Aplicacion y Desarrollo de Aleacion de Titanio en Materiales Biomedicos
Palabras clave: Aleación médica de titanio, productos de dispositivos médicos de aleación de titanio, accesorios médicos de aleación de titanio, piezas quirúrgicas de aleación de titanio implantadas, procesamiento de piezas de aleación de titanio de medicina china
Los materiales de aleación de titanio biomédicos se conocen específicamente como una clase de materiales estructurales funcionales para ingeniería biomédica, en particular para la producción y fabricación de implantes quirúrgicos y productos de instrumentos ortopédicos. Los dispositivos médicos de aleación de titanio, como las articulaciones artificiales, los implantes dentales y las endoprótesis vasculares se utilizan para el diagnóstico clínico, el tratamiento, la reparación, el reemplazo de tejidos u órganos humanos o la mejora de la función de los tejidos u órganos humanos, y sus efectos son irremplazables. La investigación en materiales de aleación médica de titanio involucra materiales, física, química, biología, medicina y microscopía electrónica avanzada y análisis bioquímico. Sus intereses de investigación incluyen: sistemas de diseño y evaluación de aleaciones para materiales metálicos médicos. Procesamiento del material: tejido: la relación de rendimiento coincide con la compatibilidad de los tejidos blandos y duros del cuerpo humano, así como con la modificación de la superficie del material (biocompatibilidad, biofuncionalidad, bioactividad, resistencia a la abrasión, resistencia a la corrosión, etc.). Y la ley de interacción entre la matriz material y la superficie (interfaz).
Los materiales de aleación de titanio se pueden clasificar como "materiales metálicos" en "materiales de implantes quirúrgicos" según los estándares profesionales para implantes quirúrgicos e instrumentos ortopédicos. Los materiales de aleación de titanio se pueden usar como cardiovascular en implantes quirúrgicos inactivos, implantes quirúrgicos activos e instrumentos ortopédicos. Materiales de procesamiento utilizados para implantar productos tales como huesos y articulaciones, huesos y articulaciones, columna vertebral, instrumentos ortopédicos, marcapasos y desfibriladores, implantes cocleares y neuroestimuladores. Las características básicas de los materiales biomédicos de aleación de titanio se muestran en la Tabla 1 [2]. Las aleaciones biomédicas de titanio se pueden clasificar en tres tipos según el tipo de microestructura del material: tipo α, tipo α + β y aleación de titanio tipo β.
Las aleaciones biomédicas de titanio se mecanizan en estructuras tridimensionales de orificio abierto. Promueve la adhesión, la diferenciación y el crecimiento de tejido óseo nuevo en el cuerpo, así como el transporte de agua y nutrientes. Al ajustar la porosidad, su densidad, fuerza y módulo de Young se pueden combinar con el hueso natural. Como resultado, los implantes quirúrgicos y el tejido óseo se integran finalmente en un material compuesto en particular, lo que aumenta la estabilidad y la efectividad a largo plazo de los implantes quirúrgicos. Por lo tanto, el titanio poroso y las aleaciones de titanio se consideran los implantes biomédicos más atractivos en la actualidad, y también son el foco del desarrollo futuro. En 2003, el profesor J.P. Li, de los Países Bajos, realizó un implante dental de aleación de titanio de malla porosa utilizando el método de esponja porosa. Se ha encontrado que el titanio poroso que tiene un tamaño de poro de 100 a 500 µm es el más prometedor como material de implante dental ortopédico. Posteriormente, Exactech Company de los Estados Unidos obtuvo una superficie porosa con un diámetro de poro promedio de 152 µm y una porosidad de 35% en el extremo proximal del vástago de la junta mediante sinterización con perlas de titanio. También se preparó una superficie porosa que tiene un diámetro de poro de 250 a 450 µm y una relación de vacío del 61% mediante una técnica de pulverización porosa. En los últimos años, algunas nuevas tecnologías de procesamiento de titanio poroso han surgido a medida que los tiempos lo requieren, y han atraído la atención de las personas. Por ejemplo, la tecnología de formación de láser sólido (LSF) desarrollada desde la década de 1990 produjo con éxito Ti puro, iNi y TC4 porosos. Se prepararon materiales porosos con graduación funcional de CoCrMo / Ti6Al4V en aleaciones y en copas artificiales conjuntas. Huang Weidong, Laboratorio Estatal Clave de Tecnología de Solidificación, Northwestern Polytechnical University, China, está a la vanguardia de la investigación en este campo. De manera independiente, desarrolló equipos avanzados de formación y reparación estéreo por láser y, por primera vez, los comercializó en China. Yu Zhentao, un grupo de investigación del Instituto de Metales No Ferrosos del Noroeste, también obtuvo con éxito materiales de aleación de titanio poroso superficial por grabado con láser. Li Yanxiang, de la Universidad de Tsinghua, utilizó tecnología de solidificación direccional para preparar materiales metálicos de magnesio poroso orientados.
