Titana in njegove zlitine vsadki

Video: Video obdelava keramike turbina lopatico orodje ZDA Kennametal

Z vidika kemijske in elektrokemijsko biokompatibilnosti titana je prednostna kovina za izdelavo ortopedskih implantatov.

Titanium je bil odkrit leta 1794 in dobila ime iz grške Titanium. Ta barvnih kovin srebro, neodzivna, trpežne plastike, je deveti najpogostejši element v zemeljski skorji. Glavne oblike njene manifestacije v naravi so TiO2 rutila in ilmenita FeO.TiO2. V tabeli DI kemične Mendelejev titanov zaseda 22. mesto, ima MM 43.90 D.

Priprava titana v količinah, ki zadoščajo za industrijsko uporabo, začel po postopku razvoja v Kroll 1936 g. Titanov ima visoko razmerje med trdnostjo teže, zaradi česar je privlačen pri ustvarjanju pljuča primerjavi jeklenih konstrukcij. Zelo odporen zaradi tvorbo oksidne plasti. V naravi, titanovega oksida - kristalinično trdno snov s tališčem od 1678 do 1850 ° C. Vrelišče je 3260 ° C V primerjavi z drugimi kovinami, ki se uporabljajo kot vsadki v medicini, titanov ima številne prednosti (Thull 1992, 1996- Gronowicz et al ,. 2000):

Video: Russian Technologies - "sanje" iz titana

• visoka biokompatibilnost;
• dobro odpornost na korozijo;
• bioinertia;
• nemagnetna;
• nizka toplotna prevodnost;
• nizek koeficient linearnega raztezanja;
• skoraj nobene toksičnosti;
• relativno manjši v primerjavi z jeklom, specifične teže.

V mnogih pogledih imajo podobne lastnosti Ta, Zr in NB. Toda njihove rezerve na svetu je veliko krat nižja kot Ti in s tem stroški njihovih izdelkov je zelo visoka.

Titanium ima številne izooblik: &beta - oblika Ti ima kubično velikost rešetke 32,8 LMW &alfa - titanov faza predstavlja heksagonalno kristalno strukturo, ki pri 883 ° C je pod alotropnih prehod BCC &beta - oblika. Zanimivo je, da šesterokotno &alfa - titanov faza ima dimenzije bližini HA (glavna mineralna komponenta kostnega matriksa). Torej, če Ti-kristalno os v mreži: A = 29,5 nm in c = 4,68 nm, HA na slikah, v tem zaporedju, sta 20 in 5 nm (Ulumbekova s ​​sod., 1997). Morda taka struktura omogoča titanov implantat, ki vsebuje frakcijo &a - faza dovolj hitro povezati z kostnega tkiva, ki se pojavi v enem ali dveh letih po uvedbi titanovega vsadkov v telesu (Thull, 1990).

Titanov kadar jo zaužije pod mehansko obremenitvijo, korozije in kloridnih ionov delno biološko razgradljivi in ​​difundira v okoliških tkivih. Treba je opozoriti, da so toksični učinki ali s senzibilizacijo za razliko cirkonija in železo-krom zlitine, tudi pri dovolj visoki stopnji vsebnosti kovin v tkivih običajno pojavi (Ikarashi et al., 1996- Mu et al., 2000) .

Vendar pa je pri razvoju vsadkov Ne smemo pozabiti, da je Ti sposobnost, da se kopičijo v kosteh.

Titanium vsadki so sposobne tvoriti oksidne plasti in spadajo v generacijo vsadki drugega. So bili aktivno uporabljajo v medicini, pred približno 25-30 let.

Ko postavite titanov implantat v biološkem okolju na njeni površini so kompleksni procesi, vključno z dva glavna mogoče identificirati - oksidacijo in hidracijo.

Teoretično titanov hidracijo lahko šel skozi njegovo penetracijo v atomski rešetke atomske vodikom, da se tvori mono- ali dvovalentne hidride. Vendar pa ta metoda ni verjetno zaradi tekmovanja z atomi kisika, ki tvorijo oksidne plasti dovolj hitro. Možno je, da je ta postopek bolj zapleten način, da se tvori plast titanovega oksida, titanovega dioksida (rutil in anataza) in TiH2. Taka večfazni struktura s stalno stalen proces biorazgradnje, predstavlja kompleksen dinamičen sistem, ki je skladen v mnogih pogledih s pogledi KV Shishokin (1963) in ND Tomasheva (1985).

Po eni strani, vodikovi ioni uniči titana, z drugimi - oblik kisika titanovega oksida, ki jo ščiti pred procesom. Ko bi moral v razvoju Ti vsadki upoštevati dejstvo, da bo debelina filma oksida v veliki meri omejiti odpornost proti koroziji kovine. S stališča elektrokemije in biomehanika debeline titanovega oksida približno 50 nm je optimalna za njeno zaščito.

Empirično je potrjeno s podatki ASTM, pri pripravi, ki pa je bila uporabljena več mehansko kot biološki pristop. Vendar pa ta načela so splošno veljavni in se lahko uporabljajo v medicinski praksi.

Pri uporabi debelejši sloj oksida, postane krhka, z mehanskim delovanjem lahko poškoduje in ni primerna za medicinske vsadke.


AV Karpov VP Shakhov
Zunanji sistem za fiksiranje in regulatorni mehanizmi optimalno biomehanika

Video: Ultrasonic spajkanje I100-3 / 5