Legura titana često se naziva "univerzalnim metalom" u biomedicinskim primjenama, pokrivajući gotovo svako područje moderne medicine od ortopedskih implantata do zubnih nadoknada, od kardiovaskularnih stentova do kirurških instrumenata.
Zašto se naizgled obični metali mogu "nevidljivo" kretati kroz ljudsko tijelo i mirno koegzistirati s našim tkivima? Kakvu čarobnu 'biološku magiju' posjeduje? Odakle dolazi ta magija? Istražimo istinu u ovom članku.
Od borbenih zrakoplova do ljudskih tijela, veličanstvena transformacija legure titana
Priča o leguri titana započela je u zrakoplovnoj industriji. U 1940-ima znanstvenici su slučajno otkrili da se ovaj metal koji se koristi za proizvodnju borbenih zrakoplova zapravo dobro slaže sa životinjskim kostima.
Pedesetih godina prošlog stoljeća legure titana službeno su ušle u medicinsku industriju. Početni zvjezdani proizvod Ti-6Al-4V (sadrži 6% aluminija i 4% vanadija) pokazao se dobro, ali liječnici su otkrili da element vanadija u njemu može predstavljati zdravstveni rizik. Tako su znanstvenici za materijale počeli "formulirati nove formule" i zamijeniti vanadij sigurnijim niobijem, razvijajući nove legure kao što je Ti-6Al-7Nb.
Znanstvenici mogu prilagoditi legure titana prikladne za različite medicinske potrebe prilagođavanjem omjera "sastojaka" kao što su aluminij, vanadij, niobij, itd. Danas se obitelj legura titana razvila u tri glavne sekte:
Alfa tip: visoka stabilnost, ali umjerena snaga
Beta tip: Najelastičniji i najbliži pravim kostima
+ vrsta: Balansiranje snage i žilavosti
U svijetu medicinskih materijala legura titana je poput-svestranog igrača - i čvrsta i lagana te sposobna skladno koegzistirati s ljudskim tijelom.
Savršena biokompatibilnost. Koji je najveći strah ako stavite komad metala u svoje tijelo? Tako je, to je reakcija odbijanja. Ali legura titana može mirno koegzistirati s ljudskim tijelom, zahvaljujući svojoj posebnoj vještini automatskog stvaranja zaštitnog filma (sloj titan dioksida). Gotovo je netopljiv u ljudskom okruženju, može učinkovito blokirati oslobađanje metalnih iona i neće ga nagrizati tjelesne tekućine, niti je lako izazvati napade imunološkog sustava.
Filmski sloj je sposoban adsorbirati kalcij i fosfat, pojačavajući nukleaciju hidroksiapatita koji je primarna anorganska komponenta ljudskih kostiju i zuba, i omogućavajući stanicama kostiju da izravno prianjaju na površinu titana kako bi formirale "biološku fuziju". S druge strane, poznato je da legure nehrđajućeg čelika i kobalta i kroma sporo otpuštaju ione nikla i kroma što potencijalno može izazvati alergijske ili toksične reakcije. Obično su obavijeni fibroznim tkivom i ne mogu biti istinski biokompatibilni.
Snažan i lagan. Druga supermoć titanijske legure su njezina mehanička svojstva. Liječnici su otkrili da bi idealan materijal za implantaciju trebao imati dvije karakteristike - dovoljno jak da izdrži svakodnevne aktivnosti i dovoljno elastičan da bude blizak pravim kostima. Legura titana savršeno ispunjava ove zahtjeve.
Prvo, lagan je, s gustoćom samo upola manjom od čelika, ali mu je čvrstoća slična; Drugo, njegova elastičnost je umjerena. Nova legura titana ima modul elastičnosti od približno 60GPa (gigapascal), što je vrlo blizu 30GPa ljudske kosti; Treće, otporan je na zamor, može se savijati milijune puta bez loma.
Zašto ljudsko tijelo ne odbija leguru titana?
Legura titana našla je veliku primjenu u suvremenom medicinskom području zbog svojih izvanrednih ukupnih svojstava, uključujući zubne restauracije, kardiovaskularne stentove, ortopedske implantate i tako dalje. Dakle, zašto ljudsko tijelo ne odbacuje leguru titana? Ovo počinje s razvojem interdisciplinarnog polja na sučelju koštanog tkiva i imunološke regulacije – koštane imunologije.
Zatražite ponudu
Email:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
