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Medizinische Titanlegierungs Teile

Product Item: Medizinische Titanlegierungs Teile
Category: titan
Medizinische Titanlegierungen werden bei der Herstellung von Titanlegierungen verwendet, die in medizinischen Vorrichtungen, Prothesen oder künstlichen Organen implantiert sind, und Hilfs-Behandlungsvorrichtungen im menschlichen Körper.

  • PRODUCT DETAIL
Medizinische Titanlegierungen werden bei der Herstellung von Titanlegierungen verwendet, die in medizinischen Vorrichtungen, Prothesen oder künstlichen Organen implantiert sind, und Hilfs-Behandlungsvorrichtungen im menschlichen Körper.
Es gibt hauptsächlich Titan 6 Aluminium 4 Vanadium, Titan 5 Aluminium 2,5 Zinn und andere Legierungen.
Sie haben eine hohe spezifische Festigkeit, mechanische Eigenschaften in der Nähe von menschlichen Knochen und eine viel bessere Festigkeit als reines Titan. Sie haben auch Eigenschaften wie Ermüdungsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und hervorragende Biokompatibilität.
Weit verbreitet in verschiedenen künstlichen künstlichen Knochen, Knochen-Fixierung Geräte, künstliche Zähne, Zahneinlagen, feste Brücken und so weiter.

1. Warum werden Titan oder Titanlegierungen als menschliche Implantate bevorzugt?
Als biomedizinisches Funktionsmaterial sind Metallwerkstoffe ein wichtiger Zweig der Materialwissenschaften und werden seit mehr als 400 Jahren in der Geschichte menschlicher Implantate verwendet.
Zu Beginn des Vereinigten Königreichs wurden reine Goldplatten zur Reparatur von Schädeln und Zahnersatz verwendet, und anschließend wurden festsitzende gebrochene Verbindungen aus Silber, Eisen, Eisendraht und Legierungen auf Eisenbasis verwendet.
Nach 1930 verwendeten das Vereinigte Königreich und die Vereinigten Staaten eine kobaltbasierte Legierung als menschliches Implantat. Während des Zweiten Weltkriegs verwendeten Länder wie das Vereinigte Königreich, die Vereinigten Staaten und Japan große Mengen an rostfreiem Stahl als menschliche Implantate.

Edelstahl wird in den menschlichen Körper implantiert und Menschen, die gegen Nickel allergisch sind, können 316L oder 317L nicht implantieren.
In den frühen 1950er Jahren, mit der Entwicklung der Edelmetallindustrie, wurden Titan und Niob und Zirkonium in den so behandelten und wie gegossenen Staaten als menschliche Implantate für klinische Versuche verwendet.

Anwendungsstatus und Entwicklungstrend der Titanlegierung im medizinischen Bereich
Titan ist ein wichtiges Strukturmetall, das in den 1950er Jahren entwickelt wurde. Titanlegierungen werden aufgrund ihrer hohen spezifischen Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und hohen Wärmebeständigkeit auf verschiedenen Gebieten weit verbreitet verwendet. Viele Länder der Welt haben die Bedeutung von Niob-Legierungsmaterialien erkannt, haben sie erforscht und entwickelt und sind praktisch angewendet worden.
Die erste praktische Titanlegierung ist die Ti-6Al-4V-Legierung, die 1954 in den Vereinigten Staaten entwickelt wurde. Aufgrund ihrer guten Wärmebeständigkeit, Festigkeit, Plastizität, Zähigkeit, Formbarkeit, Schweißbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität wurde sie zu einer Trumpflegierung in der Titanlegierungsindustrie. Der Einsatz dieser Legierung macht 75% bis 85% aller Titanlegierungen aus. Viele andere Titanlegierungen können als eine Modifikation der Ti-6Al-4V-Legierung betrachtet werden.

Von den 1950er bis in die 1960er Jahre war es hauptsächlich die Entwicklung von Hochtemperatur-Titanlegierungen für Flugzeugtriebwerke und strukturelle Titanlegierungen für den Körper. In den 1970er Jahren wurden eine Reihe von korrosionsbeständigen Titanlegierungen entwickelt. Seit den 1980er Jahren wurden korrosionsbeständige Titanlegierungen und hochfeste Titanlegierungen weiterentwickelt. Die Gebrauchstemperatur von hitzebeständigen Titanlegierungen ist in den 1990er Jahren von 400 ° C in den 50ern auf 600-650 ° C gestiegen. Die Anwesenheit von Legierungen auf der Basis von A2 (Ti3Al) und r (TiAl) hat dazu geführt, dass Titan vom kalten Ende des Motors (Lüfter und Kompressor) zum heißen Ende (Turbine) des Motors an der Verwendungsstelle des Motors getrieben wird Motor. Strukturelle Titanlegierungen entwickeln sich zu hoher Festigkeit, hoher Plastizität, hoher Festigkeit, hoher Zähigkeit, hohem Modul und hoher Schadenstoleranz.


