Приложения на титан в медицината

Уместност

Титанът е привлекателен преди всичко за медицинските специалисти поради своята биологична инертност към живия организъм, съчетана с антикорозионна устойчивост, високи механични качества, достъпност и относително ниска цена. Всички тези предимства предизвикаха огромен интерес към титана и доведоха до множество клинични изпитвания.

Устойчивост на корозия

Титанът по нищо не отстъпва на платината. Този метал е устойчив на алкални и киселинни разтвори. В лимфата, която е химически подобна на морската вода, титанът корозира със скорост от 0,2 mm на година (0,02 mm на 1000 години). Титановите сплави са устойчиви на водороден пероксид, формалдехид и бензин. Не беше открита корозия върху титан след многократно кипене и обработка в автоклав, няколко месеца излагане на 3% разтвор на хлорамин, 96°C етилов алкохол и разтвор на бихлорид. Точкова корозия се открива в титанови сплави само след престой в 10% алкохолна тинктура от йод за няколко дни.

Сила

Друго положително свойство на титана и неговите сплави е високата якост на умора при променливи натоварвания. Това е особено важно при производството на вътрекостни фиксиращи устройства, както и вътрешни и външни протези, които са подложени на редуващи се натоварвания през цялото време.

Обработка

Чистият титан е достатъчно пластичен метал, който се поддава на всички видове механична обработка: шлайфане, пробиване, фрезоване и рязане. Сложността на производството на различни конструкции от този метал е същата като при работа с неръждаема стомана. Освен това титанът е немагнитен материал. Това е много ценен имот. Благодарение на него физиотерапията може да се използва при лечение на пациенти, които имат титанови структури в тялото си. Всички тези качества правят този метал много перспективен за широко приложение в медицината.

Биологична инертност

Най-важното заключение, направено след години на изследване, е, че титанът е инертен метал по отношение на биологичната среда. Титановите структури се понасят перфектно от човешкото тяло и растат в мускулна и костна тъкан. Титанът почти не корозира в нашето тяло и структурата на околните тъкани не се променя с годините. Титанът е химически индиферентен към всички неръждаеми стомани и широко използваната сплав на основата на кобалт ("виталий"). Също така е ценно, че технически чистият титан има много по-малко примеси от другите сплави, използвани в медицината.

Протезиране

Възможностите за използване на титан в медицинското оборудване са проучени особено задълбочено във Всесъюзния научноизследователски институт за хирургично оборудване и инструменти. Наскоро специалисти от Института по титан и редица медицински асоциации се присъединиха към изследователската работа. За първи път титанови сплави са използвани за хирургически цели за създаване на имплант за очна ябълка. Дългото търсене на метала доведе специалистите до титановата сплав от клас BT5. Получените импланти бяха два пъти по-леки от аналогичните продукти, изработени от стомана Х18Н9Т (като се вземе предвид диметърът от 20 mm, теглото на стоманения имплант беше 3,2 g, но титановият имплант тежеше 1,6 g). Дългосрочни клинични наблюдения и токсикологични изследвания показват биологична инертност на продукта. След успешното завършване на титановия имплант на очната ябълка, този метал е използван в дизайна на други протези, включително такива с работни части, които носят товари.

Хирургически инструменти

В момента в клиничните институции се използват повече от 200 наименования на различни хирургически инструменти. Тествани са в Московския научно-изследователски институт по очни болести „Хелмхолц“, в Хирургичния институт „А. Вишневски“, в Запорожския институт за усъвършенстване на медицината и в Клиниката по ушни, гърлени и носни заболявания на Централния институт за усъвършенстване на медицината. Всички инструменти бяха оценени положително от специалисти.

Инструменти от титан сплави, се характеризират с биологична инертност, висока устойчивост на корозия, дълготрайност и пластичност. Пред конструкторите беше поставена задачата да създадат инструменти, превъзхождащи по своите предимства тези от неръждаема стомана. По време на изследванията е установено, че ако за производството на титанов инструмент, за да се запазят неговите функционални свойства, напречното сечение трябва да се увеличи с повече от 30% в сравнение с подобен продукт, изработен от стомана, развитието на този инструмент става безперспективно . Изключение е, когато теглото не е доминираща характеристика. За да се запазят функционалните свойства на метала при проектирането на неразрушителни инструменти като пинсети и скоби, сеченията на отделните елементи се увеличават с 10-30%, но теглото на продуктите се намалява с 30-35% в сравнение със стоманените образци . След топлинна обработка твърдостта на инструментите е HRC35-38.

Куките, огледалата и разпръсквачите, т.е. инструментите с голяма работна площ, които не изпитват голямо напрежение по време на работа, са направени с намалени напречни сечения с 30%, което от своя страна намалява теглото на продукта с 50%.

