Piezas de aleacion de titanio medica
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Las aleaciones médicas de titanio se utilizan en la fabricación de aleaciones de titanio implantadas en dispositivos médicos, prótesis u órganos artificiales y dispositivos de tratamiento auxiliar en el cuerpo humano.
Hay principalmente titanio 6 aluminio 4 vanadio, titanio 5 aluminio 2,5 estaño y otras aleaciones.
Tienen una alta resistencia específica, propiedades mecánicas cercanas a los huesos humanos y una resistencia mucho mejor que la del titanio puro. También tienen características tales como resistencia a la fatiga, resistencia a la corrosión y excelente biocompatibilidad.
Ampliamente utilizado en diversos huesos artificiales de articulaciones artificiales, dispositivos de fijación ósea, dientes artificiales, inserciones dentales, puentes fijos, etc.
¿Por qué se prefieren las aleaciones de titanio o titanio como implantes humanos?
Como material funcional biomédico, los materiales metálicos son una rama importante de la ciencia de los materiales y se han utilizado en la historia de los implantes humanos durante más de 400 años.
Al principio del Reino Unido, se utilizaron placas de oro puro para reparar cráneos y dentaduras, y posteriormente se fijaron juntas fracturadas de plata, hierro, alambre de hierro y aleaciones a base de hierro.
Después de 1930, el Reino Unido y los Estados Unidos usaron una aleación basada en cobalto como un implante humano. Durante la Segunda Guerra Mundial, países como el Reino Unido, los Estados Unidos y Japón utilizaron grandes cantidades de acero inoxidable como implantes humanos.
El acero inoxidable se implanta en el cuerpo humano y las personas que son alérgicas al níquel no pueden implantar 316L o 317L.
A principios de la década de 1950, con el desarrollo de la industria de metales raros, el titanio y el niobio y el zirconio en los estados as-processed y as-cast se utilizaron como implantes humanos para ensayos clínicos.
Estado de la aplicación y tendencia de desarrollo de la aleación de titanio en el campo de la medicina
El titanio es un metal estructural importante que se desarrolló en la década de 1950. Las aleaciones de titanio son ampliamente utilizadas en diversos campos debido a su alta resistencia específica, resistencia a la corrosión y alta resistencia al calor. Muchos países en el mundo han reconocido la importancia de los materiales de aleación de niobio, y han llevado a cabo investigación y desarrollo sobre ellos, y se han aplicado prácticamente.
La primera aleación práctica de titanio es la aleación Ti-6Al-4V desarrollada en los Estados Unidos en 1954. Debido a su buena resistencia al calor, resistencia, plasticidad, dureza, formabilidad, soldabilidad, resistencia a la corrosión y biocompatibilidad, se ha convertido en una aleación de triunfo en la industria de la aleación de titanio. El uso de esta aleación representa del 75% al 85% de todas las aleaciones de titanio. Muchas otras aleaciones de titanio se pueden considerar como una modificación de la aleación Ti-6Al-4V.
Desde la década de 1950 hasta la de 1960, fue principalmente el desarrollo de aleaciones de titanio de alta temperatura para motores de aviones y aleaciones estructurales de titanio para el cuerpo. En la década de 1970, se desarrollaron varias aleaciones de titanio resistentes a la corrosión. Desde la década de 1980, se han desarrollado aún más las aleaciones de titanio resistentes a la corrosión y las aleaciones de titanio de alta resistencia. La temperatura de uso de las aleaciones de titanio resistentes al calor ha aumentado de 400 ° C en los años 50 a 600-650 ° C en la década de 1990. La presencia de aleaciones A2 (Ti3Al) yr (TiAl) ha provocado que el titanio sea propulsado desde el extremo frío del motor (ventilador y compresor) hasta el extremo caliente (turbina) del motor en el punto de uso del motor. motor. Las aleaciones de titanio estructurales se desarrollan hacia alta resistencia, alta plasticidad, alta resistencia, alta tenacidad, alto módulo y alta tolerancia al daño.