Zusätzlich haben sich seit den 1970ern Formgedächtnislegierungen wie Ti-Ni, Ti-Ni-Fe und Ti-Ni-Nb herausgebildet und wurden zunehmend in technischen Anwendungen verwendet.
Titanlegierungen können in vier Klassen eingeteilt werden: α-, α + β-, β-Typ-Legierungen und Titan-Aluminium-Intermetallverbindungen (TixAl, wobei x = 1). Titanimplantate sind spezielle funktionelle Materialien, die eng mit dem menschlichen Leben und der Gesundheit verbunden sind. Im Vergleich zu anderen metallischen Werkstoffen gibt es sechs Hauptvorteile bei der Verwendung von Titan und Titanlegierungen:
1. geringes Gewicht
Die Dichte von Titan und Titanlegierungen beträgt 4,5 g / cm³ bei 20ºC, was nur 56% von rostfreiem Stahl ist. Die Implantation in den menschlichen Körper hat die Belastung des menschlichen Körpers stark reduziert und als medizinische Vorrichtung auch die Arbeitsbelastung des medizinischen Personals reduziert.
2. Der niedrige Elastizitätsmodul
Titan und Titanlegierungen haben einen niedrigen Elastizitätsmodul, und reines Titan beträgt 10.850 kgf / mm², was nur 53% derjenigen von rostfreiem Stahl entspricht. Die Implantation im menschlichen Körper ist näher am natürlichen Knochen des menschlichen Körpers, was für das Knochentransplantat von Vorteil ist. Es kann die Stressabschirmungswirkung von Knochen auf Implantate reduzieren.
3 nicht magnetisch
Titan und Titanlegierungen sind nichtmagnetische Metalle und werden nicht durch elektromagnetische Felder und Gewitter beeinträchtigt, was für die Sicherheit des Menschen nach dem Gebrauch von Vorteil ist.
4 ungiftig
Titan und Titanlegierungen sind ungiftig und haben keine toxischen Nebenwirkungen auf den menschlichen Körper als Implantat.
5. Korrosionsbeständigkeit
Titan und Titanlegierungen sind als bioinerte Metallmaterialien bekannt und weisen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in menschlichen Bluteinweichungsumgebungen auf, wodurch eine gute Kompatibilität mit menschlichem Blut und Zellgewebe sichergestellt wird. Da das Implantat keine menschliche Kontamination verursacht, tritt keine allergische Reaktion auf, was die Grundbedingung für die Anwendung von Titan und Titanlegierungen ist.
Eine anodische Oxidationsbehandlung wird auf die Oberfläche von Titan und Titanlegierungen für menschliche Implantate angewendet, um die Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Beständigkeit gegen zyklische Ermüdung von Implantaten unter menschlichen Bedingungen zu verbessern. Es löst auch das Problem der Auflösung von Metallionen in hohem Maße und verbessert die Kompatibilität von Implantaten. Auch als verschiedene Spezifikationen von Produkten identifiziert werden, um den chirurgischen Eingriff zu erleichtern.


6. Hohe Festigkeit und gute Zähigkeit
Aufgrund von Verletzungen, Tumoren und anderen Faktoren, die Knochen- und Gelenkschäden verursachen, ist es zur Erzielung einer stabilen Knochenunterstützung notwendig, auf Bogenplatten, Schrauben, künstliche Knochen und Gelenke usw. zu vertrauen. Diese Implantate verbleiben im menschlichen Körper für eine lange Zeitperiode und unterliegen Biegung, Verdrehen, Zusammendrücken, Muskelkontraktion und dergleichen. Die Implantate müssen eine hohe Festigkeit und Zähigkeit aufweisen. Forschung und klinische Beispiele haben gezeigt, dass reines Titan in Bereichen verwendet werden kann, in denen der menschliche Körper unter Stress steht, und Ti-6Al-4V-Legierung kann an Orten verwendet werden, an denen der menschliche Körper unter Stress steht, was die Anforderungen des Menschen voll erfüllen kann Implantate.

