Искусственный совместный анализ материала: медицинский имплантируемый металл? Полимеры? Керамика?

2. Металлические материалы

Металлические материалы широко используются в искусственных суставах из -за их хороших механических свойств, простоты обработки и стабильности. Основные металлические материалы включают из нержавеющей стали, сплава на основе кобальта, титановые сплавы и металлы тантала.

Титановый сплав


Титан является важным структурным металлом, разработанным в 1950 -х годах. Первым использованным титановым сплавом был сплав TI-6AL-4V, успешно разработанный в 1954 году в Соединенных Штатах, который стал сплавом ACE в промышленности титанового сплава из-за ее лучшей теплостойкостью, прочности, пластичности, прочности, формируемости, сварки, коррозии сопротивление и биосовместимость. В 1950-х годах он был разработан в качестве аэро-двигательного и самолетного материала для тела, а его основное применение в отрасли характеризуется высокой прочностью, высокой пластичностью, высокой вязкостью и высокой устойчивостью к повреждению металлов. В настоящее время внутренним стандартом сплава TI-6AL-4V для искусственных суставов является YY 0117.2-2005.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь является первым материалом, используемым в протезе искусственного сустава, обладает определенной коррозионной стойкостью и механической прочностью, но содержит такие элементы, как Ni, обладают тератогенным эффектом, не подходящим для длительного пребывания в организме 1, кроме того, материал из нержавеющей стали Сам сам не является биологически активным, трудно сформировать стабильную и твердую связь с костной тканью. Следовательно, в искусственных совместных материалах нержавеющая сталь постепенно заменяется на основе кобальта и титановые сплавы. В последние годы клиническое использование сплавов на основе кобальта и титановых сплавов в качестве материалов искусственного совместного протеза.

По сравнению с нержавеющей сталью, пассивационная пленка сплава на основе кобальта является более стабильной и имеет лучшую коррозионную стойкость. Его недостатки в основном включают выщелачивание плазмы CO и Ni, вызванную коррозией трения металлов, которая стимулирует секрецию цитокинов 0pg и других веществ2 и вызывает некроз костных клеток и тканей in vivo, что приводит к таким осложнениям, как ослабевание пациента и тканей погружение совместного протеза.

Кобальт-хромий сплав


Сплав с кобальтом-хромием-это твердый сплав, который устойчив к различным типам износа и коррозии, а также высокотемпературным окислением. Он обычно называют сплавом кобальт-хромий-Тунгстена (молибдена) или стеарического сплава (American Elwood Hayness изобрет, изобретено сплав Elwood Hayness в 1907 году). Сплавы на основе кобальта изготовлены с кобальтом в качестве основного компонента и содержат значительное количество никеля, хрома, вольфрама и небольшого количества молибдена, ниобия, тантала, титана, лантана и других легированных элементов.


Кобальт и хром являются двумя основными элементами сплавов на основе кобальта, в то время как добавление молибдена дает более тонкое зерно и более высокую прочность после литья или ковки. Сплавы кобальт-хромий-молибдена в основном разделены на две категории: одна-сплавы Cocrmo, которые обычно представляют собой литые изделия, а другая-сплавы Conicrmo, которые обычно (горячие) подходят для точной обработки. Искусственные совместные продукты обычно используются в качестве сплавов Cocrmo, а также могут быть изготовлены имплантаты, связанные с зубами. В настоящее время внутренним стандартом для сплава Cocrmo является YY 0117.3-2005.

Пористые металлические материалы тантала

Пористый тантал материал - это новый тип ортопедического имплантата, который появился недавно. Из -за своей хорошей гистосовместимости, высокой пористости, высокой коэффициента поверхностного трения и низкого упругого модуля он был распознан как идеальный материал ортопедического имплантата. Порная структура пористого металла тантала аналогична структуре трабекул костей, с трехмерной связью-структурой пор, которая очень подходит для длинного ввода костной ткани; Его эластичный модуль соответствует модулю упругости костной ткани в месте имплантации, избегая эффекта маскировки стресса. Пористый тантал является химически стабильным в среде жидкости организма и демонстрирует превосходную биосовместимость. Многие преимущества пористого металла тантала привели к растущему интересу и широкому использованию в клинических применениях.


Источник изображения: Интернет

Общественные данные показывают, что рынок медицинских устройств растет на 5,6% с 2018-2024 гг. (Источник: Firestone Creations). С точки зрения сегментации, продажи ортопедических медицинских устройств составляют 36,5 млрд. Долл. США, что составляет 9% от мировой доли медицинского устройства. Как выбор материала, дизайн продукта и биологическая оценка ортопедических имплантатов металла сегодня становятся насущной проблемой?

3. Керамические материалы

В медицинской области керамика используется в качестве имплантационных материалов не только для искусственных суставов, но и для пероральной протезирования. Среди них керамические зубные имплантаты являются потенциальным рынком интереса для компаний по керамическим материалам по всему миру.

Керамические материалы - это новый тип протезного материала, который появился после металла и полиэтилена. Он широко используется из -за его хорошей биосовместимости и низкой скорости износа. В основном он используется для вертлужной подкладки, части бедренной головки или протеза бедренного мыщелка. Блюда, которые мы используем в жизни, также сделаны из керамики, но керамический материал, выбранный для совместного протеза, сильно отличается от керамики, используемой для блюд.

Керамика, используемая в жизни, изготовлена ​​из глины, которая спечен при высоких температурах, в то время как керамика, используемая в совместном протезе, изготовлена ​​из глинозем и циркония высокой чистоты, а температура спекания выше и строго контролируется. Искусственные суставы бедра, с другой стороны, разделены на три категории: керамический керамический, керамический полиэтилен и сплав-полиэтилен, в зависимости от материала шаровой головки и вертикальной чашки. Основное различие между керамическим керамическим, керамическим полиэтиленом и сплав-полиэтиленом отражается в механических и биологических свойствах. Специальные материалы и конкретные процессы производят керамику, которая является износостойкой и жесткой. В литературе сообщается, что протезы тазобедренного сустава, изготовленные из керамики, носят всего 5 микрон в год, что делает их долговечными и лучшим выбором для молодых пациентов.

Искусственная замена сустава была провозглашена как один из основных вех в истории ортопедической хирургии в 20 -м веке, а краеугольный камень создания и развития замены сустава лежит в совместных протезах. Совместный протез может показаться незначительным, но он является результатом интеграции науки и техники во многих областях, таких как медицина, металлургия, материалы, химические вещества и механики, и является результатом десятилетий совместных усилий между хирургами -ортопедическими хирургами и учеными от разные поля. Благодаря разработке технологий все больше и больше превосходных протезных материалов появятся в пользу пациентов, чтобы пациенты могли избавиться от заболеваний суставов.