A titánötvözet -alapanyagok az orvosbiológiai alkalmazásokhoz az orvosbiológiai mérnöki munka során használt funkcionális szerkezeti anyagok, különös tekintettel a műtéti implantátumok és ortopédiai eszközök előállítására és gyártására. A titánötvözetek előállítása és előkészítése magában foglalja a kohászat, a nyomásfeldolgozást, a kompozit anyagokat és a vegyiparokat, és a világ csúcstechnológiájú termékeként elismerik. A titán- és titánötvözetek fokozatosan belépnek a polgári fogyasztói területre az űrhajózási, a repülés és a védelmi iparból. Például implantátumok az orvosi és egészségügyi iparban, orvosi berendezésekben; A sport- és szabadidős ipar, a titán golfklubok és a titán szemüveg keretek, a titánórák, a titán kerékpárok és más termékek, a titánfeldolgozó anyagok iránti kereslet növekszik. A biotechnológia és a jelentős áttörések erőteljes fejlesztésével az orvosbiológiai fémanyagok és a termékek iparának a világgazdaság oszlopiparává válik. Közülük a titán és az ötvözetek könnyű súlyú, alacsony rugalmassági modulussal, nem mérgező, nem mágneses, korrózióállósággal, nagy szilárdsággal, jó keménységgel és egyéb kiváló átfogó teljesítménygel, az utóbbi években a gyors és állandó növekedés iránti igény. Ugyanakkor, mivel a titánötvözetek elkezdenek belépni az ortopédia és más új potenciális piaci kereslet területére, a titánötvözetek piacának jövője gyorsabban jelenik meg.
1 Az orvosi titán ötvözet kutatási előrehaladása
1.1 Az orvosi titán ötvözet osztályozása
A titánötvözetek 3 kategóriába sorolhatók az anyag mikroszerkezetének típusa alapján: -Type, + - típusú és -típus -titánötvözetek.
1.2 Az orvosi titánötvözet fejlesztési trendje
Az irodalmi kutatások azt mutatták, hogy a hazai és külföldi kutatók és tudósok egyetértenek abban, hogy az orvosi titánötvözetek fejlesztése három ikonikus szakaszon ment keresztül, az első stádiumot tiszta titán és ti -6 al -4 V ötvözi; A második szakaszot az új + ötvözet képviseli ti -5 a 1-2. 5fe, ti -6 a 1-7 nb; A harmadik szakasz a jobb biokompatibilitással és az alacsonyabb elasztikus modulussal rendelkező + ötvözetek fejlesztése; A harmadik szakasz a + ötvözet fejlesztése jobb biokompatibilitással és alacsonyabb elasztikus modulussal. és alsó elasztikus modulus -titán ötvözetek. Az ideális orvosbiológiai titánötvözet anyagoknak meg kell felelniük a következő feltételeknek: jó biokompatibilitás, alacsony rugalmassági modulus, alacsony sűrűség, jó korrózióállóság, nem toxicitás, nagy hozamszilárdság, hosszú fáradtság élettartama, nagy plaszticitás szobahőmérsékleten, könnyen formálható, könnyű öntés. Az implantátum anyagokban széles körben alkalmazott fontos ötvözetek ti -6 a 1-4 v és ti {-6 a 1-4 VELi. Az irodalomban beszámoltak arról, hogy a V elem rosszindulatú szöveti reakciót okozhat, amelynek mérgező mellékhatásai lehetnek az emberi testre, és az Al osteoporózist, mentális rendellenességeket és más rendellenességeket okozhat; A probléma megoldása érdekében a jelenlegi biológiai anyagok a tudósok elkötelezettek az új orvosbiológiai titánötvözetek feltárása és kutatása mellett, amelyek nem tartalmazzák a V -t és az Al -t. A probléma megoldása érdekében a jelenlegi biológiai anyagok a tudósok elkötelezettek az új biológiai anyagok feltárása és kutatása mellett, amelyek nem tartalmaznak V, az Al titán ötvözeteket orvosi felhasználásra, és ezt megelőzően ki kell találni, hogy milyen ötvözet elemek alkalmasak mind nem toxikus, mind biokompatibilis hozzáadására. Megállapítást nyert, hogy a nem mérgező elemeket tartalmazó titánötvözetek, például a molibdén, a niobium, a tantalum, a cirkónium stb. Tartalmúak a stabilizáló elemek nagyobb tartalmát, és összehasonlítják a + titán ötvözetekkel, alacsonyabb rugalmassági modulusokkal és erősséggel rendelkeznek, és ez a jobb shear tulajdonságok, és ez a jobb, amely több, amely több, mint az önmag implantátum.
