medicinski titan
Medicinski kovinski materiali, znani tudi kot kovinski materiali za kirurške vsadke, se uporabljajo predvsem za diagnozo, zdravljenje in zamenjavo ali izboljšanje človeškega tkiva. Čeprav je bil v zadnjih 20 letih razvoj kovinskih medicinskih materialov sorazmerno počasen v primerjavi z biomedicinskimi materiali, kot so polimerni materiali, kompozitni materiali, hibridni in izvedeni materiali, imajo visoko trdnost, dobro žilavost, odpornost na upogibno utrujenost in odlično obdelavo izvedba. Ima odlične lastnosti, ki jih ne morejo nadomestiti številne druge vrste medicinskih materialov, in je najpogosteje uporabljen material za nosilne vsadke v klinični praksi. Zlasti z razvojem tehnologije 3D tiskanja kovin so se kovinski medicinski materiali vse bolj uporabljali. Najpomembnejše aplikacije so: fiksacijske plošče za zlome, vijaki, umetni sklepi in zobni koreninski vsadki.
Medicinska titanova zlitina
Medicinska titanova zlitina (biomedicinski material iz zlitine na osnovi titana) je ena najbolj biokompatibilnih kovin, ki so doslej znane. Od leta 1940 se titan in titanove zlitine postopoma uporabljajo v klinični medicini. Leta 1951 so ljudje začeli uporabljati čisti titan za izdelavo kostnih plošč in kostnih vijakov. Sredi-1970 prejšnjega stoletja so se titan in titanove zlitine začeli široko uporabljati v medicini in postali eden najbolj obetavnih medicinskih materialov. Trenutno se titan in titanove zlitine uporabljajo predvsem v ortopediji, predvsem pri rehabilitaciji kosti okončin in lobanje, za izdelavo različnih notranjih fiksacijskih pripomočkov za zlome, umetnih sklepov, lobanje in trde možganske ovojnice (slika 1), umetnih srčnih zaklopk, zob. , dlesni, nosilci itd. vtičnice in krone. Med njimi je najbolj razširjena medicinska titanova zlitina GR5 (Ti-6A1-4V). Zlitina ima deset-beta dvofazno mešano strukturo pri sobni temperaturi, njeno trdnost in druge mehanske lastnosti pa je mogoče znatno izboljšati z obdelavo v raztopini in obdelavo s staranjem.
Slika 1 Medicinski srčno-žilni stent iz lobanje iz spominske spominske zlitine iz titanove zlitine
Gostota titana in titanovih zlitin je približno 4,5 g/cm3, kar je skoraj polovica gostote nerjavnega jekla in kobaltovih zlitin. Gostota je blizu gostote človeškega trdega tkiva, njegova biokompatibilnost, odpornost proti koroziji in odpornost proti utrujenosti pa so boljše od nerjavečega jekla in kobaltovih zlitin. Trenutno je najboljši kovinski medicinski material. Afiniteta titana in titanovih zlitin s človeškim telesom izhaja iz dejstva, da lahko gosta pasivacijska folija titanovega oksida (TiO2) na površini inducira odlaganje kalcijevih in fosforjevih ionov v telesnih tekočinah, da se tvori apatit, ki kaže določeno biološko aktivnost in oseointegracijo sposobnost. Močna, posebej primerna za intraosalno implantacijo. Pomanjkljivosti titana in titanovih zlitin so nizka trdota in slaba odpornost proti obrabi. Če pride do obrabe, bo najprej prišlo do uničenja oksidnega filma, nato pa bodo produkti korozije obrabnih delcev vstopili v človeško tkivo, zlasti strupeni vanadij (V), ki ga vsebuje Ti-6A{{ 5}}V zlitina bo povzročila okvaro vsadka. Za izboljšanje odpornosti proti obrabi titana in titanovih zlitin je mogoče površino izdelkov iz titana in titanovih zlitin obdelati z visokotemperaturnim ionskim amoniakom ali tehnologijo ionske implantacije, da se izboljša njihova površinska odpornost proti obrabi. V zadnjih letih je bilo razvitih nekaj novih titanovih zlitin (predvsem zlitin -tipa), pri čemer se vse osredotočajo na zmanjšanje V, Al in drugih elementov, škodljivih za človeško telo, ter učinkovito izboljšanje biokompatibilnosti titanovih zlitin.