Además, desde la década de 1970, las aleaciones con memoria de forma como Ti-Ni, Ti-Ni-Fe y Ti-Ni-Nb también han surgido y se han utilizado cada vez más en aplicaciones de ingeniería.
Las aleaciones de titanio se pueden clasificar en cuatro clases: aleaciones α, α + β, β y compuestos intermetálicos de titanio y aluminio (TixAl, donde x = 1). Los implantes humanos de titanio son materiales funcionales especiales estrechamente relacionados con la vida y la salud humanas. En comparación con otros materiales metálicos, existen seis ventajas principales de usar aleaciones de titanio y titanio:
1. peso ligero
La densidad de las aleaciones de titanio y titanio es de 4,5 g / cm3 a 20 ° C, que es solo el 56% de acero inoxidable. La implantación en el cuerpo humano ha reducido enormemente la carga del cuerpo humano y, como dispositivo médico, también ha reducido la carga de trabajo del personal médico.
2. El bajo módulo de elasticidad
Las aleaciones de titanio y titanio tienen un módulo elástico bajo y el titanio puro es de 10.850 kgf / mm2, que es solo el 53% del acero inoxidable. La implantación en el cuerpo humano está más cerca del hueso natural del cuerpo humano, lo cual es beneficioso para el injerto óseo y puede reducir el efecto protector del estrés sobre los implantes.
3 no magnético
Las aleaciones de titanio y titanio son metales no magnéticos y no se ven afectados por los campos electromagnéticos y las tormentas eléctricas, lo cual es beneficioso para la seguridad humana después del uso.
4 no tóxico
Las aleaciones de titanio y titanio no son tóxicas y no tienen efectos secundarios tóxicos en el cuerpo humano como un implante.
5. Resistencia a la corrosión
Las aleaciones de titanio y titanio son conocidas como materiales de metal bioindependiente y tienen una excelente resistencia a la corrosión en entornos de impregnación de sangre humana, asegurando una buena compatibilidad con la sangre humana y los tejidos celulares. Como el implante no produce contaminación humana, no se produce reacción alérgica, que es la condición básica para la aplicación de aleaciones de titanio y titanio.
El tratamiento de oxidación anódica se aplica en la superficie de titanio y aleaciones de titanio para implantes humanos para mejorar la resistencia al desgaste, la resistencia a la corrosión y la resistencia a la fatiga cíclica de los implantes en condiciones humanas. También resuelve el problema de la disolución de iones metálicos en gran medida y mejora la compatibilidad de los implantes. También se identificará como diferentes especificaciones de productos, para facilitar el procedimiento quirúrgico.
6. Alta resistencia y buena dureza
Debido a lesiones, tumores y otros factores que causan daño en los huesos y las articulaciones, para establecer un soporte óseo estable, es necesario contar con placas de arco, tornillos, huesos artificiales y articulaciones, etc. Estos implantes se dejan en el cuerpo humano durante un largo período de tiempo y están sujetos a flexión, torsión, contracciones musculares, etc. Se requiere que los implantes tengan alta resistencia y dureza. La investigación y los ejemplos clínicos han demostrado que el titanio puro se puede utilizar en áreas donde el cuerpo humano está bajo estrés y la aleación Ti-6Al-4V se puede utilizar en lugares donde el cuerpo humano está bajo estrés, que puede cumplir plenamente los requisitos de implantes.
Las investigaciones relevantes en el mundo y un gran número de ejemplos de tratamientos clínicos reconocen la profundidad y la amplitud de las aleaciones de titanio y titanio como los materiales de implantes humanos más ideales hasta la fecha. Es la industria médica actual como quirúrgica Siguiendo el acero inoxidable, las aleaciones a base de cobalto emergen tercera generación de metal. Las ventajas del titanio médico y los materiales de aleación de titanio han sido reconocidas por la comunidad médica y aceptadas por más y más pacientes.
