ข่าว

การแนะนำ: กรงตาข่ายมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่าง ๆ สำหรับการใช้งานเช่นการกรองการเสริมแรงและการกักกัน การเลือกวัสดุสำหรับกรงตาข่ายเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่ามีความทนทานความแข็งแรงและความต้านทานต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม ไทเทเนียมซึ่งเป็นโลหะอเนกประสงค์ได้รับความสนใจอย่างมากสำหรับคุณสมบัติพิเศษเมื่อใช้ในกรงตาข่าย บทความนี้สำรวจประโยชน์ของการใช้ไทเทเนียมในกรงตาข่ายและกล่าวถึงไทเทเนียมประเภทต่าง ๆ ที่ใช้กันทั่วไปในแอปพลิเคชันนี้ ประโยชน์ของการใช้ไทเทเนียมในกรงตาข่าย: 1. ความแข็งแรงและความทนทานที่เหนือกว่า: ไทเทเนียมแสดงอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักเป็นพิเศษทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับกรงตาข่าย ความต้านทานแรงดึงสูงของมันช่วยให้กรงสามารถทนต่อการโหลดหนักและต้านทานการเสียรูปเพื่อให้มั่นใจถึงความทนทานในระยะยาว 2. ความต้านทานการเกิดการกัดกร่อน: หนึ่งในข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดของไทเทเนียมคือความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม มันมีความต้านทานสูงต่อสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนต่าง ๆ รวมถึงน้ำทะเลสารละลายที่เป็นกรดหรืออัลคาไลน์และสารเคมีอุตสาหกรรม สถานที่ให้บริการนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงอายุการใช้งานที่ยาวนานของกรงตาข่ายทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมกลางแจ้งและรุนแรง 3. น้ำหนักเบา: ไทเทเนียมเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องธรรมชาติที่มีน้ำหนักเบาทำให้ง่ายต่อการจัดการและติดตั้งกรงตาข่าย สถานที่ให้บริการนี้ยังเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการใช้งานที่มีการลดน้ำหนักเป็นสิ่งจำเป็นเช่นการบินและอวกาศยานยนต์และอุตสาหกรรมทางทะเล 4. ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ: ในการใช้งานทางการแพทย์และการดูแลสุขภาพกรงตาข่ายไทเทเนียมจะใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการปลูกถ่ายกระดูกการผ่าตัดแบบก่อสร้างและการปลูกถ่ายกระดูกสันหลัง ความเข้ากันได้ทางชีวภาพของไทเทเนียมทำให้มั่นใจได้ว่ามันได้รับการยอมรับอย่างดีจากร่างกายมนุษย์ลดความเสี่ยงของการถูกปฏิเสธหรือเกิดอาการไม่พึงประสงค์ 5. ประเภทของไทเทเนียมที่ใช้ในกรงตาข่าย: ไทเทเนียมบริสุทธิ์ในเชิงพาณิชย์ (CP-TI): CP-TI เป็นประเภทไทเทเนียมที่ใช้กันมากที่สุดที่ใช้ในกรงตาข่าย มันมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมความสามารถที่ดีและความสามารถในการเชื่อม CP-TI เหมาะสำหรับการใช้งานต่าง ๆ ที่จำเป็นต้องมีความแข็งแรงสูงและความต้านทานการกัดกร่อน โลหะผสมไทเทเนียม: โลหะผสมไทเทเนียมเช่น TI-6AL-4V (เกรด 5) มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในกรงตาข่ายเนื่องจากคุณสมบัติเชิงกลที่เหนือกว่า โลหะผสมเหล่านี้ให้ความแข็งแรงที่เพิ่มขึ้นความต้านทานความร้อนที่ดีขึ้นและการสร้างที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับ CP-TI พวกเขามักใช้ในการเรียกร้องแอปพลิเคชันที่อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงเป็นสิ่งสำคัญ 6. บทสรุป: คุณสมบัติพิเศษของไทเทเนียมรวมถึงความแข็งแรงที่เหนือกว่าความต้านทานการกัดกร่อนธรรมชาติที่มีน้ำหนักเบาและความเข้ากันได้ทางชีวภาพทำให้เป็นวัสดุที่เป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับกรงตาข่าย การใช้งานในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ตั้งแต่การกรองไปจนถึงการใช้งานทางการแพทย์ได้พิสูจน์ความน่าเชื่อถือและประสิทธิผล ไม่ว่าจะเป็นไทเทเนียมบริสุทธิ์หรือโลหะผสมไทเทเนียมความสามารถรอบตัวของไทเทเนียมในกรงตาข่ายช่วยให้มั่นใจได้ว่าประสิทธิภาพที่ต้องการและอายุการใช้งานที่ยาวนานของโครงสร้างเหล่านี้

การแนะนำ: ไทเทเนียมกลายเป็นวัสดุที่มีค่าสูงในด้านการปลูกถ่ายทางการแพทย์และอุปกรณ์ คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของมันเช่นความเข้ากันได้ทางชีวภาพความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อนทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย หนึ่งแอปพลิเคชั่นดังกล่าวคือการใช้ไทเทเนียมในกรงตาข่ายซึ่งมักใช้ในการผ่าตัดกระดูกสันหลัง บทความนี้สำรวจด้านผู้รับผลประโยชน์ของการใช้ไทเทเนียมในกรงตาข่ายและเน้นความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่ปฏิวัติการผลิตของพวกเขา 1. ข้อดีของไทเทเนียมในกรงตาข่าย: ไทเทเนียมเสนอข้อดีหลายประการเมื่อใช้ในกรงตาข่ายสำหรับการผ่าตัดกระดูกสันหลัง ประการแรกความเข้ากันได้ทางชีวภาพของมันทำให้มั่นใจได้ว่าวัสดุจะไม่ทำให้เกิดอาการไม่พึงประสงค์ภายในร่างกาย ประการที่สองความแข็งแรงและความทนทานของไทเทเนียมให้การสนับสนุนที่ยอดเยี่ยมแก่คอลัมน์กระดูกสันหลังช่วยในกระบวนการฟิวชั่น สุดท้ายความต้านทานการกัดกร่อนของมันช่วยให้มั่นใจได้ว่าอายุการใช้งานที่ยาวนานของการปลูกถ่ายลดความจำเป็นในการผ่าตัดเพิ่มเติม 2. ประเภทของไทเทเนียมที่ใช้ในกรงตาข่าย: โลหะผสมไทเทเนียมประเภทต่าง ๆ ถูกนำมาใช้ในกรงตาข่ายแต่ละอันมีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน โลหะผสมไทเทเนียมที่ใช้กันทั่วไปบางตัว ได้แก่ Ti-6AL-4V และ Ti-6AL-7NB โลหะผสมเหล่านี้ให้ความสมดุลระหว่างความแข็งแรงน้ำหนักและความเข้ากันได้ทางชีวภาพทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานกรงตาข่าย 3. ความก้าวหน้าในการพิมพ์ 3 มิติของกรงตาข่ายไทเทเนียม: การถือกำเนิดของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติได้ปฏิวัติกระบวนการผลิตกรงตาข่ายไทเทเนียม วิธีการดั้งเดิมที่เกี่ยวข้องกับการตัดเฉือนบล็อกไทเทเนียมทำให้เกิดการสูญเสียวัสดุและความเป็นไปได้ในการออกแบบที่ จำกัด อย่างไรก็ตามการพิมพ์ 3 มิติช่วยให้สามารถสร้างรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนการออกแบบที่กำหนดเองและการปลูกถ่ายเฉพาะของผู้ป่วย เทคโนโลยีนี้ช่วยให้ศัลยแพทย์สามารถปรับแต่งกรงตาข่ายตามความต้องการของผู้ป่วยแต่ละรายปรับปรุงผลการผ่าตัดและลดเวลาการกู้คืน 4. บทสรุป: การใช้ไทเทเนียมในกรงตาข่ายได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นประโยชน์อย่างมากในการผ่าตัดกระดูกสันหลัง ความเข้ากันได้ทางชีวภาพความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อนทำให้เป็นตัวเลือกวัสดุที่เหมาะ นอกจากนี้ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติได้เปิดโอกาสใหม่สำหรับการผลิตกรงตาข่ายไทเทเนียมทำให้สามารถออกแบบที่กำหนดเองและปรับปรุงผลลัพธ์ของผู้ป่วย ในขณะที่การวิจัยและพัฒนาในสาขานี้ยังคงดำเนินต่อไปกรงตาข่ายไทเทเนียมคาดว่าจะมีบทบาทสำคัญในการเพิ่มการผ่าตัดกระดูกสันหลังและการฟื้นตัวของผู้ป่วย