Por lo tanto, refuerce la cooperación efectiva y la cooperación estrecha entre las unidades de investigación de materiales biomédicos, fabricantes de dispositivos médicos e instituciones médicas para desarrollar aún más nuevos materiales de aleación médica de titanio de alta calidad. Fortalezca la optimización y actualización de los materiales de aleación de titanio médicos tradicionales y procure reducir el precio de los materiales de titanio médicos. Resuelve los diferentes grados de resistencia de los productos de reparación y reemplazo de tejidos blandos y duros del cuerpo humano, buena resistencia plástica, resistencia a la fatiga, rigidez y elasticidad, e implantes de aleación de titanio fisiológicamente compatibles. Tecnologías clave para el procesamiento y la fabricación de materiales de intervención y sus productos para dispositivos médicos. La localización tan pronto como sea posible y la creación de productos de marca nacional no solo beneficiarán al país, sino también a las personas.
Los materiales de aleación de titanio biomédicos se conocen específicamente como una clase de materiales estructurales funcionales para ingeniería biomédica, en particular para la producción y fabricación de implantes quirúrgicos y productos de instrumentos ortopédicos. Los dispositivos médicos de aleación de titanio, como las articulaciones artificiales, los implantes dentales y las endoprótesis vasculares se utilizan para el diagnóstico clínico, el tratamiento, la reparación, el reemplazo de tejidos u órganos humanos o la mejora de la función de los tejidos u órganos humanos, y sus efectos son irremplazables. La investigación en materiales de aleación médica de titanio involucra materiales, física, química, biología, medicina y microscopía electrónica avanzada y análisis bioquímico. Sus intereses de investigación incluyen: sistemas de diseño y evaluación de aleaciones para materiales metálicos médicos. Procesamiento del material: tejido: la relación de rendimiento coincide con la compatibilidad de los tejidos blandos y duros del cuerpo humano, así como con la modificación de la superficie del material (biocompatibilidad, biofuncionalidad, bioactividad, resistencia a la abrasión, resistencia a la corrosión, etc.). Y la ley de interacción entre la matriz material y la superficie (interfaz).