Actualmente, el uso extensivo de aleaciones Ti-6Al-4v ELI en el campo médico separará una cantidad muy pequeña de iones de vanadio y aluminio, reduciendo la adaptabilidad de sus células y posiblemente causando daño al cuerpo humano. Este problema ha atraído durante mucho tiempo atención médica generalizada. En los Estados Unidos, ya a mediados de la década de 1980, se desarrollaron aleaciones de titanio biocompatibles, exentas de aluminio y libres de vanadio, para uso en ortopedia.
Japón y el Reino Unido también han investigado mucho en esta área e hicieron algunos progresos. Por ejemplo, Japón ha desarrollado una serie de aleaciones de titanio α + β con excelente biocompatibilidad, que incluyen Ti-15Zr-4Nb_4ta-0.2Pd, Ti-15Zr-4Nb-aTa-0.2Pd-0.20 ~ 0.05N, Ti-15Sn. -4Nb-2Ta-0.2Pd y Ti-15Sn-4nb-2Ta-0.2Pd-0.20, estas aleaciones son superiores a Ti-6Al-4v ELI en resistencia a la corrosión, resistencia a la fatiga y resistencia a la corrosión.
En comparación con las aleaciones de titanio α + β, las aleaciones de titanio β tienen mayor resistencia, mejores propiedades de corte y dureza, y son más adecuadas para la implantación en el cuerpo humano como implantes. En los Estados Unidos, se han propuesto cinco aleaciones de beta-titanio para el campo médico, a saber, TMZFTM (TI-12Mo- ^ Zr-2Fe), Ti-13Nb-13Zr, Timetal 21SRx (TI-15Mo-2.5Nb-0.2Si) , Tiadyne 1610 (Ti-16Nb-9.5Hf) y Ti-15Mo.
Aleaciones de titanio para la fabricación de dispositivos médicos, prótesis u órganos artificiales y dispositivos de tratamiento auxiliares implantados en el cuerpo humano. Hay principalmente titanio 6 aluminio 4 vanadio, titanio 5 aluminio 2,5 estaño, ELI titanio 6 aluminio 4 vanadio y otras aleaciones. Tienen una alta resistencia específica, propiedades mecánicas cercanas a los huesos humanos y una resistencia mucho mejor que la del titanio puro. También tienen características tales como resistencia a la fatiga, resistencia a la corrosión y excelente biocompatibilidad.
El cuerpo no produce exclusión de titanio
En primer lugar, la mayor parte del metal funcionará con oxígeno en el aire. Este fenómeno es la oxidación, el óxido del dicho. El cobre produce cobre verde. El hierro produce óxido, etc.
El titanio es altamente inestable cuando es extremadamente alta temperatura. Capturará electrones en todas partes, tomará electrones y se equilibrará a sí mismo, luego se estabilizará. El titanio a temperatura ambiente, es extremadamente estable y no robará a otros de sus propios electrónicos o se los quitarán. En general, el titanio comienza a desestabilizarse cuando supera los 600 grados Celsius.
Debido a su naturaleza altamente estable, el titanio no es fácil de cambiar químicamente con las sustancias en el cuerpo cuando se aplica al cuerpo humano y no está corroído por sustancias ácidas en el cuerpo.
Las propiedades del titanio son buenas, pero no perfectas. Por lo tanto, podemos ver que el titanio no es titanio puro, sino compuestos. Solo los compuestos pueden existir establemente a temperatura ambiente y no cambian fácilmente.
Las articulaciones artificiales, las uñas de los huesos, los escalpelos y las cánulas de liposucción que han ingresado al cuerpo humano están hechas de aleaciones de titanio.
En cuanto al titanio licuado y el carburo de titanio que se encuentran actualmente en el mercado, estos son todos compuestos, no titanio puro. Cuando el titanio se combina con diferentes cosas, mostrará diferentes características.
