Adaptabilité des matériaux en alliage de titane au corps humain et types de titane médical

Dans le secteur médical, l'utilisation de matériaux métalliques doit être absolument inoffensive pour le corps humain. Lorsque le métal se corrode, il peut dissoudre les ions métalliques, ce qui affecte l'organisation cellulaire de l'organisme (corps humain), il est donc nécessaire d'utiliser des matériaux métalliques qui ne sont pas facilement corrodés et très résistants à la corrosion, et le titane est une sorte de hautement Matériel résistant à la corrosion. MATALES MÉTALES MÉTALES, des séries en acier inoxydable à la série en alliages à base de cobalt et à base de titane, le rapport en titane et en alliage de titane augmente. La quantité de titane utilisée dans l'industrie médicale du monde entier est d'environ 1 000 tonnes par an.

1. Adaptabilité du titane au corps humain (compatibilité du titane médical avec les organismes vivants)

Afin d'observer la réponse des ions métalliques à l'adaptabilité humaine, nous avons effectué une méthode d'évaluation de l'adaptabilité cellulaire en laboratoire en utilisant des cellules sensibles aux ions métalliques, tels que les fibroblastes pulmonaires de souris (cellules V79) et les fibroblastes de souris de souris 20 jours) Les tissus (cellules I929), qui sont utilisés pour des expériences médicales en Chine, et ont été évalués par l'institution administrative indépendante pour l'évaluation des produits (IABE). Nous faisons la différence entre les réactions des ions monomères élémentaires en corps humain (organismes vivants) fournis par l'organisation de base technique pour l'évaluation des dispositifs médicaux (comité technique pour la normalisation de l'évaluation biologique des dispositifs médicaux). Lorsque des alliages de titane sont utilisés, selon les éléments d'alliage utilisés, la résistance à la corrosion des alliages de titane diminue par rapport à celle des alliages de titane pur, et lorsque la corrosion se produit, les éléments d'alliage peuvent être dissous. Il est nécessaire de choisir des éléments d'alliage qui sont résistants à la corrosion et non invasifs. Dans les alliages de titane, le titane 6Al4V Eli est utilisé depuis longtemps dans la fabrication d'avion et l'équipement d'ingénierie résistant à l'eau de mer, et propose un grand nombre d'exemples d'utilisation. Dans le domaine médical, les alliages ELI, qui ont une bonne résistance à la corrosion (faible fer, oxygène et teneur en hydrogène), sont utilisés depuis longtemps. Récemment, cependant, dans le cadre de la recherche et du développement d'alliages de titane pour l'implantation et le placement, nous avons standardisé l'alliage TI-13NB-13ZR en remplaçant le vanadium (V) par du niobium (NB), qui est un alliage non blessé, basé sur le rapport sur la mutagénicité du monomère (ASTM, ISO). Il y a aussi un alliage qui décharge activement l'aluminium, et il sera bientôt publié.

2.Titanium pour un usage médical

La norme ASTM américaine (code F) à usage médical équivaut à la norme mondiale, et en Europe, la norme ISO et la norme ASTM (ASTM F136 ASTM F67) sont réglées et fusionnées dans la norme européenne. Au Japon, nous organisons nos normes intérieures, et nous organisons les normes correspondant à ASTM et ISO, et nous commençons à faire des normes en fonction des normes ISO.

Les matériaux de titane spécifiés dans la norme ASTM pour les implants et les attachements tels que les articulations du genou artificielles et les articulations de la hanche (y compris les têtes fémorales) sont répertoriées en fonction de leurs formes. Pendant longtemps, les alliages en titane pur et TI-6AI-4V, y compris des matériaux en poudre, ont été utilisés pour fabriquer diverses formes de pièces et de composants.

3. Applications médicales en titane

Le titane est utilisé dans de nombreuses parties telles que les articulations fémorales artificielles, les articulations du genou artificielles, les plaques osseuses, etc. Il est également utilisé en chirurgie orthopédique. Le titane ne convient pas à toutes les parties artificielles artificielles, dans la partie conjointe, souvent la partie balançante, car le titane est facile à porter ne convient pas (utilisez de préférence l'alliage en céramique et en cobalt), et des pièces implantées à utiliser en alliage de titane. La surface de l'alliage de titane n'est pas en mesure et enduit d'un matériau sensible aux os tels que l'apatite ou le bioglass afin de le faire se lier avec l'os biologique à un stade précoce. De plus, pour la fixation de la fracture, des clous intramédullaires en titane et des plaques de titane sont utilisés.

Il existe également une tendance croissante dans le domaine de la dentisterie, où les implants et les pièces jointes sont utilisés. Le titane est utilisé en plus petites quantités, mais il y a des alliages de titane et des alliages de titane purs sous forme de plaques, de fils, de prises et de paniers comme indiqué sur la figure. Ces pièces sont conduites directement dans la mâchoire et enduites d'apatite, qui est représentative de la composition de l'os, à fixer dans la partie gingivale de la dent. Le titane convient aux implants métalliques en dentisterie générale. Il existe deux méthodes de coulée de précision et de moulage superplasique, et il est plus léger et n'a pas le goût des aliments acides par rapport à l'utilisation précédente des alliages de cobalt et de chrome, mais le prix est plus cher car l'utilisation du titane appartient à l'extérieur de l'extérieur de Le diagnostic et le traitement de l'assurance maladie.

En tant qu'accessoire implantable pour la médecine interne, un stimulateur cardiaque peut être implanté lorsqu'un patient souffre d'une faible fréquence cardiaque. Un fil d'électrode est inséré de la veine sous-clavière au cœur, et cette électrode saisit un signal électronique au stimulateur cardiaque, ce qui en fait un stimulateur cardiaque. Récemment, des stimulateurs cardiaques ont été développés avec une masse de 20 g et une épaisseur de 6 mm, ils sont donc assez petits pour être connectés avec un fil d'électrode et enfouis sous la peau. La batterie et les circuits de commande sont contenus dans un petit récipient (médaillon) en titane pur, qui n'est pas invasif pour les organismes vivants. La batterie doit durer au moins 6 ans, donc le conteneur (médaillon) doit être stable et sûr pendant longtemps. Actuellement, près de 5 000 personnes au Japon ont bénéficié.

Le titane est également utilisé dans les instruments chirurgicaux. Surtout dans le cas des opérations longues du cerveau et de la neurochirurgie qui durent plus de 10 heures, une pince doit être légère et les produits en titane sont utilisés pour les pinces hémostatiques. Le titane est également utilisé dans de nombreux instruments de traitement dentaire tels que les implants, les instruments chirurgicaux pour les pièces jointes et les vibrateurs pour éliminer le tartare. En plus de l'implantation (intégration) et de la fixation, telles que des équipements auxiliaires et des fauteuils roulants, le titane est également utilisé. Lorsqu'une partie d'un membre est manquante en raison d'une maladie ou d'un accident, une prothèse est faite pour restaurer la fonction, et comme la partie principale de la prothèse est faite de métal, il est utilisé pour la légèreté, la durabilité (principalement la corrosion et la résistance à la fatigue ), et compatibilité avec les organismes vivants (Ni, Cr, etc.). Dans le cas des fauteuils roulants, l'objectif principal est d'alléger tout le fauteuil roulant, donc dans certains cas, le titane est utilisé pour presque toutes les pièces métalliques de la structure, telles que le cadre et les roues.