukture, koja pri 883 ° C podliježe allotropic prijelaz BCC &beta - oblik. Zanimljivo je da je šesterokutna &a - titan faza ima dimenzije blizu HA (glavni mineral komponenta koštanog matriksa). Tako, ako je Ti-kristalnih osi u rešetku: A = 29,5 nm i c = 4,68 nm, HA na slikama, respektivno, su 20 i 5 nm (Ulumbekova et al., 1997). Možda takva konstrukcija omogućuje titan implantat koji sadrži dio &a - faza dovoljno brzo da se integriraju s koštanog tkiva koje se javlja u roku od jedne do dvije godine nakon uvođenja titana implantata u tijelo (Thull, 1990).

Titanijevog kada uzme u mehaničkih naprezanja, korozije i kloridnih iona djelomično biorazgradivi i difundira u okolna tkiva. Valja napomenuti da su toksični učinci ili s senzibilizacije, za razliku od cirkonij i željezo-krom legure, čak i na dovoljno visokoj razini sadržaja metala u tkivu obično događa (Ikarashi i sur., 1996. Mu i sur., 2000) ,

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

Titan implantati su sposobni formirati sloj oksida i spadaju u druge generacije implantata. Oni su aktivno koriste u medicini, prije 25-30 godina.

Kada stavite titan implantata u biološkom okruženju na njegovoj površini su složeni procesi, uključujući i dva glavna mogu identificirati - oksidacija i hidrataciju.

Teoretski titan hidratacije može proći kroz njegova prodiranja u atomskoj rešetke atomske vodika da se formira mono- ili divalentnih hidrida. Međutim, ova metoda je vjerojatno zbog konkurencije s atomima kisika koji tvore oksida slojeve dovoljno brzo. Moguće je da taj proces je složeniji način kako bi se dobilo film, titan oksida, titan dioksida (rutil i anataznom) i TiH2. Takva višefazni struktura sa stalnom tijeku proces biorazgradnje, čini složeni dinamički sustav koji je dosljedan u mnogim pogledima sa stajalištima KV Shishokin (1963) i ND Tomasheva (1985).

S jedne strane, vodikovi ioni uništiti titana, zajedno s drugim - kisikom titan oksid koji se štiti iz procesa. Pri razvoju Ti implantati treba uzeti u obzir činjenicu da je debljina oksida Film će u velikoj mjeri ograničiti otpornost na koroziju metala. Sa stajališta elektrokemije i biomehani titan oksida debljine od oko 50 nm je optimalno za zaštitu.

Empirijski, to potvrđuju i ASTM podacima, u pripremi koji, međutim, nije bio korišten više mehanički nego biološkom pristupu. Međutim, ta načela obično vrijedi i može se koristiti u medicini.

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


AV Karpov VP Shakhov
Vanjski sustav fiksacija i regulatorni mehanizmi optimalno biomehanika

Video: Ultrazvučno lemljenje I100-3 / 5