2. วัสดุโลหะ วัสดุโลหะมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในข้อต่อประดิษฐ์เนื่องจากคุณสมบัติเชิงกลที่ดีความสะดวกในการประมวลผลและความมั่นคง วัสดุโลหะหลัก ได้แก่ สแตนเลสอัลลอยด์ที่ใช้โคบอลต์อัลลอยไทเทเนียมและโลหะแทนทาลัม โลหะผสมไทเทเนียม ไทเทเนียมเป็นโลหะโครงสร้างที่สำคัญที่พัฒนาขึ้นในปี 1950 โลหะผสมไทเทเนียมแรกที่ใช้คือโลหะผสม Ti-6AL-4V ที่ประสบความสำเร็จในการพัฒนาในปี 2497 ในสหรัฐอเมริกาซึ่งกลายเป็นอัลลอย ACE ในอุตสาหกรรมโลหะผสมไทเทเนียมเนื่องจากความต้านทานความร้อนที่ดีขึ้นความแข็งแรงพลาสติกความเหนียว ความต้านทานและความเข้ากันได้ทางชีวภาพ ในปี 1950 ได้รับการพัฒนาให้เป็นวัสดุทางอากาศและเครื่องยนต์อากาศยานและการใช้งานหลักในอุตสาหกรรมนั้นมีความแข็งแรงสูงพลาสติกสูงความทนทานสูงและความทนทานต่อความเสียหายของโลหะสูง ในปัจจุบันมาตรฐานภายในประเทศสำหรับโลหะผสม Ti-6AL-4V สำหรับข้อต่อประดิษฐ์คือ YY 0117.2-2005 สแตนเลส สแตนเลสเป็นวัสดุแรกที่ใช้ในการเชื่อมต่อเทียมมีความต้านทานการกัดกร่อนและความแข็งแรงเชิงกลบางอย่าง แต่มีองค์ประกอบเช่น Ni มีผล teratogenic ไม่เหมาะสำหรับการพักระยะยาวในร่างกาย 1 นอกจากนี้วัสดุสแตนเลสสตีล ตัวเองไม่ได้ใช้งานทางชีวภาพมันเป็นเรื่องยากที่จะสร้างพันธะที่มั่นคงและมั่นคงกับเนื้อเยื่อกระดูก ดังนั้นในวัสดุร่วมเทียมสแตนเลสจะค่อยๆถูกแทนที่ด้วยโลหะผสมที่ใช้โคบอลต์และโลหะผสมไทเทเนียม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาการใช้โลหะผสมโคบอลต์และโลหะผสมไทเทเนียมเป็นวัสดุเทียมเทียม เมื่อเทียบกับสแตนเลสฟิล์ม passivation ของโลหะผสมโคบอลต์นั้นมีความเสถียรมากขึ้นและมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีขึ้น ข้อเสียของมันส่วนใหญ่รวมถึงการชะล้างของพลาสมา CO และ Ni ที่เกิดจากการกัดกร่อนแรงเสียดทานของโลหะซึ่งช่วยกระตุ้นการหลั่งของไซโตไคน์ 0pg และสารอื่น ๆ 2 และทำให้เกิดเนื้อร้ายของเซลล์กระดูกและเนื้อเยื่อในร่างกาย การจมของอวัยวะเทียมร่วม อัลลอยโคบอลต์-โครเมียม โลหะผสมโคบอลต์-โครเมียมเป็นโลหะผสมแข็งที่ทนต่อการสึกหรอและการกัดกร่อนประเภทต่าง ๆ รวมถึงการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง โดยทั่วไปจะเรียกว่าโลหะผสมโคบอลต์-โครเมียม-ตังสเตน (โมลิบดีนัม) หรือโลหะผสมสเตียริก (โลหะผสมสเตียริกถูกประดิษฐ์โดย American Elwood Hayness ในปี 1907) โลหะผสมที่ใช้โคบอลต์ทำจากโคบอลต์เป็นองค์ประกอบหลักและมีนิกเกิล, โครเมียม, ทังสเตนและโมลิบดีนัมจำนวนเล็กน้อย, ไนโอเบียม, แทนทาลัม, ไทเทเนียม, แลนทาเนียมและองค์ประกอบการผสมอื่น ๆ โคบอลต์และโครเมียมเป็นองค์ประกอบพื้นฐานสองประการของโลหะผสมที่ใช้โคบอลต์ในขณะที่การเติมโมลิบดีนัมให้เมล็ดข้าวที่ดีขึ้นและความแข็งแรงที่สูงขึ้นหลังจากการหล่อหรือปลอม โลหะผสมโคบอลต์-โครโมโซม-โมลเบนเนียมโดยทั่วไปแบ่งออกเป็นสองประเภท: หนึ่งคือโลหะผสม cocrmo ซึ่งมักจะเป็นผลิตภัณฑ์ที่หล่อและอื่น ๆ คือโลหะผสม conicrmo ซึ่งมักจะถูกสร้างขึ้นมาเพื่อการตัดเฉือนที่แม่นยำ ผลิตภัณฑ์ร่วมเทียมมักใช้เป็นโลหะผสม COCCRMO และการปลูกถ่ายที่เกี่ยวข้องกับทันตกรรมยังสามารถผลิตได้ ในปัจจุบันมาตรฐานภายในประเทศสำหรับการหล่อโลหะผสม COCRMO คือ YY 0117.3-2005 วัสดุโลหะแทนทาลัมที่มีรูพรุน วัสดุแทนทาลัมที่มีรูพรุนเป็นวัสดุปลูกถ่ายศัลยกรรมกระดูกชนิดใหม่ที่เกิดขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้ เนื่องจากความสามารถในการใช้งาน histocompatibility ที่ดีความพรุนสูงสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานพื้นผิวสูงและโมดูลัสยืดหยุ่นต่ำจึงได้รับการยอมรับว่าเป็นวัสดุปลูกถ่ายศัลยกรรมกระดูกในอุดมคติ โครงสร้างรูขุมขนของโลหะแทนทาลัมที่มีรูพรุนนั้นคล้ายกับของ trabeculae กระดูก cancellous ที่มีโครงสร้างรูขุมขนเชื่อมต่อสามมิติซึ่งเหมาะสำหรับการเข้าสู่เนื้อเยื่อกระดูกยาว โมดูลัสยืดหยุ่นของมันตรงกับโมดูลัสยืดหยุ่นของเนื้อเยื่อกระดูกที่ไซต์การปลูกถ่ายหลีกเลี่ยงผลการปิดบังความเครียด Tantalum ที่มีรูพรุนมีความเสถียรทางเคมีในสภาพแวดล้อมของเหลวในร่างกายและแสดงความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ยอดเยี่ยม ข้อดีหลายประการของโลหะแทนทาลัมที่มีรูพรุนได้นำไปสู่ความสนใจที่เพิ่มขึ้นและการใช้งานอย่างกว้างขวางในการใช้งานทางคลินิก แหล่งที่มาของภาพ: อินเทอร์เน็ต ข้อมูลสาธารณะแสดงให้เห็นว่าตลาดอุปกรณ์การแพทย์มีการเติบโตที่ CAGR ที่ 5.6% จากปี 2561-2567 (ที่มา: Firestone Creations) ในแง่ของการแบ่งส่วนยอดขายอุปกรณ์การแพทย์เกี่ยวกับศัลยกรรมกระดูกมีมูลค่า 36.5 พันล้านเหรียญสหรัฐคิดเป็น 9% ของส่วนแบ่งอุปกรณ์การแพทย์ทั่วโลก การเลือกวัสดุการออกแบบผลิตภัณฑ์และการประเมินทางชีวภาพของการปลูกถ่ายศัลยกรรมกระดูกเป็นความท้าทายในวันนี้? 3. วัสดุเซรามิก ในสาขาการแพทย์เซรามิกถูกใช้เป็นวัสดุปลูกฝังไม่เพียง แต่สำหรับข้อต่อประดิษฐ์ แต่ยังรวมถึงขาเทียมในช่องปาก ในบรรดาสิ่งเหล่านี้การปลูกถ่ายทันตกรรมเซรามิกเป็นตลาดที่น่าสนใจสำหรับ บริษัท วัสดุเซรามิกทั่วโลก วัสดุเซรามิกเป็นวัสดุเทียมชนิดใหม่ที่เกิดขึ้นหลังจากโลหะและโพลีเอทิลีน มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีและอัตราการสึกหรอต่ำ ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับซับใน acetabular ส่วนหัวกระดูกต้นขาหรือขาเทียม condyle เส้นเลือด อาหารที่เราใช้ในชีวิตนั้นทำจากเซรามิก แต่วัสดุเซรามิกที่เลือกสำหรับขาเทียมร่วมนั้นแตกต่างจากเซรามิกที่ใช้สำหรับอาหาร เซรามิกที่ใช้ในชีวิตทำจากดินเหนียวที่เผาที่อุณหภูมิสูงในขณะที่เซรามิกที่ใช้ในการทำข้อต่อของข้อต่อทำจากอลูมินาที่บริสุทธิ์สูงและเซอร์โคเนียและอุณหภูมิการเผานั้นสูงขึ้นและควบคุมอย่างเข้มงวดมากขึ้น ข้อต่อสะโพกเทียมในทางกลับกันแบ่งออกเป็นสามประเภท ได้แก่ เซรามิกเซรามิก, เซรามิก-โพลีเอทิลีนและโลหะผสม-โพลีเอทิลีนขึ้นอยู่กับวัสดุของหัวลูกและถ้วยอะซิตาบูล ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเซรามิกเซรามิก, เซรามิก-โพลีเอทิลีนและโลหะผสม-โพลีเอทิลีนสะท้อนให้เห็นในคุณสมบัติเชิงกลและชีวภาพ วัสดุพิเศษและกระบวนการเฉพาะผลิตเซรามิกที่ทนต่อการสึกหรอและแข็ง วรรณกรรมรายงานว่าขาเทียมสะโพกที่ทำจากเซรามิกส์สวมเพียง 5 ไมครอนต่อปีทำให้พวกเขาทนทานและเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดสำหรับผู้ป่วยเด็ก การเปลี่ยนข้อต่อประดิษฐ์ได้รับการยกย่องว่าเป็นหนึ่งในเหตุการณ์สำคัญที่สำคัญในประวัติศาสตร์ของการผ่าตัดศัลยกรรมกระดูกในศตวรรษที่ 20 และรากฐานที่สำคัญของการสร้างและการพัฒนาของการเปลี่ยนข้อต่ออยู่ในขาเทียมร่วม อวัยวะเทียมร่วมกันอาจดูเหมือนไม่มีนัยสำคัญ แต่เป็นผลมาจากการบูรณาการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในหลายสาขาเช่นการแพทย์โลหะวิทยาวัสดุสารเคมีและกลไกและเป็นผลมาจากความพยายามร่วมกันหลายทศวรรษระหว่างศัลยแพทย์ศัลยกรรมกระดูกและนักวิทยาศาสตร์จากนักวิทยาศาสตร์ เขตข้อมูลที่แตกต่างกัน ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีวัสดุเทียมที่ยอดเยี่ยมมากขึ้นเรื่อย ๆ จะเกิดขึ้นเพื่อประโยชน์ของผู้ป่วยเพื่อให้ผู้ป่วยสามารถกำจัดโรคร่วมได้