2 A titánötvözet alkalmazása
2.1 A titánötvözet orvosi alapja
A titán- és titánötvözetek emberi implantátumként történő felhasználásának előnyei elsősorban: (1) sűrűség (20 fok)=4. 5G\/cm3, könnyű. Beültetve az emberi testbe: az emberi testterhelés csökkentése érdekében, mint orvostechnikai eszköz: az orvosi személyzet működési terhelésének csökkentése. (2) Az alacsony rugalmassági modulus, a tiszta titán 108 500 mPa, a testbe beültetve: közelebb az emberi test természetes csontjához, elősegítő a csontok oltásához, hogy csökkentse a csont stressz -pajzsát az implantátumra. (3) Nem mágneses, nem befolyásolja az elektromágneses mezők és zivatarok, ami kedvező az emberi test biztonságához használat után. (4) Nem toxicitás, nincs mérgező mellékhatás az emberi testre, mint implantátumra. (5) Korróziós rezisztencia (bio-inert fém anyagok), kiváló korrózióállóság az emberi vér merítésének környezetében, az emberi vérrel és a sejtszövetekkel való jó kompatibilitás biztosítása érdekében, mivel az implantátumok nem okoznak emberi szennyeződést, allergiás reakciók nem fordulnak elő, ami a titán és a titán ötvözet feltételeinek alapja. (6) Nagy szilárdság, jó szilárdság, trauma, daganatok és más csontokhoz vezető tényezők miatt, az ízületi károsodásokhoz, a szilárd csontok támogatásának megállapítása érdekében, ívelt lemezek, csavarok, mesterséges csontok és ízületek stb. Segítségével kell használni, ezeket az implantátumokat hosszú ideig kell hagyni a testben, a nagyságrenddel, a szorongással és a szilárdsággal.
2.2 Titán ötvözet orvosi és ortopédiai mező
Piaci helyzet a titánötvözetek, a titánfajták fejlesztésével és az árcsökkentéssel a titán alkalmazása a polgári iparban exponenciálisan megnövekedett. A CFDA-t három orvosi eszközosztályra osztják, a biztonságuk szerint a magas és az alacsony szintű, a magas szintű, és a magas szintű fogyasztáshoz, valamint a magas szintű fogyasztáshoz, valamint a magas szintű fogyasztáshoz, valamint a Titanium és Titanium ötvözethez tartozó anyagokhoz tartoznak. Az al-iparág több mint 5% -ának alszegmens piaci részesedése, ideértve az in vitro diagnosztikát, a szív, a diagnosztikai képalkotást, az ortopédia, a szemészet, az ortopédia hat fő szegmensét. Közülük az in vitro diagnosztika, az ortopédia és a szív beavatkozása a leggyorsabban növekvő nagy értékű fogyóeszközök Kínában. Az orvosbiológiai titán és ötvözeteinek alkalmazása három mérföldkő szakaszon ment keresztül: az 1950 -es évek elején, az Egyesült Királyságban és az Egyesült Államokban, a kereskedelemben tiszta titán korai alkalmazását használták csontlemezek, csavarok, intramedullary körmök és csípőízületek előállításához. A svájci Mathys ti -6 A 1-7 NB ötvözetet is használt a nem kibővített intramedullary körömlemez (beleértve a sípcsont, a combcsont) és az üreges csavarok gyártásához a combcsont nyaki törések kezelésére. Porózus Ni-Ti (PNT) ötvözet bioaktív anyaggyártás méhnyak, ágyéki Interbody Fusion (Cage) Kanada BiortHex Company kifejlesztette a porózus Ni-Ti ötvözet szabadalmaztatott anyagának Actiporeore gamma-gyártó méhnyakgyártási, lumbális internetes fúziójának