Hasta donde se sabe, solo la producción de titanio licuado y carburo de titanio: collares de titanio, brazaletes de titanio de germanio, collares de titanio y otros productos tienen la función de ajustar la atención médica del cuerpo. Los productos generales de titanio no tienen esta función.
Hay principalmente titanio 6 aluminio 4 vanadio, titanio 5 aluminio 2,5 estaño y otras aleaciones.
Tienen una alta resistencia específica, propiedades mecánicas cercanas a los huesos humanos y una resistencia mucho mejor que la del titanio puro. También tienen características tales como resistencia a la fatiga, resistencia a la corrosión y excelente biocompatibilidad.
Ampliamente utilizado en diversos huesos artificiales de articulaciones artificiales, dispositivos de fijación ósea, dientes artificiales, inserciones dentales, puentes fijos, etc.
¿Por qué se prefieren las aleaciones de titanio o titanio como implantes humanos?
Como material funcional biomédico, los materiales metálicos son una rama importante de la ciencia de los materiales y se han utilizado en la historia de los implantes humanos durante más de 400 años.
Al principio del Reino Unido, se utilizaron placas de oro puro para reparar cráneos y dentaduras, y posteriormente se fijaron juntas fracturadas de plata, hierro, alambre de hierro y aleaciones a base de hierro.
Después de 1930, el Reino Unido y los Estados Unidos usaron una aleación basada en cobalto como un implante humano. Durante la Segunda Guerra Mundial, países como el Reino Unido, los Estados Unidos y Japón utilizaron grandes cantidades de acero inoxidable como implantes humanos.
El acero inoxidable se implanta en el cuerpo humano y las personas que son alérgicas al níquel no pueden implantar 316L o 317L.
A principios de la década de 1950, con el desarrollo de la industria de metales raros, el titanio y el niobio y el zirconio en los estados as-processed y as-cast se utilizaron como implantes humanos para ensayos clínicos.
Estado de la aplicación y tendencia de desarrollo de la aleación de titanio en el campo de la medicina
El titanio es un metal estructural importante que se desarrolló en la década de 1950. Las aleaciones de titanio son ampliamente utilizadas en diversos campos debido a su alta resistencia específica, resistencia a la corrosión y alta resistencia al calor. Muchos países en el mundo han reconocido la importancia de los materiales de aleación de niobio, y han llevado a cabo investigación y desarrollo sobre ellos, y se han aplicado prácticamente.
La primera aleación práctica de titanio es la aleación Ti-6Al-4V desarrollada en los Estados Unidos en 1954. Debido a su buena resistencia al calor, resistencia, plasticidad, dureza, formabilidad, soldabilidad, resistencia a la corrosión y biocompatibilidad, se ha convertido en una aleación de triunfo en la industria de la aleación de titanio. El uso de esta aleación representa del 75% al 85% de todas las aleaciones de titanio. Muchas otras aleaciones de titanio se pueden considerar como una modificación de la aleación Ti-6Al-4V.
Desde la década de 1950 hasta la de 1960, fue principalmente el desarrollo de aleaciones de titanio de alta temperatura para motores de aviones y aleaciones estructurales de titanio para el cuerpo. En la década de 1970, se desarrollaron varias aleaciones de titanio resistentes a la corrosión. Desde la década de 1980, se han desarrollado aún más las aleaciones de titanio resistentes a la corrosión y las aleaciones de titanio de alta resistencia. La temperatura de uso de las aleaciones de titanio resistentes al calor ha aumentado de 400 ° C en los años 50 a 600-650 ° C en la década de 1990. La presencia de aleaciones A2 (Ti3Al) yr (TiAl) ha provocado que el titanio sea propulsado desde el extremo frío del motor (ventilador y compresor) hasta el extremo caliente (turbina) del motor en el punto de uso del motor. motor. Las aleaciones de titanio estructurales se desarrollan hacia alta resistencia, alta plasticidad, alta resistencia, alta tenacidad, alto módulo y alta tolerancia al daño.
