Lífeðlisfræðileg títan málmblöndur efni og forrit
Lífeðlisfræðileg títan álefni vísa sérstaklega til tegundar hagnýtra byggingarefna sem notuð eru í lífeðlisfræði, sérstaklega til framleiðslu og framleiðslu á skurðaðgerðarígræðslum og bæklunartækjum. Framleiðsla og undirbúningur vinnsluefna úr títanblendi nær til málmvinnslu, þrýstivinnslu, samsettra efna og efnaiðnaðar og er viðurkennd hátæknivara í heiminum. Títan og títan málmblöndur hafa smám saman farið inn á sviði borgaralegrar neyslu frá sviðum geimferða, flugs og landvarna. Vörur eins og ígræðslur og lækningatæki í lækninga- og heilsuiðnaðinum; títan golfkylfur í íþrótta- og tómstundaiðnaðinum, svo og títangleraugu, títanúr, títanhjól og aðrar vörur, eykst eftirspurnin eftir títanunnum efnum stöðugt. Með kröftugri þróun og byltingum líftækni mun líflæknisfræðileg málmefni og afurðaiðnaður þróast í stoð iðnaður hagkerfis heimsins. Meðal þeirra hefur títan og málmblöndur þess upplifað hraðan og stöðugan vöxt í eftirspurn á undanförnum árum vegna framúrskarandi alhliða eiginleika þeirra eins og léttur, lítill teygjanlegur stuðull, óeitrað og ekki segulmagnaðir, tæringarþol, hár styrkur og góð seigja. Á sama tíma, þegar títan málmblöndur byrja að komast inn í lýtalækningar og önnur svið, koma fram nýjar mögulegar kröfur á markaði og títan málmblöndur markaðurinn mun vaxa hraðar í framtíðinni.
Rannsóknarframfarir á læknisfræðilegum títan málmblöndur
1.1 Flokkun lækninga títan málmblöndur
Títan málmblöndur má skipta í þrjá flokka eftir gerð efnis örbyggingar: α gerð, α+β gerð og β gerð títan ál.
1.2 Þróunarþróun læknatítanblendis
Eftir bókmenntarannsóknir kom í ljós að viðeigandi vísindamenn heima og erlendis telja einróma að þróun læknisfræðileg títan málmblöndur hefur gengið í gegnum þrjú helgimyndastig. Fyrsta stigið er táknað með hreinu títan og Ti-6Al-4V álfelgur; annað stigið er táknað með Ti New α+β málmblöndur táknað með -5A1-2.5Fe og Ti-6A1-7Nb; þriðja stigið er aðalstig þróunar og þróunar β-títan málmblöndur með betri lífsamrýmanleika og lægri teygjanleika. Tilvalið líflæknisfræðileg títan álefni verður að uppfylla eftirfarandi skilyrði: gott lífsamrýmanleika, lítill teygjanleiki, lítill þéttleiki, góðir tæringareiginleikar, óeitruð, hár uppskeruþol, langur þreytuþol og mikil mýkt við stofuhita. , auðvelt að móta, auðvelt að steypa o.s.frv. Mikilvægu málmblöndurnar sem hafa verið mikið notaðar í ígræðsluefni eru Ti-6A1-4V og Ti-6A1-4VELI. Það eru skýrslur í bókmenntum að V frumefni geti valdið illkynja viðbrögðum í vefjum og geti haft eitraðar aukaverkanir á mannslíkamann, en Al getur valdið beinþynningu og geðröskunum. Til að leysa þetta vandamál hafa lífefnafræðingar nú skuldbundið sig til að kanna og rannsaka V-frjáls, ný líflæknisfræðileg títan málmblöndur frá Al, áður en það er nauðsynlegt að reikna út hvers konar málmblöndur er hentugur til að bæta við sem eru bæði óeitruð og lífsamrýmanleg. . Rannsóknir hafa komist að því að β-títan málmblöndur sem innihalda óeitruð frumefni eins og mólýbden, níóbíum, tantal og sirkon innihalda hærra innihald β-stöðugleika þátta og hafa lægri teygjustuðul (E=55~ 80GPa) og betri klippafköst og hörku, það er hentugra fyrir ígræðslu í mannslíkamann sem ígræðslu.