ในฐานะที่เป็นขั้นตอนการผ่าตัดสำหรับการรักษาโรคข้อเข่าเสื่อมระยะสุดท้ายและโรคข้อต่ออื่น ๆ การเปลี่ยนข้อต่อประดิษฐ์ได้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการปฏิบัติทางคลินิกด้วยผลลัพธ์ที่ดีบรรเทาอาการปวดและปรับปรุงคุณภาพชีวิตสำหรับผู้ป่วยจำนวนมากที่มีโรคกระดูกพรุนรุนแรง ประวัติการเปลี่ยนข้อต่อประดิษฐ์เริ่มต้นที่ไหน? ในปี 1890 Gluck ใช้งาช้างครั้งแรกเพื่อผลิตข้อต่อขากรรไกรล่าง; ในปี 1938 ไวเลสใช้สแตนเลสสำหรับ acetabulum และหัวกระดูกต้นขา; จากนั้นมัวร์ก็ทำการเปลี่ยนข้อต่อกระดูกต้นขาเทียม ในปี 1940 พี่น้อง WDER ใช้เรซิ่นสังเคราะห์เพื่อผลิตข้อต่อประดิษฐ์ ในปี 1951 การเปลี่ยนข้อต่อของสะโพกรวมเริ่มต้นขึ้น 1952, Habowsh ใช้อะคริลิคเพื่อแก้ไขฟันเพื่อแก้ไขสิ่งประดิษฐ์ในปี 1958 Charnhey ได้ทำข้อต่อเทียมที่มีแรงเสียดทานต่ำด้วย polytetrafluoroethylene acetabulum และหัวกระดูกต้นขาที่เป็นโลหะตามทฤษฎีของการลื่น Charnley ทำข้อต่อเทียมสะโพกทั้งหมดด้วยโพลีเอทิลีนอะซิตาบูลัมที่มีความหนาแน่นสูงและหัวกระดูกต้นขาขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 22 มม. ในปีพ. ศ. 2505 Charnley ได้สร้างข้อต่อเทียมสะโพกรวมด้วยโพลีเอทิลีนอะซิตาบูลัมที่มีความหนาแน่นสูงและหัวกระดูกต้นขาขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 22 มม. และแก้ไขด้วยซีเมนต์กระดูก (methacrylate) ซึ่งมีผลที่น่าพอใจมากขึ้น ตั้งแต่นั้นมาการเปลี่ยนข้อต่อประดิษฐ์ได้เข้าสู่ขั้นตอนใหม่ของการใช้งานจริง ดังนั้นวัสดุร่วมเทียมที่ใช้ในการแทนที่ข้อต่อมนุษย์ของเราคืออะไร? ข้อต่อประดิษฐ์ในฐานะผู้ปลูกถ่ายมนุษย์ต้องมีลักษณะดังต่อไปนี้: ①เข้ากันได้กับเนื้อเยื่อของมนุษย์ไม่มีผลข้างเคียงที่เป็นพิษต่อร่างกายมนุษย์และไม่มีปฏิกิริยาการปฏิเสธ ②สามารถรวมเข้ากับส่วนต่อประสานทางชีวภาพและมีเสถียรภาพได้ดี ③สมรรถนะที่มั่นคงทนต่อ microenvironment ของมนุษย์ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะสลายตัวอิเล็กโทรไลซ์และสึกกร่อน seasy เพื่อสังเคราะห์และผลิตและสามารถผลิตจำนวนมาก ⑤คุณสมบัติทางชีวกลศาสตร์ที่เหมาะสมซึ่งสามารถปรับให้เข้ากับเนื้อเยื่อของมนุษย์ได้ดีกว่าที่ไซต์ฝัง; ไม่มีวัสดุเทียมที่มีคุณสมบัติตรงตามเงื่อนไขทั้งหมดข้างต้นอย่างแน่นอนและเนื่องจากสถานการณ์นี้การรวมวัสดุที่มีข้อได้เปรียบที่แตกต่างกันสามารถชดเชยได้สำหรับการขาดวัสดุเดียว มันได้กลายเป็นตัวเลือกหลักของแพทย์ในปัจจุบัน แต่ในขั้นตอนการเลือกวัสดุเราจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อกำหนดของสภาพแวดล้อมทางสรีรวิทยาและชีวกลศาสตร์ร่วมกันได้มากที่สุด วัสดุเทียมเทียมมีสามประเภทหลักในการใช้งานทั่วไปในวันนี้: วัสดุโลหะโพลีเมอร์และเซรามิก 1. วัสดุพอลิเมอร์ 1.1 วัสดุพอลิเมอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วย: polymethyl methacrylate, โพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษและโพลีเอทิลีนเชื่อมโยงข้ามสูง polymethyl methacrylate หรือที่รู้จักกันในชื่อ "ซีเมนต์กระดูก" ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการตรึงของอวัยวะเทียมซีเมนต์กระดูกในขณะที่ uhmwpe และโพลีเอทิลีนเชื่อมโยงข้ามสูงส่วนใหญ่จะใช้สำหรับซับใน acetabulum และเว้นวรรค อวัยวะเทียมร่วมกันเป็นรากฟันเทียมที่มีราคาแพงที่จะฝังอยู่ในร่างกายมนุษย์ แต่ยังใช้เป็นเวลาหลายปีโดยไม่มีความเสียหายหลายคนกำลังพิจารณาโพลีเอทิลีนดังนั้นวัสดุ "ต่ำสุด" จะไม่สามารถทำได้? ในความเป็นจริงนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุและศัลยแพทย์เกี่ยวกับศัลยกรรมกระดูกได้ลองใช้วัสดุขั้นสูงเช่น PTFE แต่ผลลัพธ์ไม่น่าพอใจหลังจากการตรวจคัดกรองอย่างต่อเนื่องโพลีเอทิลีนที่มีความต้านทานต่อการสึกหรอและผลกระทบที่ยอดเยี่ยมได้กลายเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด 1.2 อย่างไรก็ตามโพลีเอทิลีนที่ใช้สำหรับข้อต่อข้อต่อยังคงแตกต่างจากโพลีเอทิลีนที่ใช้สำหรับแอ่งและถุงพลาสติก ข้อต่อเทียมเป็นอวัยวะเทียมที่ถูกฝังเพื่อแทนที่ข้อต่อที่เป็นโรคหรือเสียหายซึ่งจะต้องมีความต้านทานการสึกหรอที่เพียงพอคุณสมบัติเชิงกลและความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันนอกเหนือจากข้อกำหนดทางชีวภาพ "ตั้งแต่ 90's polyethylene ที่เชื่อมโยงข้ามสูงได้ถูกสร้างขึ้นโดยปฏิกิริยาทางเคมีและแม้แต่รังสีพลังงานสูงเสริมด้วยการรักษาด้วยความร้อนละเอียดเพื่อเพิ่มความต้านทานต่อการสึกหรอ 1.3 UHMWPE ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นวัสดุสำหรับการเปลี่ยนข้อต่อประดิษฐ์เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่ยอดเยี่ยมของตัวเอง ยังมีต่อ...

ใน 400-300 ปีก่อนคริสตกาลชาวฟินีเซียนใช้สายโลหะเพื่อเรียกคืนฟันที่หายไป ในประเทศจีนในช่วงราชวงศ์ Tang (618-907 AD) มีบันทึกของการเติมสีเงินซึ่งประกอบด้วยเงินปรอทและดีบุกคล้ายกับอะมัลกัมเงินสมัยใหม่ วัสดุโลหะชิ้นแรกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการรักษาทางคลินิกคือโลหะมีค่าเช่นทองคำเงินและแพลตตินัมที่มีความเสถียรทางเคมีที่ดีและคุณสมบัติการประมวลผล แต่ส่วนใหญ่สำหรับการซ่อมแซมจนกระทั่งต้นศตวรรษที่ 20 การพัฒนาวัสดุโลหะในอุปกรณ์ชีวการแพทย์มีความกว้างขวางมากขึ้น .. Tantalum Medical - วัสดุโลหะทางการแพทย์ที่ยอดเยี่ยม ภาพรวม: โมดูลัสของความยืดหยุ่น 186-191 เกรดเฉลี่ย, แรงดึงความต้านทาน 200-300mpa Microhardness 120d - 30170mpa; มันมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีและความต้านทานต่อการกัดกร่อนทางสรีรวิทยา ข้อดี: แทนทาลัมที่ฝังอยู่ในกระดูกสามารถสร้างพันธะที่มีกระดูกสันหลังด้วยกระดูกใหม่โดยรอบ ตั้งแต่ปีพ. ศ. 2483 เมื่อมีการใช้แทนทาลัมบริสุทธิ์ครั้งแรกในสาขาศัลยกรรมกระดูกมันถูกใช้ในการปฏิบัติทางคลินิกมาเกือบ 80 ปี เมื่อแทนทาลัมถูกฝังในเนื้อเยื่ออ่อนกล้ามเนื้อและเนื้อเยื่ออื่น ๆ สามารถเติบโตได้ตามปกติบนปุ่มโดยไม่ต้องระคายเคืองหรือผลข้างเคียงที่เป็นพิษในร่างกายมนุษย์ มันถูกใช้เป็นแผ่นกระดูก, แผ่นกะโหลก, สกรูกระดูก, รากฟันเทียมทันตกรรม, อวัยวะเทียมใบหน้า, ฟันปลอมและเย็บแผลผ่าตัดและเย็บแผล การปฏิเสธพื้นผิวที่เป็นเอกลักษณ์ของ Tantalum ทำให้ทนต่อการเกิดลิ่มเลือดและใช้เป็นขดลวดหลอดเลือดและในหัวใจมนุษย์ แอปพลิเคชัน: 1. ลวดแทนทาลัม Tantalum มีความเหนียวที่ดีและสามารถทำให้เป็นสายไฟที่เทียบเคียงได้หรือดีกว่าผม ลวดแทนทาลัมเป็นรอยประสานการผ่าตัดมีข้อดีของการทำหมันง่าย ๆ การระคายเคืองน้อยลงและความต้านทานต่อความตึงเครียดสูง แต่ก็มีข้อเสียของการไม่ผูกติดอยู่ได้ง่าย ลวดแทนทาลัมสามารถใช้สำหรับเย็บกระดูกเอ็น, พังผืด, และการเย็บแผลลดความตึงเครียดหรือสำหรับการตรึงฟันในปากและสามารถใช้เป็นเย็บแผลสำหรับการผ่าตัดอวัยวะภายในหรือฝังในลูกตาเทียม สายแทนทาลัมสามารถแทนที่เส้นเอ็นและเส้นใยเส้นประสาท 2. แผ่นแทนทาลัม โลหะแทนทาลัมสามารถสร้างเป็นรูปทรงและขนาดต่าง ๆ ของแผ่นแทนทาลัมซึ่งสามารถฝังได้ตามความต้องการของส่วนต่าง ๆ ของร่างกายเช่นการซ่อมแซมและปิดรอยแตกและข้อบกพร่องในกะโหลกศีรษะหักและการแตกหักของแขนขา หลังจากที่หูเทียมทำจากแผ่นแทนทาลัมและจับจ้องอยู่บนศีรษะผิวจะถูกปลูกถ่ายจากขา 3. การใส่ขดลวดแทนทาลัม ลวดแทนทาลัมสามารถทอเป็นขดลวดบอลลูนที่ขยายได้ การใส่ขดลวดแทนทาลัมสามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจนภายใต้เอ็กซเรย์และง่ายต่อการตรวจสอบและติดตาม การเก็บรักษาระยะยาวในร่างกายโดยไม่มีการแตกหักและการกัดกร่อน ความยืดหยุ่นของแทนทาลัมเป็นสิ่งที่ดีดังนั้นการใส่ลวดแทนทาลัมสามารถปรับให้เข้ากับการเต้นปกติของหลอดเลือดแดงและสามารถปล่อยได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ 4. การเคลือบแทนทาลัม ผู้คนใช้ประโยชน์จากความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมของโลหะแทนทาลัมและเคลือบบนพื้นผิวของวัสดุโลหะทางการแพทย์บางชนิดเพื่อหยุดการปลดปล่อยองค์ประกอบที่เป็นพิษและปรับปรุงความเข้ากันได้ทางชีวภาพของวัสดุโลหะในขณะที่การเคลือบแทนทาลัมยังช่วยเพิ่มทัศนวิสัยของวัสดุในมนุษย์ ร่างกาย. การเคลือบ Tantalum ปรับปรุงคุณสมบัติ osseointegration ของโลหะไทเทเนียมเพิ่มการยึดเกาะของเซลล์และส่งเสริมการเจริญเติบโตของเซลล์ พลังงานพื้นผิวที่สูงขึ้นและความสามารถในการเปียกน้ำที่ดีขึ้นของการเคลือบแทนทาลัมช่วยเพิ่มการทำงานร่วมกันระหว่างเซลล์และวัสดุปลูกถ่าย นอกเหนือจากวัสดุโลหะแล้วแทนทาลัมยังสามารถเคลือบบนพื้นผิวของวัสดุที่ไม่ใช่โลหะเช่นกรงคาร์บอนสำหรับฟิวชั่นกระดูกสันหลังที่การเคลือบแทนทาลัมช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความเหนียวของกรงคาร์บอนเพื่อให้เหมาะกับความสามารถในการรับน้ำหนัก คอลัมน์และเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของขั้นตอนการผ่าตัด นอกจากนี้แทนทาลัมยังสามารถเคลือบด้วยโพลีเมอร์บางชนิดในคอมโพสิตเพื่อปรับปรุงการมองเห็นและความเข้ากันได้ทางชีวภาพของวัสดุ