Además, desde la década de 1970, las aleaciones con memoria de forma como Ti-Ni, Ti-Ni-Fe y Ti-Ni-Nb también han surgido y se han utilizado cada vez más en aplicaciones de ingeniería.
Las aleaciones de titanio se pueden clasificar en cuatro clases: aleaciones α, α + β, β y compuestos intermetálicos de titanio y aluminio (TixAl, donde x = 1). Los implantes humanos de titanio son materiales funcionales especiales estrechamente relacionados con la vida y la salud humanas. En comparación con otros materiales metálicos, existen seis ventajas principales de usar aleaciones de titanio y titanio:
1. peso ligero
La densidad de las aleaciones de titanio y titanio es de 4,5 g / cm3 a 20 ° C, que es solo el 56% de acero inoxidable. La implantación en el cuerpo humano ha reducido enormemente la carga del cuerpo humano y, como dispositivo médico, también ha reducido la carga de trabajo del personal médico.
2. El bajo módulo de elasticidad
Las aleaciones de titanio y titanio tienen un módulo elástico bajo y el titanio puro es de 10.850 kgf / mm2, que es solo el 53% del acero inoxidable. La implantación en el cuerpo humano está más cerca del hueso natural del cuerpo humano, lo cual es beneficioso para el injerto óseo y puede reducir el efecto protector del estrés sobre los implantes.
3 no magnético
Las aleaciones de titanio y titanio son metales no magnéticos y no se ven afectados por los campos electromagnéticos y las tormentas eléctricas, lo cual es beneficioso para la seguridad humana después del uso.
4 no tóxico
Las aleaciones de titanio y titanio no son tóxicas y no tienen efectos secundarios tóxicos en el cuerpo humano como un implante.
5. Resistencia a la corrosión
Las aleaciones de titanio y titanio son conocidas como materiales de metal bioindependiente y tienen una excelente resistencia a la corrosión en entornos de impregnación de sangre humana, asegurando una buena compatibilidad con la sangre humana y los tejidos celulares. Como el implante no produce contaminación humana, no se produce reacción alérgica, que es la condición básica para la aplicación de aleaciones de titanio y titanio.
El tratamiento de oxidación anódica se aplica en la superficie de titanio y aleaciones de titanio para implantes humanos para mejorar la resistencia al desgaste, la resistencia a la corrosión y la resistencia a la fatiga cíclica de los implantes en condiciones humanas. También resuelve el problema de la disolución de iones metálicos en gran medida y mejora la compatibilidad de los implantes. También se identificará como diferentes especificaciones de productos, para facilitar el procedimiento quirúrgico.
6. Alta resistencia y buena dureza
Debido a lesiones, tumores y otros factores que causan daño en los huesos y las articulaciones, para establecer un soporte óseo estable, es necesario contar con placas de arco, tornillos, huesos artificiales y articulaciones, etc. Estos implantes se dejan en el cuerpo humano durante un largo período de tiempo y están sujetos a flexión, torsión, contracciones musculares, etc. Se requiere que los implantes tengan alta resistencia y dureza. La investigación y los ejemplos clínicos han demostrado que el titanio puro se puede utilizar en áreas donde el cuerpo humano está bajo estrés y la aleación Ti-6Al-4V se puede utilizar en lugares donde el cuerpo humano está bajo estrés, que puede cumplir plenamente los requisitos de implantes.
Las investigaciones relevantes en el mundo y un gran número de ejemplos de tratamientos clínicos reconocen la profundidad y la amplitud de las aleaciones de titanio y titanio como los materiales de implantes humanos más ideales hasta la fecha. Es la industria médica actual como quirúrgica Siguiendo el acero inoxidable, las aleaciones a base de cobalto emergen tercera generación de metal. Las ventajas del titanio médico y los materiales de aleación de titanio han sido reconocidas por la comunidad médica y aceptadas por más y más pacientes.