Notkun títan málmblöndur
2.1 Læknisfræðileg grundvöllur títan málmblöndur
Helstu kostir þess að nota títan og títan málmblöndur sem ígræðslu fyrir menn eru: (1) Þéttleiki (20°C) = 4.5g/cm3 og léttur. Ígrædd í mannslíkamann: draga úr álagi á mannslíkamann; sem lækningatæki: draga úr rekstrarálagi á heilbrigðisstarfsfólk. (2) Teygjustuðullinn er lágur og hreint títan er 108500MPa. Þegar það er ígrædd í mannslíkamann: það er nær náttúrulegu beini mannslíkamans, sem stuðlar að beinígræðslu og dregur úr streituvörnandi áhrifum beinsins á vefjalyfið. (3) Ekki segulmagnaðir, ekki fyrir áhrifum af rafsegulsviðum og þrumuveðri, sem er gagnlegt fyrir öryggi manna eftir notkun. (4) Það er ekki eitrað og hefur engin eitruð eða aukaverkanir á mannslíkamann sem ígræðslu. (5) Tæringarþol (líffræðilega óvirkt málmefni). Það hefur framúrskarandi tæringarþol í dýfingarumhverfi mannsblóðs og tryggir góða samhæfni við mannsblóð og frumuvef. Sem vefjalyf framleiðir það ekki mengun manna og er ekki skaðlegt mannslíkamanum. Ofnæmisviðbrögð munu eiga sér stað, sem er grundvallarskilyrði fyrir notkun títan og títan málmblöndur. (6) Hár styrkur og góð seigja. Bein- og liðskemmdir vegna áverka, æxla og annarra þátta. Til að koma á stöðugum beinpallum þarf að nota bogaplötur, skrúfur, gervibein, liðamót o.s.frv. Þessar ígræðslur verða að vera á sínum stað í langan tíma. mannslíkaminn verður fyrir beygju, snúningi, kreistingu, vöðvasamdrætti og öðrum áhrifum mannslíkamans, sem krefst þess að ígræðslur hafi mikinn styrk og seigleika.
2.2 Læknis- og bæklunarsvið títan málmblöndur
Markaðsástand Með þróun títan málmblöndur, aukningu á afbrigðum títanefnis og lækkun á verði, hefur notkun títan í borgaralegum iðnaði tvöfaldast. CFDA skiptir lækningatækjum í þrjú stig í samræmi við öryggi þeirra frá háu til lágu, og þau eru undir eftirliti og stjórnað af þremur stjórnsýslustigum í sömu röð. Ígræðslur úr títan og títan álefni tilheyra þriðja flokki lækningatækja og eru verðmætar rekstrarvörur. Undirgeirarnir sem standa fyrir meira en 5% af markaðnum eru sex helstu þættir: in vitro greiningar, hjartalækningar, myndgreiningar, bæklunarlækningar, augnlækningar og lýtalækningar. Meðal þeirra eru in vitro greiningar, bæklunarlækningar og hjartaíhlutun ört vaxandi hágæða rekstrarvörur í Kína. Notkun lífeðlisfræðilegs títan og málmblöndur þess hefur gengið í gegnum þrjú helgimyndastig: Upphafleg notkun Snemma á fimmta áratugnum, fyrst í Bretlandi og Bandaríkjunum, var hreint títan notað í atvinnuskyni til að framleiða beinplötur, skrúfur, nagla í mjöðg og mjöðm. liðum. Svissneska fyrirtækið Mathys notar einnig Ti-6A1-7Nb málmblöndur til að framleiða óstækkað læsandi naglakerfi (þar á meðal sköflungs, humerus og lærlegg) og holar skrúfur til meðhöndlunar á beinbrotum í lærleggshálsi. Porous Ni-Ti (PNT) lífvirkt efni er notað til að framleiða legháls- og lendarhryggjarsamrunabúr (Cage). Kanadíska