Комбинирани инструменти

За режещи инструменти е използвана комбинирана схема: подвижните работни части са изработени от подходяща стомана, а дръжките са изработени от титанови сплави. Такива продукти включват хирургически куки, скалпели с подвижни остриета и длета. Използвана е стомана за фиксирани режещи инструменти, а дръжките са направени от титанови сплави. Всички елементи бяха свързани с помощта на нитове или пресоване - пръчкови инструменти, ножици, ножици.

Тестове

В хода на изследванията беше установено, че титанови сплави трябва да се използват там, където е необходима висока устойчивост на корозия при ниска метална твърдост за медицински инструменти. Фактът, че титанът няма висока твърдост и режещи свойства, възпрепятства по-широкото му използване в хирургически инструменти. Следователно придаването на титана на режещите му свойства и увеличаването на неговата твърдост са задачи от първостепенно значение. Основната трудност се състои в това, че съвременните промишлени методи на закаляване не могат да бъдат приложени към медицински инструменти, тъй като към тях има специални изисквания. Освен това медицинските инструменти и устройства работят при специфични условия (контакт с йод, физиологичен разтвор, стерилизация чрез кипене).

Лечение

Във Всесъюзния научноизследователски институт по хирургически инструменти и инструменти бяха извършени химико-термични и термични обработки (т.е. алфидиране и азотиране) за повишаване на твърдостта на метала, устойчивостта на износване и намаляване на коефициента на триене. С помощта на анодиране продуктите получават цветен филм с различни нюанси (лилаво, зелено, лилаво и златно). Всички проби се стерилизират в автоклав при 180 °C. След всеки цикъл се изследва промяната на цвета на покритието и появата на петна от корозия. Най-здравото и най-устойчиво на корозия фолио беше оксидното фолио в златисто, лилаво и виолетово.

Комплекти

Медицинските инструменти от титан са с 20-30% по-леки от стоманените изделия, но въпреки това са по-удобни и издръжливи, както и имат по-добра устойчивост на корозия. Сътрудници на Всесъюзния научноизследователски институт въз основа на получените данни са разработили и произвели експериментални комплекти от инструменти от титанови сплави за стоматология, оториноларингология и обща хирургия. Комплектът за обща хирургия включва кръвоспиращи скоби, пластинчати щипки и двустранни куки, V-образна телена кука, скалпел с отделящи се остриета, чернодробни огледала и други артикули - общо 27 артикула (теглото на всички инструменти е 1,59 килограма). Комплектът за УНГ за оториноларингологични операции включва трахеотомичен дилататор с пружина, разширител за рани „Лира“, ушни щипци, трахеотомна кука, ушни фунии и тампонни щипки (общо тегло 235 грама). Комплектът от стоматологични инструменти е преминал всички тестове в Централния изследователски институт по дентална медицина.

Ортопедия

Понастоящем костните фрактури често се лекуват с метална остеосинтеза. Използва пръти, които осигуряват неподвижност на фрагментите, допринасяйки за процеса на консолидация на фрактурата. Но много пациенти впоследствие изпитват различни усложнения, свързани с използването на конструкции от неръждаема стомана. Нехомогенността на стоманата, както химическа, така и структурна, често води до повреда на фиксаторите, а това води до счупване на цялата конструкция. Костната тъкан се уврежда от корозионни продукти и се наблюдават явления на електропроводимост и йонизация. Железните йони започват да взаимодействат с физиологичните соли на тялото, което причинява възпаление и силна болка. Следователно дори най-висококачествената неръждаема стомана не е най-добрият материал за остеосинтеза.

Използването на титан за производството на устройства за фиксиране на костите направи възможно избягването на усложненията, описани по-горе, поради биологичната неутралност на този метал. По този начин титановите конструкции могат да се използват за дългосрочен (или дори постоянен) престой в човешкото тяло. Това е особено важно, ако остеосинтезата се извършва при възрастни хора, тъй като използването на титан може да спаси пациента от необходимостта от операция за премахване на фиксацията.

Титанови конструкции

Благодарение на титана сложните форми могат да се използват при лечението на периартикуларни фрактури. В миналото такива конструкции не са били използвани поради трудностите при премахването им. В наши дни терминалите (титаниеви скоби) се използват в техниките за скелетна тракция. В Съветския съюз Н. К. Митунин и Г. М. Фролов (в Ленинград), С. И. Кутновски (в Новосибирск), Г. И. Татеосов (в Мончегорск), Б. С. Гавриленко и В. В. Волкова (Запорожие).

Артропластика

Ставни протези и различни други титанови конструкции се разработват успешно от персонала на Московския централен институт по травматология и ортопедия под ръководството на професор К. М. Сиваш . Титанът се отличава благоприятно от конкурентните метали чрез своята биологична инертност и ценни механични свойства. Титанов прът с диаметър 10 mm има същата якост на опън като железен прът с диаметър 14 mm. Титанът е конструктивен материал, който позволява да се направи продуктът по-здрав, като същевременно се запазят размерите му, или да се увеличи до 40% тегло, без да се губи здравина и да се намалява обемът на конструкцията. Ето защо титанът си остава най-добрият метал за вътрешни протези. Титанът е най-ефективен при ендопротезиране на тазобедрена става.