Die relevanten Forschungen in der Welt und eine große Anzahl von klinischen Behandlungsbeispielen erkennen die Tiefe und Breite von Titan und Titanlegierungen als die idealsten humanen Implantatmetallmaterialien bis heute an. Ist heute die medizinische Industrie als eine chirurgische Nachfolge der Edelstahl, Kobalt-basierte Legierungen der dritten Generation von Metall. Die Vorteile von medizinischen Titan- und Titanlegierungsmaterialien wurden von der medizinischen Gemeinschaft erkannt und von immer mehr Patienten akzeptiert.
Gegenwärtig wird die extensive Verwendung von Ti-6Al-4v-ELI-Legierungen im medizinischen Bereich eine sehr kleine Menge an Vanadium- und Aluminiumionen ausscheiden, wodurch ihre Anpassungsfähigkeit an Zellen verringert wird und möglicherweise der menschliche Körper geschädigt wird. Dieses Problem hat lange medizinische Aufmerksamkeit erregt. In den USA wurden bereits Mitte der 1980er Jahre aluminiumfreie, vanadiumfreie, biokompatible Titanlegierungen für den Einsatz in der Orthopädie entwickelt.
Auch Japan und das Vereinigte Königreich haben in diesem Bereich viel geforscht und neue Fortschritte erzielt. Zum Beispiel hat Japan eine Reihe von α + β-Titanlegierungen mit ausgezeichneter Biokompatibilität entwickelt, einschließlich Ti-15Zr-4Nb_4ta-0,2Pd, Ti-15Zr-4Nb-aTa-0,2Pd-0,20 ~ 0,05N, Ti-15Sn. -4Nb-2Ta-0,2Pd und Ti-15Sn-4nb-2Ta-0,2Pd-0,20, diese Legierungen sind Ti-6Al-4v ELI in Korrosionsfestigkeit, Dauerfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit überlegen.
Im Vergleich zu α + β-Titanlegierungen weisen β-Titanlegierungen eine höhere Festigkeit, bessere Kerbeigenschaften und Zähigkeit auf und sind besser zur Implantation in den menschlichen Körper als Implantate geeignet. In den Vereinigten Staaten wurden im medizinischen Bereich fünf Beta-Titan-Legierungen vorgeschlagen, nämlich TMZFTM (TI-12Mo-Zr-2Fe), Ti-13Nb-13Zr, Timetal 21SRx (TI-15Mo-2,5Nb-0,2Si). Tiadyne 1610 (Ti-16Nb-9.5Hf) und Ti-15Mo.

Titanlegierungen für die Herstellung von medizinischen Geräten, Prothesen oder künstlichen Organen und Hilfsbehandlungsvorrichtungen, die in den menschlichen Körper implantiert sind. Es gibt hauptsächlich Titan 6 Aluminium 4 Vanadium, Titan 5 Aluminium 2,5 Zinn, ELI Titan 6 Aluminium 4 Vanadium und andere Legierungen. Sie haben eine hohe spezifische Festigkeit, mechanische Eigenschaften in der Nähe von menschlichen Knochen und eine viel bessere Festigkeit als reines Titan. Sie haben auch Eigenschaften wie Ermüdungsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und hervorragende Biokompatibilität.


Der Körper produziert keinen Titanausschluss
Zuallererst wird das meiste Metall mit Sauerstoff in der Luft arbeiten. Dieses Phänomen ist Oxidation, der Rost des Sprichworts. Kupfer produziert kupfergrün. Eisen produziert Rost und so weiter.
Titan ist sehr instabil, wenn es extrem hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Es ergreift Elektronen überall, ergreift Elektronen und gleicht sich aus, stabilisiert sich dann. Titan bei Raumtemperatur ist extrem stabil und rauben andere nicht von ihrer eigenen Elektronik oder Elektronen werden weggenommen. Im Allgemeinen beginnt Titan zu destabilisieren, wenn es 600 Grad Celsius überschreitet.
Wegen seiner sehr stabilen Natur ist Titan chemisch nicht leicht mit Substanzen im Körper zu verändern, wenn es auf den menschlichen Körper aufgetragen wird und nicht durch saure Substanzen im Körper korrodiert wird.
Die Eigenschaften von Titan selbst sind gut, aber nicht perfekt. Daher können wir sehen, dass Titan kein reines Titan ist, sondern Verbindungen. Nur Verbindungen können stabil bei Raumtemperatur existieren und sich nicht leicht verändern.
Die künstlichen Gelenke, Knochennägel, Skalpelle und Liposuktionskanülen, die in den menschlichen Körper eingedrungen sind, bestehen alle aus Titanlegierungen.

Bei den verflüssigten Titan- und Titancarbiden, die derzeit auf dem Markt sind, handelt es sich um Mischungen, nicht um reines Titan. Wenn Titan mit verschiedenen Dingen kombiniert wird, zeigt es unterschiedliche Eigenschaften.
So weit bekannt ist, nur die verflüssigte Titan- und Titancarbid-Produktion: Titanhalsbänder, Titan-Germanium-Armbänder, Titanhalsketten und andere Produkte haben die Aufgabe, die Gesundheit des Körpers anzupassen. Die allgemeinen Titanprodukte haben diese Funktion nicht.

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