felhasználását ortopédiai sérülések kezelésére. Az új béta -titánötvözet figyelembe veheti az ortopédia, a fogászat és az érrendszeri beavatkozást, valamint a fejlett anyagok egyéb felhasználásait, az ortopédiai orvosi eszközök iparának a globális orvostechnikai eszközök piaci részesedésének több mint 9% -át tette ki, és továbbra is gyors növekedésben van. Az ortopédiai orvostechnikai eszközök piacát négy fő szegmens trauma, ízületi, gerinc és más részre osztják. Közülük a trauma az egyetlen szegmens, amelyet a külföldi vállalatok nem foglaltak el, hogy elfoglalják a fő piaci részesedést, főleg azért, mert az ezen a területen lévő termékek alacsony technológiájúak, könnyen utánozhatók, kevésbé nehéz működtetni, és sok második és harmadik szintű kórházat lehet végrehajtani, így a külföldi vállalatok nem fedezhetők teljesen. A trauma termékeket fel lehet osztani belső rögzítő és külső rögzítő eszközökre, belső rögzítési traumákra, beleértve az intrameduláris körömeket, lemezeket és csavarokat stb., 2012 -ben a trauma a hazai ortopédiai piac 34% -át, az ízületek 28% -át, a gerinc 20% -át és a másik 18% -át tette ki. A nagy ízületek csúcsminőségű orvostechnikai eszközök, magas technikai akadályokkal. Jelenleg a mainstream kórházak elsősorban ortopédiai anyagokat importálnak, és továbbra is különbség van a hazai és az importált termékek között a technológia, a tervezés, a kutatás és a fejlesztés, az anyagok és a felületkezelési folyamat szempontjából. A mesterséges ízületeket elsősorban a mesterséges térd, a csípő, a könyök, a váll, az ujj és a lábujj illesztései stb. Kategóriába sorolják, amelyek közül a legfontosabb ízületi pótlások a csípő- és térdízületek, amelyek együttesen a globális közös helyettesítő piac több mint 95% -át teszik ki. A gerinc implantátumkészülékei között szerepel a torakolumbár gerinc körömlemez rendszere, a nyaki gerinc körömlemez rendszer és a fúziós rendszer stb., Amelyek közül az intervertebrális fúziós rendszert elsősorban a csigolyák közötti tárcsás cseréjéhez használják, amely szintén a legfontosabb szegmens, amely a teljes gerinc implantátum piacának körülbelül felére számít.
3 Következtetés
A titánötvözet kiváló teljesítménye elérte vezető helyzetét az orvosi területen. A titánötvözetek anyagtervezési és előkészítő technológiája gyorsan fejlődött a biotechnológia áttöréseivel és az orvosi alkalmazások iránti nagy igényekkel. A jelenleg előállított orvosi titánötvözetek elsősorban + típusú titánötvözetek. Az előkészítési folyamat szempontjából a TC4 (TC4ELI) előállítása jelenleg a fő piaci részesedést foglalja el. -Type titánötvözetekké váltak az új orvosi titánötvözetek kutatási hotspotjává, a biokompatibilitás és a mechanikai kompatibilitás előnyei miatt, amely az orvosi implantátumok területén a legígéretesebb technológia. A jövőben a titánötvözetek termelési technológiáját alacsony modulus, nagy szilárdság, jó biokompatibilitás és mechanikai kompatibilitás irányába kell fejleszteni. A fejlesztési tendencia alapján az -Type titánötvözet a jövőbeli fejlesztési iránygá és az orvosi titánötvözet piacának mainstreamjévé válik.