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของวัสดุวัสดุวัสดุพอลิเมอร์ทางการแพทย์ค่อยๆกลายเป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดคือวัสดุที่ใหญ่ที่สุด Polyetheretherketone (PEEK) เป็นวัสดุฝังรากฟันเทียมใหม่ที่มีลักษณะที่ยอดเยี่ยมของตัวเองในวัสดุทางการแพทย์ที่โดดเด่นใช้มากขึ้นในการทำศัลยกรรมพลาสติก, หัวใจและหลอดเลือด, กระดูกสันหลังเทียมและสาขาอื่น ๆ อีกมากมายในปัจจุบันมีการใช้งานดังต่อไปนี้: 1, วัสดุ PEEK สำหรับการปลูกถ่ายทางการแพทย์ ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมอยู่ใกล้กับวัสดุกระดูกมากที่สุด ความเข้ากันได้ทางชีวภาพเป็นองค์ประกอบพื้นฐานที่สุดในการวัดว่าวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการปลูกถ่ายของมนุษย์วัสดุจะต้องไม่เป็นพิษ, การกลายพันธุ์, ก่อมะเร็ง, สารก่อมะเร็งและไม่ทำให้เกิดอาการแพ้ PEEK เกรดฝังรากฟันเทียมได้รับการทดสอบความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่สมบูรณ์ในสิ่งอำนวยความสะดวกการทดสอบอิสระจากต่างประเทศอย่างเข้มงวดกับ ISO 10993 ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่า PEEK เกรดรากฟันเทียมมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ยอดเยี่ยมโดยไม่มีผลข้างเคียงใด ๆ กฎหมายของ Wolfe ที่มีชื่อเสียงระบุว่ากระดูกเติบโตขึ้นในที่ที่จำเป็นและ resorbs ในที่ซึ่งไม่ได้หมายความว่าการเจริญเติบโตของกระดูกการสลายและการสร้างใหม่ทั้งหมดเกี่ยวข้องกับสถานะของกระดูกภายใต้ความเครียด เนื่องจากโมดูลัสของความยืดหยุ่นของโลหะนั้นเกินกว่ากระดูกอย่างมากเมื่อโลหะถูกฝังอยู่ในร่างกายมันใช้เวลาส่วนใหญ่ของภาระทางกลลดภาระของกระดูกและสร้างผลการปิดบังความเครียดด้วยผลของการรักษากระดูกล่าช้า ในระยะยาวกระดูกจะเข้มงวดและแม้แต่เสื่อมสภาพ ในทางตรงกันข้ามโมดูลัสของความยืดหยุ่นของการมองเห็นอยู่ใกล้กับกระดูกมากและความเครียดของกระดูกนั้นไม่ได้เกิดจากการปลูกถ่ายทั้งหมดทำให้กระดูกมีสุขภาพดีขึ้น 2, ซ่อมแซมกะโหลกศีรษะเพื่อหลีกเลี่ยงความอับอายของฤดูหนาวที่หนาวเย็นและฤดูร้อนที่ร้อนแรง นักวิจัยพบว่า PEEK เป็นวัสดุซ่อมแซมกะโหลกทางคลินิกที่ใกล้เคียงที่สุดกับกระดูกมนุษย์ในแง่ของประสิทธิภาพ เมื่อเปรียบเทียบกับโลหะผสมไทเทเนียมที่ใช้กันทั่วไป PEEK นั้นอยู่ใกล้กับกระดูกของมนุษย์โดยมีพื้นผิวที่แข็งแรงและไม่มีความเสี่ยงต่อการเกิดภาวะซึมเศร้า มีฉนวนที่ดีและหลีกเลี่ยงความหนาวเย็นในฤดูหนาวและความร้อนในฤดูร้อน แม้ว่าวัสดุไทเทเนียมจะมีการถ่ายเทความร้อนที่ดี แต่นี่เป็นข้อเสียสำหรับผู้ป่วย เมื่อผู้ป่วยได้รับผลกระทบจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างความร้อนและเย็นภายนอกมีการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมของโพรงสมองซึ่งอาจส่งผลต่อความสะดวกสบาย ตัวอย่างเช่นการนำความร้อนที่ยอดเยี่ยมของแผ่นเปลือกโลกไทเทเนียมสามารถทำให้เกิดอาการปวดและไม่สบายสำหรับผู้ป่วยเมื่อพวกเขามาจากห้องอบอุ่นไปยังพื้นที่กลางแจ้งเย็นในช่วงฤดูหนาว อย่างไรก็ตาม Peek เป็นฉนวนที่ดีและหลีกเลี่ยงสถานการณ์ที่น่าอับอายของตาข่ายไทเทเนียมที่เย็นชาในฤดูหนาวและร้อนในฤดูร้อน Peek ทิ้งข้อบกพร่องของวัสดุซ่อมแซมกะโหลกแบบดั้งเดิมเช่นลูกแก้วซีเมนต์กระดูกและโลหะผสมไทเทเนียมเช่นการปฏิเสธที่แข็งแกร่งการรูปร่างที่ไม่ดีฉนวนกันความร้อนที่ไม่ดีความสะดวกสบายที่ไม่ดีและการซึมผ่านของรังสีเอกซ์หลังผ่าตัด ด้วยการใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างขึ้นอย่างแน่นหนาและมีรูปร่างที่สมบูรณ์แบบพร้อมความเข้ากันได้ทาง histocompatibility ที่ดี คุณสมบัติเชิงกลของมันอยู่ใกล้กับกระดูกมนุษย์ เป็นไปได้ว่าวัสดุใหม่นี้จะเป็นวัสดุที่เลือกสำหรับการซ่อมแซมกะโหลกศีรษะ 3, การซ่อมแซมกระดูกสันหลังลดภาวะแทรกซ้อน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาอุบัติการณ์ของโรคกระดูกสันหลังส่วนเอวและปากมดลูกในประเทศจีนเพิ่มขึ้นทุกปีและมีแนวโน้มที่จะอายุน้อยกว่า จำนวนผู้ป่วยที่เป็นโรคกระดูกสันหลังส่วนเอวในประเทศจีนมีมากกว่า 200 ล้านคนและจำนวนคนที่ทุกข์ทรมานจากกระดูกสันหลังส่วนคอก็อยู่ที่ 200 ล้าน หากผู้ป่วยมีโรคกระดูกสันหลังเสื่อมลงแพทย์จะแนะนำให้ถอดแผ่นดิสก์ที่เป็นโรคออกแล้วปลูกฝังอวัยวะเทียมที่เรียกว่า "intervertebral fusion" เพื่อแทนที่ ปัจจุบันอุปกรณ์ฟิวชั่น intervertebral ที่พบมากที่สุดคือ Titanium Fusion และ PEEK FUSION การแอบดูการหลอมรวมเข้ากันได้กับรังสีและ MRIs และมีโมดูลัสต่ำของความยืดหยุ่นหลีกเลี่ยงภาวะแทรกซ้อนของ autograft และข้อบกพร่องของ allograft PEEK ที่ได้รับการดัดแปลงนั้นมีประสิทธิภาพมากกว่าการใช้การเชื่อมโยงการเชื่อมโยงข้ามคอลลาเจน Type I เพื่อปรับปรุงการไฮโดรโฟบิซิตี้ของพื้นผิววัสดุและการยึดเกาะของเซลล์และการเพิ่มจำนวนและวัสดุที่ปรับเปลี่ยนมีความสามารถทางชีวภาพที่ดีกว่า 4, อุปกรณ์เสริมทันตกรรมเพื่อความสะดวกสบายของผู้ป่วยมากขึ้น Peek ถูกนำมาใช้มากขึ้นในทันตกรรมเนื่องจากความเสถียรทางเคมีที่ยอดเยี่ยมและความต้านทานต่อสารเคมีส่วนใหญ่วัสดุที่ใช้ส่วนใหญ่ใช้ในอุปกรณ์เสริมรากฟันเทียมเช่นตัวค้ำชั่วคราวหมวกรักษาและการรักษา เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุที่ใช้กันทั่วไปเช่นโลหะเซอร์โคเนียและอลูมินา Peek ไม่จำเป็นต้องมีการเผาและแม่นยำมากขึ้น มันมีความหนาแน่นต่ำและมีน้ำหนักเบาทำให้สะดวกสบายสำหรับผู้ป่วยที่จะสวมใส่; และพื้นผิวที่อ่อนนุ่มของมันให้การดูดซับแรงกระแทกสำหรับการบดเคี้ยว นอกเหนือจากการปลูกถ่ายทางการแพทย์แล้ว PEEK ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์การแพทย์ ในระยะสั้น PEEK มีข้อดีของความต้านทานการสึกหรอความต้านทานการกัดกร่อนความต้านทานอุณหภูมิสูงความแข็งแรงสูงการส่งผ่านรังสีเอกซ์ \ ความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีและลักษณะอื่น ๆ เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุทางการแพทย์ทั่วไปเช่นไทเทเนียมและอัลลอยโคบอลต์-โครเมียม Peek เสนอข้อดีเพิ่มเติมมากมาย: (1) โมดูลัสที่ต่ำกว่าของความยืดหยุ่น (2) การดูดซึม X-ray (3) คุณสมบัติการทำหมันที่ยอดเยี่ยม (4) ความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีขึ้น (5) คุณสมบัติ (6) เสรีภาพในการออกแบบที่มากขึ้น

ข้อดีของโลหะผสม cocrmo ในสาขาการแพทย์ Cocrmo Alloy เป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตอุปกรณ์การแพทย์ มันมีข้อดีเช่นความแข็งแรงสูงความต้านทานการสึกหรอสูงความต้านทานการกัดกร่อนและความเข้ากันได้ทางชีวภาพทำให้ใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาการแพทย์เช่นข้อต่อประดิษฐ์ทันตกรรมและศัลยกรรมกระดูก บทความนี้จะแนะนำข้อดีของโลหะผสม COCRMO ในสาขาการแพทย์ 1. ความแข็งแรงสูงและความต้านทานการสึกหรอสูง โลหะผสม COCRMO มีความแข็งแรงสูงและต้านทานการสึกหรอสูงซึ่งสามารถทนต่อแรงและแรงดันจำนวนมาก สิ่งนี้ทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการผลิตข้อต่อประดิษฐ์เล็บกระดูกและเครื่องมือศัลยกรรมกระดูกอื่น ๆ โลหะผสม COCRMO มีโมดูลัสยืดหยุ่นและความแข็งแรงของผลผลิตสูงซึ่งสามารถใช้ในร่างกายมนุษย์เป็นเวลานานโดยไม่มีการเสียรูปหรือความเหนื่อยล้า 2. ความต้านทานการกัดกร่อน โลหะผสม COCRMO มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมซึ่งสามารถใช้ในร่างกายมนุษย์เป็นเวลานานโดยไม่ได้รับผลกระทบจากการกัดกร่อน สิ่งนี้ทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการผลิตข้อต่อประดิษฐ์ทันตกรรมและอุปกรณ์การแพทย์อื่น ๆ โลหะผสม COCRMO สามารถต้านทานการกัดกร่อนและการเกิดออกซิเดชันในของเหลวในร่างกายมนุษย์รักษาเสถียรภาพของคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี 3. ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ โลหะผสม COCRMO มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีซึ่งสามารถใช้ในร่างกายมนุษย์เป็นเวลานานโดยไม่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาปฏิเสธหรืออาการไม่พึงประสงค์อื่น ๆ สิ่งนี้ทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการผลิตข้อต่อประดิษฐ์ทันตกรรมและอุปกรณ์การแพทย์อื่น ๆ ความเข้ากันได้ทางชีวภาพของโลหะผสม COCRMO ได้รับการวิจัยและตรวจสอบอย่างกว้างขวางและได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นวัสดุทางการแพทย์ที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ โดยสรุปอัลลอย COCRMO มีข้อได้เปรียบเช่นความแข็งแรงสูงความต้านทานการสึกหรอสูงความต้านทานการกัดกร่อนและความเข้ากันได้ทางชีวภาพทำให้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตอุปกรณ์การแพทย์ ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีทางการแพทย์การประยุกต์ใช้โลหะผสม COCRMO ในสาขาการแพทย์จะกลายเป็นเรื่องที่กว้างขวางมากขึ้นเรื่อย ๆ