Los materiales de aleación de titanio se pueden clasificar como "materiales metálicos" en "materiales de implantes quirúrgicos" según los estándares profesionales para implantes quirúrgicos e instrumentos ortopédicos. Los materiales de aleación de titanio se pueden usar como cardiovascular en implantes quirúrgicos inactivos, implantes quirúrgicos activos e instrumentos ortopédicos. Materiales de procesamiento utilizados para implantar productos tales como huesos y articulaciones, huesos y articulaciones, columna vertebral, instrumentos ortopédicos, marcapasos y desfibriladores, implantes cocleares y neuroestimuladores. Las características básicas de los materiales biomédicos de aleación de titanio se muestran en la Tabla 1 [2]. Las aleaciones biomédicas de titanio se pueden clasificar en tres tipos según el tipo de microestructura del material: tipo α, tipo α + β y aleación de titanio tipo β.Las aleaciones biomédicas de titanio se mecanizan en estructuras tridimensionales de orificio abierto. Promueve la adhesión, la diferenciación y el crecimiento de tejido óseo nuevo en el cuerpo, así como el transporte de agua y nutrientes. Al ajustar la porosidad, su densidad, fuerza y módulo de Young se pueden combinar con el hueso natural. Como resultado, los implantes quirúrgicos y el tejido óseo se integran finalmente en un material compuesto en particular, lo que aumenta la estabilidad y la efectividad a largo plazo de los implantes quirúrgicos. Por lo tanto, el titanio poroso y las aleaciones de titanio se consideran los implantes biomédicos más atractivos en la actualidad, y también son el foco del desarrollo futuro. En 2003, el profesor J.P. Li, de los Países Bajos, realizó un implante dental de aleación de titanio de malla porosa utilizando el método de esponja porosa. Se ha encontrado que el titanio poroso que tiene un tamaño de poro de 100 a 500 µm es el más prometedor como material de implante dental ortopédico. Posteriormente, Exactech Company de los Estados Unidos obtuvo una superficie porosa con un diámetro de poro promedio de 152 µm y una porosidad de 35% en el extremo proximal del vástago de la junta mediante sinterización con perlas de titanio. También se preparó una superficie porosa que tiene un diámetro de poro de 250 a 450 µm y una relación de vacío del 61% mediante una técnica de pulverización porosa. En los últimos años, algunas nuevas tecnologías de procesamiento de titanio poroso han surgido a medida que los tiempos lo requieren, y han atraído la atención de las personas. Por ejemplo, la tecnología de formación de láser sólido (LSF) desarrollada desde la década de 1990 produjo con éxito Ti puro, iNi y TC4 porosos. Se prepararon materiales porosos con graduación funcional de CoCrMo / Ti6Al4V en aleaciones y en copas artificiales conjuntas. Huang Weidong, Laboratorio Estatal Clave de Tecnología de Solidificación, Northwestern Polytechnical University, China, está a la vanguardia de la investigación en este campo. De manera independiente, desarrolló equipos avanzados de formación y reparación estéreo por láser y, por primera vez, los comercializó en China. Yu Zhentao, un grupo de investigación del Instituto de Metales No Ferrosos del Noroeste, también obtuvo con éxito materiales de aleación de titanio poroso superficial por grabado con láser. Li Yanxiang, de la Universidad de Tsinghua, utilizó tecnología de solidificación direccional para preparar materiales metálicos de magnesio poroso orientados.
Los materiales biomédicos son una base material importante para la medicina clínica moderna. Es una de las fronteras y puntos calientes de la investigación material en el siglo XXI. Los materiales y productos biomédicos son también los productos de alta tecnología de mayor valor agregado desarrollados en los últimos 30 años. Se ha convertido en la nueva industria de pilares del mundo y en un nuevo punto de crecimiento económico.
Por lo tanto, refuerce la cooperación efectiva y la cooperación estrecha entre las unidades de investigación de materiales biomédicos, fabricantes de dispositivos médicos e instituciones médicas para desarrollar aún más nuevos materiales de aleación médica de titanio de alta calidad. Fortalezca la optimización y actualización de los materiales de aleación de titanio médicos tradicionales y procure reducir el precio de los materiales de titanio médicos. Resuelve los diferentes grados de resistencia de los productos de reparación y reemplazo de tejidos blandos y duros del cuerpo humano, buena resistencia plástica, resistencia a la fatiga, rigidez y elasticidad, e implantes de aleación de titanio fisiológicamente compatibles. Tecnologías clave para el procesamiento y la fabricación de materiales de intervención y sus productos para dispositivos médicos. La localización tan pronto como sea posible y la creación de productos de marca nacional no solo beneficiarán al país, sino también a las personas.