Actualmente, el uso extensivo de aleaciones Ti-6Al-4v ELI en el campo médico separará una cantidad muy pequeña de iones de vanadio y aluminio, reduciendo la adaptabilidad de sus células y posiblemente causando daño al cuerpo humano. Este problema ha atraído durante mucho tiempo atención médica generalizada. En los Estados Unidos, ya a mediados de la década de 1980, se desarrollaron aleaciones de titanio biocompatibles, exentas de aluminio y libres de vanadio, para uso en ortopedia.
Japón y el Reino Unido también han investigado mucho en esta área e hicieron algunos progresos. Por ejemplo, Japón ha desarrollado una serie de aleaciones de titanio α + β con excelente biocompatibilidad, que incluyen Ti-15Zr-4Nb_4ta-0.2Pd, Ti-15Zr-4Nb-aTa-0.2Pd-0.20 ~ 0.05N, Ti-15Sn. -4Nb-2Ta-0.2Pd y Ti-15Sn-4nb-2Ta-0.2Pd-0.20, estas aleaciones son superiores a Ti-6Al-4v ELI en resistencia a la corrosión, resistencia a la fatiga y resistencia a la corrosión.
En comparación con las aleaciones de titanio α + β, las aleaciones de titanio β tienen mayor resistencia, mejores propiedades de corte y dureza, y son más adecuadas para la implantación en el cuerpo humano como implantes. En los Estados Unidos, se han propuesto cinco aleaciones de beta-titanio para el campo médico, a saber, TMZFTM (TI-12Mo- ^ Zr-2Fe), Ti-13Nb-13Zr, Timetal 21SRx (TI-15Mo-2.5Nb-0.2Si) , Tiadyne 1610 (Ti-16Nb-9.5Hf) y Ti-15Mo.
Aleaciones de titanio para la fabricación de dispositivos médicos, prótesis u órganos artificiales y dispositivos de tratamiento auxiliares implantados en el cuerpo humano. Hay principalmente titanio 6 aluminio 4 vanadio, titanio 5 aluminio 2,5 estaño, ELI titanio 6 aluminio 4 vanadio y otras aleaciones. Tienen una alta resistencia específica, propiedades mecánicas cercanas a los huesos humanos y una resistencia mucho mejor que la del titanio puro. También tienen características tales como resistencia a la fatiga, resistencia a la corrosión y excelente biocompatibilidad.
El cuerpo no produce exclusión de titanio
En primer lugar, la mayor parte del metal funcionará con oxígeno en el aire. Este fenómeno es la oxidación, el óxido del dicho. El cobre produce cobre verde. El hierro produce óxido, etc.
El titanio es altamente inestable cuando es extremadamente alta temperatura. Capturará electrones en todas partes, tomará electrones y se equilibrará a sí mismo, luego se estabilizará. El titanio a temperatura ambiente, es extremadamente estable y no robará a otros de sus propios electrónicos o se los quitarán. En general, el titanio comienza a desestabilizarse cuando supera los 600 grados Celsius.
Debido a su naturaleza altamente estable, el titanio no es fácil de cambiar químicamente con las sustancias en el cuerpo cuando se aplica al cuerpo humano y no está corroído por sustancias ácidas en el cuerpo.
Las propiedades del titanio son buenas, pero no perfectas. Por lo tanto, podemos ver que el titanio no es titanio puro, sino compuestos. Solo los compuestos pueden existir establemente a temperatura ambiente y no cambian fácilmente.
Las articulaciones artificiales, las uñas de los huesos, los escalpelos y las cánulas de liposucción que han ingresado al cuerpo humano están hechas de aleaciones de titanio.
En cuanto al titanio licuado y el carburo de titanio que se encuentran actualmente en el mercado, estos son todos compuestos, no titanio puro. Cuando el titanio se combina con diferentes cosas, mostrará diferentes características.
Hasta donde se sabe, solo la producción de titanio licuado y carburo de titanio: collares de titanio, brazaletes de titanio de germanio, collares de titanio y otros productos tienen la función de ajustar la atención médica del cuerpo. Los productos generales de titanio no tienen esta función.