วัสดุโลหะผสมไทเทเนียมชีวการแพทย์อ้างถึงชั้นของวัสดุโครงสร้างการทำงานที่ใช้โดยเฉพาะในวิศวกรรมชีวการแพทย์ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตและการผลิตรากฟันเทียมการผ่าตัดเครื่องมือศัลยกรรมกระดูกและผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ตามมาตรฐานระดับมืออาชีพของการปลูกถ่ายศัลยกรรมและเครื่องมือศัลยกรรมกระดูกวัสดุอัลลอยไทเทเนียมสามารถจำแนกได้เป็นหมวดหมู่ของ "วัสดุโลหะ" ใน "วัสดุสำหรับการปลูกถ่ายศัลยกรรม" ในขณะที่วัสดุโลหะผสมไทเทเนียมสามารถทำหน้าที่เป็นหัวใจและหลอดเลือดกระดูกและข้อต่อกระดูก กระดูกสันหลัง, เครื่องมือศัลยกรรมกระดูก, เครื่องกระตุ้นหัวใจและเครื่องกระตุ้นหัวใจ, ประสาทหูเทียมวัตถุดิบสำหรับการกระตุ้นเส้นประสาทและผลิตภัณฑ์ปลูกถ่ายอื่น ๆ โลหะผสมไทเทเนียมชีวการแพทย์สามารถแบ่งออกเป็นโลหะผสมไทเทเนียมα type I (เช่นซีรีย์ไทเทเนียมบริสุทธิ์) α+ββประเภทที่ 1 อัลลอยไทเทเนียมไทเทเนียม (เช่น TI6AL4V) และโลหะผสมไทเทเนียมชนิดที่สอง (เช่น TI12MO6ZR2FE ฯลฯ ) โลหะผสมมีลักษณะของแรงโน้มถ่วงขนาดเล็กความแข็งแรงเฉพาะสูงโมดูลัสยืดหยุ่นต่ำความต้านทานการกัดกร่อนการตัดเฉือนง่ายและความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีเมื่อเทียบกับสแตนเลสทางการแพทย์และโลหะผสมที่ใช้โคบอลต์

การปลูกถ่ายมนุษย์เป็นวัสดุการทำงานพิเศษที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับชีวิตมนุษย์และสุขภาพ เมื่อเทียบกับวัสดุโลหะอื่น ๆ ไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมมีข้อดีหกประการ: 1. น้ำหนักเบา 2. โมดูลัสยืดหยุ่นต่ำ 3. ไม่มีแม่เหล็ก 4. ไม่เป็นพิษ 5. ความต้านทานการกัดกร่อน 6. ความแข็งแรงสูงและความทนทานที่ดี โลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียมมีลักษณะการใช้งานที่ยอดเยี่ยมและได้รับการยอมรับว่าเป็นวัสดุโลหะที่ยอดเยี่ยมในสาขาชีวการแพทย์ของโลก เมื่อเทียบกับการใช้สแตนเลสอัลลอยด์ที่ใช้โคบอลต์และวัสดุโลหะอื่น ๆ ไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมมีข้อได้เปรียบในการใช้งานที่ยอดเยี่ยมและพื้นที่การพัฒนาที่ยอดเยี่ยม จากข้อมูลที่เกี่ยวข้องการใช้วัสดุโลหะเป็นรากฟันเทียมของมนุษย์จะค่อยๆเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ หลังจากปี 1990 มีเพียงสหรัฐอเมริกาเท่านั้นที่ใช้ชิ้นส่วนโลหะมากกว่า 2 ล้านชิ้นสำหรับการปลูกถ่ายมนุษย์ทุกปีซึ่งข้อต่อไขกระดูกและชิ้นส่วนกระดูกต้นขาคิดเป็น 2.5%; อุปสงค์และอุปทานของผลิตภัณฑ์ตรึงภายนอกที่แตกหักและผลิตภัณฑ์ตรึงภายในกำลังเฟื่องฟูในตลาดยุโรปส่วนใหญ่ในฝรั่งเศสเยอรมนีอิตาลีและสหราชอาณาจักร ในปี 2547 มูลค่าตลาดสูงถึง 280 ล้านดอลลาร์สหรัฐซึ่งผลิตภัณฑ์ตรึงภายในคิดเป็น 85.7% ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมาอัตราการเติบโตของตลาดของวัสดุและผลิตภัณฑ์ชีวการแพทย์ได้รับการดูแลไว้ที่ 20% - 25% เป็นที่คาดการณ์ว่าในอีก 10 ถึง 15 ปีข้างหน้าอุตสาหกรรมอุปกรณ์การแพทย์รวมถึงวัสดุชีวการแพทย์จะพัฒนาอย่างรวดเร็วและจะเข้าถึงการประหยัดจากขนาดและกลายเป็นอุตสาหกรรมเสาหลักของเศรษฐกิจโลก ข้อดีของวัสดุไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมได้รับการยอมรับจากชุมชนการแพทย์และได้รับการยอมรับจากผู้ป่วยมากขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อพิจารณาถึงปัจจัยของสงครามการบาดเจ็บจากการเล่นกีฬาและการปรับปรุงมาตรฐานการครองชีพของผู้คนตัวเลือกแรกของไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมเนื่องจากการปลูกถ่ายมนุษย์มีพื้นที่การเติบโตขนาดใหญ่

มาตรฐานอเมริกัน 1. มาตรฐาน ASTM ASTMB229-2001 Sponge Titanium ASTMB265-2005 ไทเทเนียมและแถบโลหะผสมไทเทเนียมแผ่นและจาน ASTMB337-1995 TITANIUM และ TITANIUM Alloy ที่ไร้รอยต่อและรอยเชื่อม (B861-2002 แล้ว ท่อไทเทเนียมและไทเทเนียมอัลลอยด์ไร้รอยต่อ, B862-2002 ไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียม ท่อเชื่อมแทน) ASTMB338-2005A คอนเดนเซอร์ไทเทเนียมและไทเทเนียมโลหะผสมและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ไม่มีรอยต่อและท่อเชื่อม ASTMB348-2005 TITANIOM และ TITANIUM AlLOY BARS และ BILLETS ASTMB363-2004 ไทเทเนียมที่ไม่ใช่อัลลอยด์และโลหะผสมไทเทเนียมไร้รอยต่อและอุปกรณ์เชื่อม ASTMB367-2004 การหล่อโลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียม ASTMB861-2002 ไทเทเนียมและอัลลอยไทเทเนียมไร้รอยต่อ ASTMB862-2002 TITANIOM และ TITANIOM AlLOY COLD ASTMB381-2005 ไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียม ASTMF67-2000 ไทเทเนียมบริสุทธิ์สำหรับการปลูกถ่ายศัลยกรรม ASTMF136-2002A TI-6AL-4VELI วัสดุแปรรูปสำหรับการปลูกถ่ายศัลยกรรม ASTMF620-2002 สำหรับการปลูกถ่ายศัลยกรรมα+βเฟสไทเทเนียมการตีพิมพ์ ASTMF1108-2002 การหล่อ TI-6AL-4V สำหรับการปลูกถ่ายศัลยกรรม ASTMF1295-2001 วัสดุแปรรูป TI-6AL-7NB สำหรับการปลูกถ่ายศัลยกรรม ASTMF1341-1999 ลวดไทเทเนียมบริสุทธิ์ ASTMF1472-2002A TI-6AL-4V วัสดุแปรรูปสำหรับการปลูกถ่ายศัลยกรรม ASTMF1713-1996 TI-13NB-13ZR วัสดุแปรรูปสำหรับการปลูกถ่ายศัลยกรรม ASTMF1813-2001 TI-12MO-6ZR-2FE วัสดุแปรรูปสำหรับการปลูกถ่ายศัลยกรรม ASTMF2063-2000 สำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์และการปลูกถ่ายศัลยกรรม วัสดุการประมวลผลโลหะผสมหน่วยความจำ 2. สมาคมวิศวกรเครื่องกลอเมริกันอเมริกัน ASME Section VIII: บทที่ 1 ความกดดันเรือ (กฎพื้นฐาน) มาตรฐานเทคนิคการบินและอวกาศอเมริกัน AMS490-2001 แผ่นไทเทเนียม, แถบและแผ่น (สถานะการหลอม) (380MPA) AMS4901-2002 แผ่นไทเทเนียม, แถบและจาน (รัฐหลอม) (485MPA) AMS4902-2001 แผ่นไทเทเนียม, แถบและแผ่นแผ่น 2001 แผ่นโลหะผสม GAP ​​GAP ระดับต่ำสุด TI-6AL-4V แถบและแผ่น (รัฐหลอม) AMS4910-2003TI-5AL-2.5SN แผ่นโลหะผสมแผ่นแถบและแผ่นกลาง (สถานะการหลอม) AMS4911-003TI-6AL-4V แผ่นแผ่นแถบและแผ่นกลาง (สถานะการหลอม) AMS4921-2004 แท่งไทเทเนียมการตีโปกและแหวน (อบอ่อน) (485MPA) AMS4924-2002 องค์ประกอบการกวาดล้างระดับต่ำสุดระดับ TI-5AL-2.5SN แท่ง การตีลังกาและแหวน (อบอ่อน) AMS4926-2001TI-5AL-2.5SN BAR และ RING (อบอ่อน) (760MPA) AMS4928-2001TI-6AL-4V อัลลอยด์บาร์ปลอมและแหวน (รัฐอบอ่อน) (825MPA) AMS4941-2003 ท่อเชื่อมไทเทเนียม AMS4942-2001 หลอดไทเทเนียมไร้รอยต่อ (อบอ่อน) (275MPA) AMS4930-2001 Element-Low Clearance Element Gred Ti-6AL-4V Alloy Bar การตีลังกาและแหวน (อบอ่อน) AMS4951-2003 ลวดเชื่อมไทเทเนียมบริสุทธิ์อุตสาหกรรม AMS4954-2003TI-6AL-4V ลวดเชื่อมโลหะผสม AMS4965-2002TI-6AL-4V อัลลอยด์แท่งการปลอมแปลงและแหวน (การแก้ปัญหาที่เป็นของแข็งและการรักษาด้วยความเสถียร) AMS4966-2003TI-5AL-2.5SN FORGING AMS4967-2001 แท่งโลหะผสม Ti-6AL-4V ที่ผ่านการรักษาด้วยความร้อน และแหวน (อบอ่อน) ASM4972-2003 TI-8AL-1MO-1V โลหะผสมและแหวน (การแก้ปัญหาที่เป็นของแข็งและการรักษาด้วยความเสถียร) ASM4973-2002TI-8AL-1MO-1V TITANIUM Alloy การตีพิมพ์ (การแก้ปัญหาที่เป็นของแข็งและการรักษาด้วยความเสถียร) ASM4975-2003TI-6AL-2SN-4ZR-2MO โลหะผสมและแหวน (การแก้ปัญหาที่เป็นของแข็งและการรักษาด้วยความเสถียร) ASM4983-2002TI-10V-2F-3AL การตีพิมพ์ (การรักษาโซลูชันและอายุ) ASM4985-2003 TI-6AL-4V โลหะผสมการตีพิมพ์โดยใช้วิธีการพาราฟินหรือกราไฟท์ tamping ASM4991-2002 TI-6AL-4V โลหะผสมที่มีความแม่นยำ (สถานะการหลอม) ASM2380-2003 การอนุมัติและควบคุมอัลลอยด์ไทเทเนียมคุณภาพ 3. มาตรฐานการทหารของสหรัฐฯ MIL-T-9046-1999 แผ่นโลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียม, แถบและจาน MIL-T-9047-2005 แท่งไทเทเนียมและไทเทเนียมอัลลอยด์และการปลอมแปลง MIL-R-81588-1986 ไทเทเนียมและไทเทเนียมอัลลอยรอบแท่งและสายไฟ MIL-F-83142-2000 ไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียม (คุณภาพสูง) MIL-T-46077 แผ่นเกราะเชื่อมโลหะผสมไทเทเนียม MIL-T-13405 ผงไทเทเนียม MIL-T-46035-1989 โลหะผสมไทเทเนียมความแข็งแรงสูงวัสดุที่มีรูปร่างผิดปกติ MIL-T-81556-1996 ไทเทเนียมและไทเทเนียมอัลลอยด์บาร์รอบบาร์ ชิ้นส่วนที่มีพื้นผิวที่มีรูปร่างพิเศษ การรักษาความร้อน MIL-T-81200 ของโลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียม

มาตรฐานจีน 1. มาตรฐานแห่งชาติจีน GB/T2524-2007 Sponge Titanium GB/T3620-2007 เกรดและองค์ประกอบทางเคมีของโลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียม GB/T15073-1994 Cast Titanium และ Titanium Alloy เกรดและองค์ประกอบทางเคมี GB/T3621-2007 ไทเทเนียมและแผ่นโลหะผสมไทเทเนียม แผ่นไทเทเนียมสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่น แถบไทเทเนียมและไทเทเนียมและฟอยล์ GB/T3623-2007 TITANIOM และ TITANIOM Alloy Wire GB/T3624-2007 ท่อโลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียม GB/T3625-2007 TITANIUM และ TITANIUM AlLOY TUBES สำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและคอนเดนเซอร์ GB/T2965-2007 แท่งไทเทเนียมและไทเทเนียม เค้กและแหวนไทเทเนียมและไทเทเนียมและแหวน GB/T8546-1987 ไทเทเนียม - แผ่นคอมโพสิตสแตนเลส GB/T8547-1987 Ti-Steel Composite Plate การหล่อโลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียม วิธีทดสอบ GB/T5168-1985 สำหรับโครงสร้างขนาดใหญ่ของโลหะผสมไทเทเนียมสองเฟส GB/T6611-2008 คำศัพท์ของโลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียม GB/T8755-2008 แผนที่โลหะ GB/T12769-2003 Bar Composite Ti-Cu GB/T13810-2007 TITANIUM และ TITANIOM โลหะผสมวัสดุแปรรูปสำหรับการปลูกถ่ายศัลยกรรม GB/T12417-1990 ข้อมูลจำเพาะทั่วไปสำหรับการปลูกถ่ายโลหะผ่าตัด GB/T4698.1-4698.25-1996 วิธีการวิเคราะห์ทางเคมีของฟองน้ำไทเทเนียมไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียม GB/T5193-2007 วิธีการตรวจสอบอัลตราโซนิกของผลิตภัณฑ์ไทเทเนียมและไทเทเนียม GB/T12969.1-1991 วิธีการตรวจสอบอัลตราโซนิกสำหรับท่อไทเทเนียมและไทเทเนียมอัลลอยด์ GB/T12969.2-1991 วิธีการตรวจสอบปัจจุบัน Eddy สำหรับท่อไทเทเนียมและไทเทเนียมอัลลอยด์ GB/T13149-1991 โลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียมสอดคล้องกับข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการเชื่อมแผ่นเหล็ก องค์ประกอบตัวกรองโลหะไทเทเนียมเผาและวัสดุ GB/T8180-2007 บรรจุภัณฑ์การทำเครื่องหมายการขนส่งและการจัดเก็บไทเทเนียมและไทเทเนียมโลหะผสมผลิตภัณฑ์แปรรูป GB/T6612-1986 TA7 แผ่นโลหะผสมไทเทเนียมเพื่อวัตถุประสงค์สำคัญ แผ่นโลหะผสม TC4 ไทเทเนียมเพื่อวัตถุประสงค์ที่สำคัญ GB/T1216-1992TA5 TITANIUM Alloy Welding เงื่อนไขทางเทคนิคเงื่อนไข 2. มาตรฐานการทหารแห่งชาติจีน GJB2218-1994 ข้อมูลจำเพาะสำหรับแท่งไทเทเนียมและไทเทเนียมอัลลอย GJB2219-1994 ข้อมูลจำเพาะสำหรับแท่งไทเทเนียมและไทเทเนียมโลหะผสม (สาย) สำหรับตัวยึด GJB2220-1994 ข้อมูลจำเพาะสำหรับเค้กโลหะผสมไทเทเนียมและแหวนว่างเปล่าสำหรับ AeroEngine GJB2505-1995 ข้อมูลจำเพาะสำหรับแผ่นไทเทเนียมและไทเทเนียมโลหะผสมและแถบสำหรับการบิน GJB2744-1996 สเปคสำหรับแท่งไทเทเนียมและไทเทเนียมอัลลอย ข้อมูลจำเพาะ GJB2921-1997 สำหรับแผ่นโลหะผสม TC4 ไทเทเนียมสำหรับการขึ้นรูป superplastic GJB3763A-2004 การรักษาความร้อนของไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียม GJB391-1987 TC4 TITANIUM อัลลอยด์ฟอร์จเค้กสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ GJB493-1988 แท่งโลหะผสมไทเทเนียม TC4 สำหรับใบมีด AeroEngine GJB494-1988 TC11 โลหะผสมไทเทเนียมสำหรับใบมีด AeroEngine GJB495-1988 แท่งโลหะผสมไทเทเนียม Ta7-D สำหรับอุณหภูมิต่ำเป็นพิเศษ GJB943-1900 TA5-A TITANIUM AlLOY FORHINGS สำหรับเรือดำน้ำสำหรับเรือดำน้ำ GJB944-1900TA5-A แผ่นโลหะผสมไทเทเนียม GJB1169-1991 ข้อมูลจำเพาะสำหรับแหวนโลหะผสมไทเทเนียมสำหรับการบินและอวกาศ GJB1205-1991TB2-1 เงื่อนไขทางเทคนิคสำหรับหมุดโลหะผสมไทเทเนียม GJB1538-1992 ข้อมูลจำเพาะสำหรับแท่งโลหะผสม TC4 ไทเทเนียมสำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างเครื่องบิน

1. ความหนาแน่นต่ำความแข็งแรงเฉพาะสูง: ความหนาแน่นของโลหะไทเทเนียมในขดลวดไทเทเนียมคือ 4.51g/cm3 สูงกว่าอลูมิเนียมและต่ำกว่าเหล็กกล้าทองแดงและนิกเกิลและความแข็งแรงของโลหะที่ใหญ่ที่สุด 2. ความต้านทานการกัดกร่อน: ไทเทเนียมเป็นโลหะที่ใช้งานมาก ศักยภาพสมดุลของมันอยู่ในระดับต่ำมากและแนวโน้มการกัดกร่อนทางอุณหพลศาสตร์ในสื่อนั้นสูงมาก แต่ในความเป็นจริงไทเทเนียมมีความเสถียรมากในการออกซิไดซ์เป็นกลางและอ่อนแอสื่อลดและมีความต้านทานการกัดกร่อน 3. ความต้านทานความร้อนที่ดี: โลหะผสมไทเทเนียมใหม่สามารถใช้เป็นเวลานานที่ 600 ℃หรือสูงกว่า 4. ความต้านทานอุณหภูมิต่ำที่ดี: โลหะผสมไทเทเนียมอุณหภูมิต่ำเช่นโลหะผสมไทเทเนียม TA7 (TI-5 AL-2.5SN), TC 4 (TI-6 AL-4V) และ TI-2.5ZR-1.5MO มีความแข็งแรงเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลง แต่ความเป็นพลาสติกของพวกเขามีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย มันรักษาความเหนียวและความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ - 196-253 ℃และได้รับการยกเว้นจากความเยือกเย็นของโลหะ มันเป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับภาชนะแช่แข็งถังเก็บและอุปกรณ์อื่น ๆ 5. ความต้านทานการหน่วงที่ดี: เมื่อเทียบกับเหล็กและทองแดงเวลาลดทอนการสั่นสะเทือนของโลหะไทเทเนียมนั้นยาวขึ้นหลังจากการสั่นสะเทือนเชิงกลและการสั่นสะเทือนทางไฟฟ้า สถานที่ให้บริการของไทเทเนียมนี้สามารถใช้เป็นส้อมปรับจูนองค์ประกอบการสั่นสะเทือนของเครื่องวัดวิชาการและฟิล์มสั่นสะเทือนของลำโพงเสียง 6. ไม่มีแม่เหล็กและสิ่งสกปรก: ไทเทเนียมในม้วนไทเทเนียมเป็นโลหะที่ไม่ใช่แม่เหล็กซึ่งจะไม่ถูกแม่เหล็กในสนามแม่เหล็กขนาดใหญ่ ปราศจากมลพิษมีความเข้ากันได้ดีกับเนื้อเยื่อของมนุษย์และเลือดและใช้โดยสถาบันการศึกษา 7. ความต้านทานแรงดึงอยู่ใกล้กับความแข็งแรงของผลผลิต: คุณสมบัติของไทเทเนียมนี้บ่งชี้ว่าอัตราส่วนความแข็งแรงของผลผลิต (ความแข็งแรงแรงดึง/ความแข็งแรงของผลผลิต) สูงกว่าซึ่งบ่งชี้ว่าการเสียรูปพลาสติกของโลหะไทเทเนียมในกระบวนการขึ้นรูปนั้นไม่ดี เนื่องจากอัตราส่วนขนาดใหญ่ของความแข็งแรงของผลผลิตต่อโมดูลัสยืดหยุ่นของไทเทเนียมสปริงแบ็คของไทเทเนียมในกระบวนการขึ้นรูปจะมีขนาดใหญ่ขึ้น 8. ประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนที่ดี: แม้ว่าการนำความร้อนของโลหะไทเทเนียมจะต่ำกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนและทองแดง แต่ความหนาของผนังสามารถลดลงได้อย่างมากเนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม โหมดการถ่ายเทความร้อนระหว่างพื้นผิวและไอน้ำคือการควบแน่นแบบลดลงซึ่งจะช่วยลดกลุ่มความร้อน หากพื้นผิวเย็นลงกลุ่มความร้อนสามารถลดลงได้ เนื่องจากไม่มีการปรับขนาดบนพื้นผิวประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนของไทเทเนียมสามารถเพิ่มขึ้นได้อย่างมีนัยสำคัญ 9. โมดูลัสยืดหยุ่นต่ำ: โมดูลัสยืดหยุ่นของไทเทเนียมคือ 106.4 GMPA ที่อุณหภูมิห้องซึ่งเป็น 57% ของเหล็ก 10. ประสิทธิภาพการดูด: ไทเทเนียมใน Titanium Coil เป็นโลหะที่ใช้งานมากซึ่งสามารถทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบและสารประกอบมากมายที่อุณหภูมิสูง ไทเทเนียม gettering ส่วนใหญ่หมายถึงปฏิกิริยากับคาร์บอนไฮโดรเจนไนโตรเจนและออกซิเจนที่อุณหภูมิสูง