BIORTHEX fyrirtækið hefur þróað samrunabúr fyrir legháls og mjóhrygg úr gljúpu Ni-Ti álfelgur einkaleyfisbundnu efni ACTIPORE G til meðferðar á bæklunarskaða á mænu. Nýja beta títan málmblönduna er hægt að nota sem háþróað efni í margvíslegum tilgangi eins og bæklunarlækningum, tannlækningum og æðaíhlutun. Bæklunarlækningatækjaiðnaðurinn stendur fyrir 9% af markaðshlutdeild lækningatækja á heimsvísu og er enn í örum vexti. Markaður fyrir bæklunarlækningatæki er fyrst og fremst skipt upp í fjögur svið: áverka, liðamót, hrygg og fleira. Þar á meðal eru áföll eini hlutinn sem nú er ekki með stóra markaðshlutdeild sem erlend fyrirtæki hafa. Aðalástæðan er sú að vörurnar á þessu sviði hafa lítið tæknilegt innihald, auðvelt er að líkja eftir þeim og minna erfiðar í notkun. Hægt er að framkvæma þær á mörgum sjúkrahúsum á öðru og þriðja stigi og erlend fyrirtæki geta ekki staðið undir þeim að fullu. Áfallavörur má skipta í innri festingar og ytri festingartæki. Áverkavörur fyrir innri festingu eru meðal annars naglar í merg, beinplötur, skrúfur osfrv. Árið 2012 voru áföll 34% af innlendum bæklunarmarkaði, liðir 28%, hryggur 20% og aðrir. 18%. Stórir liðir eru hágæða lækningatæki með háar tæknilegar hindranir. Sem stendur nota almennir sjúkrahús aðallega innflutt bæklunarefni. Enn er bil á milli innlendra og innfluttra vara hvað varðar tækni, hönnun, rannsóknir og þróun, efni, yfirborðsmeðferð o.fl. Gerviliðir skiptast aðallega í gervihné, mjaðmir, olnboga, axlir, fingra- og tálið osfrv. Meðal þeirra eru mikilvægustu liðskiptin mjaðmaliðir og hnéliðir, sem samanlagt eru meira en 95% af alþjóðlegum liðskiptamarkaði. Hryggjaígræðslutæki eru meðal annars brjósthols-nöglaplötukerfi, naglaplötukerfi í hálshrygg og samrunabúrakerfi, þar á meðal er millihryggjabúrkerfið aðallega notað til meðferðar á millihryggjardiskum og er einnig mikilvægasti hluti, sem stendur fyrir um það bil allan mænuígræðslumarkaðinn. .
Niðurstaða
Yfirburðir eiginleikar títan málmblöndur hafa stuðlað að leiðandi stöðu þess á læknisfræðilegu sviði. Efnishönnun og undirbúningstækni títan málmblöndur hefur þróast hratt með byltingum í líftækni og mikilli eftirspurn eftir lækningatækjum. The læknisfræðileg títan málmblöndur sem nú eru framleidd eru aðallega α+β gerð títan málmblöndur. Frá sjónarhóli undirbúningstækni er framleiðsla á TC4 (TC4ELI) nú aðal markaðshlutdeildin. β-gerð títan málmblöndur hefur ákveðna kosti í lífsamhæfi og vélrænni eindrægni, þannig að það hefur orðið rannsóknarreitur fyrir nýjar læknisfræðilegar títan málmblöndur og er mögulegasta tæknin á sviði læknisfræðilegra ígræðslu. Í framtíðinni ætti framleiðslutækni títan málmblöndur að þróast í átt að lágum stuðli, miklum styrk, góðu lífsamhæfi og vélrænni eindrægni. Frá sjónarhóli þróunarþróunar mun títan málmblöndur af β-gerð verða framtíðarþróunarstefnan og meginstraumur læknisfræðilegs títan málmblöndurmarkaðar.