ไทเทเนียมเป็นโลหะที่ทนต่อการกัดกร่อนมาก อย่างไรก็ตามข้อมูลทางอุณหพลศาสตร์ของไทเทเนียมแสดงให้เห็นว่าไทเทเนียมเป็นโลหะที่ไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์มาก หากไทเทเนียมสามารถละลายเพื่อสร้าง Ti2+ศักยภาพอิเล็กโทรดมาตรฐานของมันจะต่ำมาก (-1.63V) และพื้นผิวของมันถูกปกคลุมด้วยฟิล์มออกไซด์เสมอ ด้วยวิธีนี้ศักยภาพที่มั่นคงของไทเทเนียมมีความเสถียรและเป็นบวก ตัวอย่างเช่นศักยภาพที่เสถียรของไทเทเนียมในน้ำทะเลที่ 25 ℃อยู่ที่ประมาณ+0.09V ในคู่มือเคมีและตำราเรียนเราสามารถได้รับอิเล็กโทรดมาตรฐานที่มีศักยภาพมาตรฐานที่สอดคล้องกับชุดของปฏิกิริยาอิเล็กโทรดไทเทเนียม มันคุ้มค่าที่ชี้ให้เห็นว่าในความเป็นจริงข้อมูลเหล่านี้ไม่ได้วัดโดยตรง แต่มักจะคำนวณได้จากข้อมูลทางอุณหพลศาสตร์เท่านั้น ยิ่งไปกว่านั้นเนื่องจากแหล่งข้อมูลที่แตกต่างกันจึงไม่น่าแปลกใจที่ปฏิกิริยาอิเล็กโทรดที่แตกต่างกันและข้อมูลที่แตกต่างกันอาจปรากฏขึ้นในเวลาเดียวกัน ข้อมูลที่เป็นไปได้ของอิเล็กโทรดของปฏิกิริยาอิเล็กโทรดของไทเทเนียมแสดงให้เห็นว่าพื้นผิวของมันมีการใช้งานมากและมักจะถูกปกคลุมด้วยฟิล์มออกไซด์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในอากาศ ดังนั้นความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมของไทเทเนียมเกิดจากความจริงที่ว่ามีการยึดเกาะที่มั่นคงและแข็งแกร่งและฟิล์มออกไซด์ป้องกันบนพื้นผิวไทเทเนียม ในความเป็นจริงความเสถียรของฟิล์มออกไซด์ธรรมชาตินี้กำหนดความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียม ในทางทฤษฎีอัตราส่วน P/B ของฟิล์มป้องกันออกไซด์จะต้องมากกว่า 1 ถ้ามันน้อยกว่า 1 ฟิล์มออกไซด์ไม่สามารถครอบคลุมพื้นผิวโลหะได้อย่างสมบูรณ์ดังนั้นจึงไม่สามารถมีบทบาทในการป้องกันได้ หากอัตราส่วนมีขนาดใหญ่เกินไปความเครียดแรงอัดในฟิล์มออกไซด์จะเพิ่มขึ้นตามลำดับซึ่งเป็นเรื่องง่ายที่จะทำให้ฟิล์มออกไซด์แตกและจะไม่มีบทบาทในการป้องกัน อัตราส่วน P/B ของไทเทเนียมแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1 ถึง 2.5 ตามองค์ประกอบและโครงสร้างของฟิล์มออกไซด์ จากจุดพื้นฐานนี้ฟิล์มออกไซด์ของไทเทเนียมสามารถมีประสิทธิภาพการป้องกันที่ดีขึ้น เมื่อพื้นผิวของไทเทเนียมสัมผัสกับบรรยากาศหรือสารละลายน้ำมันจะสร้างฟิล์มออกไซด์ใหม่โดยอัตโนมัติทันทีตัวอย่างเช่นความหนาของฟิล์มออกไซด์ประมาณ 1 2 ~ 1.6 นาโนเมตรและหนาขึ้นตามเวลา NM หลังจาก 70 วันและค่อยๆเพิ่มขึ้นเป็น 8 ~ 9 nm หลังจาก 545 วัน เงื่อนไขการเกิดออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง (เช่นความร้อนการใช้ออกซิแดนท์หรือออกซิเดชันแบบอโนดิค) สามารถเร่งการเจริญเติบโตของฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวไทเทเนียมและได้รับฟิล์มออกไซด์ที่ค่อนข้างหนาซึ่งจะช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียม ดังนั้นฟิล์มออกไซด์ที่เกิดจากการเกิดออกซิเดชันของขั้วบวกและการเกิดออกซิเดชันความร้อนจะช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียมอย่างมีนัยสำคัญ ฟิล์มออกไซด์ของไทเทเนียม (รวมถึงฟิล์มออกไซด์ความร้อนหรือฟิล์มอโนไดิกออกไซด์) มักจะไม่เป็นโครงสร้างเดียวและองค์ประกอบและโครงสร้างของออกไซด์นั้นแตกต่างกันไปตามเงื่อนไขการก่อตัว โดยทั่วไปอินเทอร์เฟซระหว่างฟิล์มออกไซด์และสภาพแวดล้อมอาจเป็น TiO2 ในขณะที่อินเทอร์เฟซระหว่างฟิล์มออกไซด์และโลหะอาจถูกครอบงำโดย TiO2 ตรงกลางอาจมีเลเยอร์การเปลี่ยนแปลงที่มีสถานะวาเลนซ์ที่แตกต่างกันแม้กระทั่งออกไซด์ที่ไม่เทียบเท่าทางเคมีซึ่งหมายความว่าฟิล์มออกไซด์ของไทเทเนียมมีโครงสร้างหลายชั้น สำหรับกระบวนการก่อตัวของฟิล์มออกไซด์นี้มันไม่สามารถเข้าใจได้ว่าเป็นปฏิกิริยาโดยตรงระหว่างไทเทเนียมและออกซิเจน (หรือออกซิเจนในอากาศ) นักวิจัยหลายคนเสนอกลไกต่าง ๆ อดีตคนงานสหภาพโซเวียตเชื่อว่าไฮไดรด์ถูกสร้างขึ้นครั้งแรกและจากนั้นฟิล์มออกไซด์ก็ถูกสร้างขึ้นบนไฮไดรด์

ข้อดีของหลอดไทเทเนียม: 1. ความแข็งแรงเฉพาะของหลอดไทเทเนียมสูง ความหนาแน่นของโลหะผสมไทเทเนียมโดยทั่วไปประมาณ 4.5g/cm3 เพียง 60% ของเหล็ก ความแข็งแรงของไทเทเนียมบริสุทธิ์อยู่ใกล้กับเหล็กธรรมดา โลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูงบางตัวเกินความแข็งแรงของเหล็กโครงสร้างโลหะผสมหลายแห่ง ดังนั้นความแข็งแรงเฉพาะ (ความแข็งแรง/ความหนาแน่น) ของโลหะผสมไทเทเนียมจึงสูงกว่าวัสดุโครงสร้างโลหะอื่น ๆ ซึ่งสามารถผลิตชิ้นส่วนและส่วนประกอบที่มีความแข็งแรงของหน่วยสูงความแข็งแกร่งและน้ำหนักเบา ในปัจจุบัน Titanium Alloy ใช้สำหรับส่วนประกอบเครื่องยนต์เฟรมเวิร์กผิวหนังตัวยึดและเกียร์ลงจอดของเครื่องบิน 2. ความแข็งแรงความร้อนของหลอดไทเทเนียมสูง อุณหภูมิบริการสูงกว่าอลูมิเนียมอัลลอยด์หลายเท่าและความแข็งแรงที่ต้องการยังคงสามารถรักษาได้ที่อุณหภูมิปานกลาง โลหะผสมไทเทเนียมสองตัวสามารถทำงานได้ที่ 450 ~ 500 ℃เป็นเวลานาน พวกเขายังคงมีความแข็งแรงเฉพาะในช่วง 150 ℃ ~ 500 ℃ในขณะที่ความแข็งแรงเฉพาะของโลหะผสมอลูมิเนียมลดลงอย่างมีนัยสำคัญที่ 150 ℃ อุณหภูมิการทำงานของโลหะผสมไทเทเนียมสามารถเข้าถึงได้ 500 ℃ในขณะที่โลหะผสมอลูมิเนียมต่ำกว่า 200 ℃ 3. หลอดไทเทเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี ความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมไทเทเนียมนั้นดีกว่าสแตนเลสมากเมื่อทำงานในชั้นบรรยากาศที่ชื้นและน้ำทะเล ความต้านทานต่อหลุมการกัดกร่อนของกรดและการกัดกร่อนความเครียดนั้นแข็งแกร่งเป็นพิเศษ มันมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมต่ออัลคาไลคลอไรด์สารอินทรีย์คลอรีนกรดไนตริกกรดซัลฟิวริก ฯลฯ อย่างไรก็ตามไทเทเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ไม่ดีในการลดออกซิเจนและสื่อโครเมต 4. หลอดไทเทเนียมมีประสิทธิภาพอุณหภูมิต่ำที่ดี โลหะผสมไทเทเนียมยังคงสามารถรักษาคุณสมบัติเชิงกลที่อุณหภูมิต่ำและต่ำเป็นพิเศษ โลหะผสมไทเทเนียมที่มีประสิทธิภาพอุณหภูมิต่ำและองค์ประกอบคั่นระหว่างหน้าต่ำมากเช่น TA7 สามารถรักษาความเป็นพลาสติกบางอย่างได้ที่ - 253 ℃ ดังนั้นโลหะผสมไทเทเนียมจึงเป็นวัสดุโครงสร้างอุณหภูมิต่ำที่สำคัญ 5. หลอดไทเทเนียมมีกิจกรรมทางเคมีสูง กิจกรรมทางเคมีของไทเทเนียมมีขนาดใหญ่และมีปฏิกิริยาทางเคมีที่รุนแรงกับ O, N, H, CO, CO2, ไอน้ำ, แอมโมเนีย ฯลฯ ในชั้นบรรยากาศ เมื่อปริมาณคาร์บอนมากกว่า 0.2%TIC จะถูกสร้างขึ้นในโลหะผสมไทเทเนียม เมื่ออุณหภูมิสูงพื้นผิวแข็งของดีบุกก็จะเกิดขึ้นจากการโต้ตอบกับ N; ที่สูงกว่า 600 ℃ไทเทเนียมจะดูดซับออกซิเจนเพื่อสร้างชั้นแข็งที่มีความแข็งสูง เลเยอร์ embrittlement จะเกิดขึ้นเมื่อปริมาณไฮโดรเจนเพิ่มขึ้น ความสัมพันธ์ทางเคมีของไทเทเนียมนั้นมีขนาดใหญ่และง่ายต่อการยึดติดกับพื้นผิวแรงเสียดทาน 6. หลอดไทเทเนียมมีค่าการนำความร้อนต่ำและโมดูลัสยืดหยุ่น ค่าการนำความร้อนและโมดูลัสยืดหยุ่นของไทเทเนียมมีขนาดเล็ก โมดูลัสยืดหยุ่นของโลหะผสมไทเทเนียมอยู่ที่ประมาณ 1/2 ของเหล็กดังนั้นความแข็งแกร่งของมันจึงไม่ดีและง่ายต่อการเปลี่ยนรูป มันไม่เหมาะที่จะทำแท่งเรียวและชิ้นส่วนผนังบาง ในระหว่างการตัดปริมาณการรีบาวด์ของพื้นผิวกลึงมีขนาดใหญ่ประมาณ 2 ~ 3 เท่าของสแตนเลสทำให้เกิดแรงเสียดทานอย่างรุนแรงการยึดเกาะและการสึกหรอของกาวของปีกด้านเครื่องมือ

โลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียมไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการบินและอวกาศวิศวกรรมทางทะเลวิศวกรรมเคมีโลหะโลหะการแพทย์และสาขาอื่น ๆ เนื่องจากความแข็งแรงเฉพาะสูงความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีและประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูง ด้วยการพัฒนาเศรษฐกิจโลกและการรับรู้ของไทเทเนียมในหลายประเทศไทเทเนียมได้รับการวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่องและได้ถูกนำไปใช้ในหลายสาขา โดยเฉพาะอย่างยิ่งการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมการบินและอวกาศปิโตรเคมีและการต่อเรือได้ส่งเสริมการวิจัยและพัฒนาและการผลิตวัสดุไทเทเนียมในประเทศต่างๆ อย่างไรก็ตามเนื่องจากลักษณะการผลิตและการประมวลผลของวัสดุไทเทเนียมกระบวนการผลิตมีความซับซ้อนการไหลของการประมวลผลนั้นยาวและผลผลิตต่ำดังนั้นต้นทุนของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจึงสูงเป็นเวลานานซึ่ง จำกัด อย่างมาก ใช้ในทุ่งพลเรือน ดังนั้นการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตโลหะผสมไทเทเนียมราคาถูกจึงกลายเป็นจุดสนใจของการวิจัยในปัจจุบัน โลหะผสมไทเทเนียมอุตสาหกรรมทั่วไปส่วนใหญ่ ได้แก่ ATI425 (TI-4AL-2.5V-1.5FE-0.25O), Timetal 62S (TI-6AL-1.7FE-0.1SI), GR12 (TI-0.3MO-0.8NI) Ti-4.5FE-6.8MO-1.5AL), TI-0.05PD-0.3CO และโลหะผสมอื่น ๆ เป้าหมายของ Timetal 62s คือ TC4 โลหะผสมนี้ใช้องค์ประกอบ FE ราคาถูกเพื่อแทนที่องค์ประกอบ V ที่มีราคาแพงใน TC4 และสามารถลดต้นทุนการผลิตลงได้ 15% ~ 20% เมื่อเทียบกับ TC4 ภายใต้เงื่อนไขว่าความแข็งแรงและความแข็งแกร่งนั้นไม่เปลี่ยนแปลง Timetal LCB ตั้งเป้าหมาย TI-10-2-3 (TI-10V-2FE-3AL), ATI425 เป้าหมาย GR38 และ TI-0.05PD-0.3CO และ GR12 เป้าหมาย TI-0.2PD โลหะผสมไทเทเนียมราคาต่ำข้างต้นได้ถูกนำไปใช้ในการผลิตจริง ในประเทศจีนสถาบันวิจัยโลหะ Norferrous Norferrous ได้พัฒนาเกือบβ Type Ti12LC (Ti-4.5Al-Fe-6.8mo) และใกล้กับα type TI8LC (TI-6AL-1MO-1FE) อัลลอยไทเทเนียมนั้นคล้ายคลึงกับโลหะผสมไทเทเนียม TC4 แต่ต้นทุนการผลิตของบาร์ขนาดเล็กสามารถลดลงได้ประมาณ 30% เมื่อเทียบกับโลหะผสมไทเทเนียม TC4 สถาบันวิจัยของปักกิ่งของโลหะที่ไม่ได้รับการพัฒนาได้พัฒนาโลหะผสมไทเทเนียม TC4 TITANIUM แบบแพร่กระจายใหม่โดยใช้โลหะผสม FE-CR Master แทนที่จะเป็นองค์ประกอบ V ราคาแพงβชนิดไทเทเนียมอัลลอยไทเทเนียม Ti-3AL-3.7CR-2.0FE ความแข็งแรงของแท่งเทียบเท่ากับ TC4 TITANIOM Alloy และความเป็นพลาสติกของมันดีกว่า TC4 Titanium Alloy เล็กน้อย ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาออสเตรเลียได้พัฒนาโลหะผสม TI-7MN-NB ด้วย MN ราคาถูกแทนที่จะเป็น NB ราคาแพงสำหรับวัสดุชีวการแพทย์ TI-NB และญี่ปุ่นได้พัฒนา KS TI-531C (TI-40AL-2.5CR-1.2FE-0.1C) ด้วย Si, C, Fe และ Cr แทน V และได้ศึกษาการใช้งานในสนามบินและอวกาศ แนวคิดหลักของการออกแบบโลหะผสมไทเทเนียมเหล่านี้คือการแทนที่ V, MO, NB, TA และองค์ประกอบโลหะผสมที่มีราคาสูงอื่น ๆ ด้วยองค์ประกอบโลหะผสมราคาถูกเช่น Fe, Si, Al, SN และอื่น ๆ ไม่เปลี่ยนแปลงเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการลดต้นทุนของวัตถุดิบ

โลหะผสมไทเทเนียมหมายถึงโลหะผสมโลหะที่ทำจากไทเทเนียมและโลหะอื่น ๆ มันได้รับการพัฒนาในปี 1950 และเป็นของโลหะโครงสร้าง ในหมู่พวกเขาสิ่งที่โดดเด่นที่สุดคือโลหะผสมไทเทเนียมอุณหภูมิสูงและโลหะผสมไทเทเนียมโครงสร้างในสนามบินและอวกาศ มันไม่ได้จนกว่าจะถึงปี 1970 ที่มีการพัฒนาโลหะผสมไทเทเนียมที่ทนต่อการกัดกร่อนจำนวนมาก หลังจากปี 1980 โลหะผสมไทเทเนียมที่ทนต่อการกัดกร่อนและโลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูงได้รับการพัฒนาต่อไปและโลหะผสมไทเทเนียมเริ่มแสดงทักษะของพวกเขาในสนามบินและอวกาศ เนื่องจากลักษณะต่าง ๆ ของโลหะผสมไทเทเนียมอัลลอยไทเทเนียมมีโอกาสในการใช้งานที่กว้างขวางในด้านวัสดุใหม่ อย่างไรก็ตามด้วยโลหะผสมไทเทเนียมชนิดต่าง ๆ ลักษณะของโลหะผสมไทเทเนียมก็แตกต่างกันเช่นกัน พวกเขามีลักษณะความหนาแน่นต่ำความแข็งแรงเฉพาะสูงค่าการนำความร้อนต่ำความต้านทานอุณหภูมิสูงความต้านทานอุณหภูมิต่ำและความต้านทานการกัดกร่อน คุณลักษณะที่สำคัญที่สุดสองประการคือความแข็งแรงที่เฉพาะเจาะจงและความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี ลักษณะที่โดดเด่นทั้งสองนี้เป็นตัวกำหนดว่าโลหะผสมไทเทเนียมมีการใช้งานที่หลากหลายในทะเลที่ดินอากาศและอวกาศชั้นนอกรวมถึงการบินและอวกาศอาวุธธรรมดาเรือทหารเรือและวิศวกรรมทางทะเลพลังงานนิวเคลียร์และการผลิตพลังงานความร้อนสารเคมีและปิโตรเคมี , การก่อสร้าง, การขนส่ง, อุปกรณ์กีฬาและสิ่งจำเป็นทุกวัน ยานอวกาศส่วนใหญ่ใช้ความแข็งแรงที่เฉพาะเจาะจงความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานอุณหภูมิต่ำของโลหะผสมไทเทเนียมเพื่อผลิตภาชนะแรงดันต่าง ๆ ถังเชื้อเพลิงตัวยึดสายรัดเครื่องมือเฟรมและเปลือกหอยจรวด การเชื่อมแผ่นโลหะผสมไทเทเนียมยังใช้ในดาวเทียมดินเทียมโมดูลจันทรคติยานอวกาศที่มีการจัดการและกระสวยอวกาศ การเตรียมการของโลหะผสมไทเทเนียมโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับสามขั้นตอน: การรักษาความร้อนการตัด deoxidation และการทำความสะอาดกรดเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์โลหะผสมไทเทเนียมเบื้องต้นในขณะที่การหลอมโลหะผสมไทเทเนียมไปยังผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับสามขั้นตอน: การเตรียมไทเทเนียม แอปพลิเคชันวัสดุ เทคโนโลยีการเตรียมการของวัสดุไทเทเนียมฟองน้ำและไทเทเนียมมีความซับซ้อนและยากซึ่งเป็นปัญหาและการเชื่อมโยงสำคัญของการผลิตไทเทเนียม ในระดับหนึ่งวัสดุไทเทเนียมฟองน้ำและไทเทเนียมจะกำหนดคุณภาพของผลิตภัณฑ์โลหะผสมไทเทเนียมโดยตรง จากมุมมองของห่วงโซ่อุตสาหกรรมทั้งหมดอุปสรรคหลักของโลหะผสมไทเทเนียมไม่ใช่ทรัพยากรต้นน้ำและการถลุงกลางน้ำ แต่การประมวลผลของวัสดุไทเทเนียม กระบวนการวิจัยและพัฒนาและการผลิตของวัสดุไทเทเนียมระดับสูงมักจะเข้มข้นอยู่ในมือขององค์กรชั้นนำ ในปัจจุบันเทคโนโลยีการหลอมเหลวของสูญญากาศการสูญเสียสีขาว (VAR) ส่วนใหญ่ใช้ในการประมวลผลวัสดุไทเทเนียมระดับไฮเอนด์ เทคโนโลยีการหลอมละลายการบริโภคสีขาวสูญญากาศนั้นเป็นเพียงในสภาพแวดล้อมที่เป็นสุญญากาศหรือก๊าซเฉื่อยอิเล็กโทรดที่บริโภคได้ที่เกิดจากเตาเหนี่ยวนำจะถูกทำให้ร้อนและละลายโดยอาร์ค AC ที่ควบคุมได้ เทคโนโลยีนี้มีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากสำหรับเทคโนโลยีการบำบัดความร้อนและกระบวนการตัด ในปัจจุบันมีเพียงสหรัฐอเมริการัสเซียญี่ปุ่นและจีนเท่านั้นที่มีเทคโนโลยีการประมวลผลไทเทเนียมระดับสูง