Стоматология

При производството на пластмасови протези в домашната стоматология се използва бяло кристално вещество, което е титанов диоксид, за да се получи козметичен ефект. Но за зъбни протези е възможно да се използват както съединения на титан с кислород, така и структурен титан - той е биологично инертен, здрав, достатъчно лек и добре обработваем метал.

Клиниката по лицево-челюстна хирургия, ръководена от доцент К. И. Татаринцев (Запорожие), предложи нов метод за лечение на фрактури на долната челюст с помощта на U-образни скоби, изработени от титан ВТ1-00. Разширяващите се крака на тези скоби осигуряват надеждна фиксация на всички фрактури на челюстта в правилната позиция. Около петдесет пациенти с едностранни или двустранни фрактури на долната челюст са били лекувани с този метод между 1971 и 1973 г. Резултатите доказват, че новата технология съкращава времето за заздравяване на раната и следователно способността за работа много по-бързо.

Купете, цена

Evek GmbH продава валцувани продукти на оптимална цена. Той се формира, като се вземат предвид ставките на LME (Londonmetal exchange) и зависи от технологичните характеристики на производството без допълнителни разходи. Ние доставяме широка гама от продукти, изработени от титан и неговите сплави. Всички партиди имат сертификат за качество за съответствие с изискванията на стандартите. При нас можете да закупите на едро най-разнообразни продукти за мащабни производства. Богатият избор, изчерпателните консултации на нашите мениджъри, разумните цени и навременната доставка определят лицето на нашата компания. При покупки на едро има система от отстъпки

Уместност

Титанът е привлекателен преди всичко за медицинските специалисти поради своята биологична инертност към живия организъм, съчетана с антикорозионна устойчивост, високи механични качества, достъпност и относително ниска цена. Всички тези предимства предизвикаха огромен интерес към титана и доведоха до множество клинични изпитвания.

Устойчивост на корозия

Титанът по нищо не отстъпва на платината. Този метал е устойчив на алкални и киселинни разтвори. В лимфата, която е химически подобна на морската вода, титанът корозира със скорост от 0,2 mm на година (0,02 mm на 1000 години). Титановите сплави са устойчиви на водороден пероксид, формалдехид и бензин. Не беше открита корозия върху титан след многократно кипене и обработка в автоклав, няколко месеца излагане на 3% разтвор на хлорамин, 96°C етилов алкохол и разтвор на бихлорид. Точкова корозия се открива в титанови сплави само след престой в 10% алкохолна тинктура от йод за няколко дни.

Сила

Друго положително свойство на титана и неговите сплави е тяхната висока якост на умора при променливи натоварвания. Това е особено важно при производството на вътрекостни фиксиращи устройства, както и на вътрешни и външни протези, които са постоянно подложени на редуващи се натоварвания.

Обработка

Чистият титан е достатъчно пластичен метал, който се поддава на всички видове механична обработка: шлайфане, пробиване, фрезоване и рязане. Сложността на производството на различни конструкции от този метал е същата като при работа с неръждаема стомана. Освен това титанът е немагнитен материал. Това е много ценен имот. Благодарение на него физиотерапията може да се използва при лечение на пациенти, които имат титанови структури в тялото си. Всички тези качества правят този метал много перспективен за широко приложение в медицината.

Биологична инертност

Най-важното заключение, направено след години на изследване, е, че титанът е инертен метал по отношение на биологичната среда. Титановите структури се понасят перфектно от човешкото тяло и растат в мускулна и костна тъкан. Титанът почти не корозира в нашето тяло и структурата на околните тъкани не се променя с годините. Титанът е химически индиферентен към всички неръждаеми стомани и широко използваната сплав на основата на кобалт ("виталий"). Също така е ценно, че технически чистият титан има много по-малко примеси от другите сплави, използвани в медицината.

Протезиране

Възможностите за използване на титан в медицинското оборудване са проучени особено задълбочено във Всесъюзния научноизследователски институт по хирургическо оборудване и инструменти. Наскоро специалисти от Института по титан и редица медицински асоциации се присъединиха към изследователската работа. За първи път титанови сплави са използвани за хирургически цели за създаване на имплант за очна ябълка. Дългото търсене на метала доведе специалистите до титановата сплав от клас BT5. Получените импланти бяха два пъти по-леки от аналогичните продукти, изработени от стомана Х18Н9Т (като се вземе предвид диметърът от 20 mm, теглото на стоманения имплант беше 3,2 g, но титановият имплант тежеше 1,6 g). Дългосрочни клинични наблюдения и токсикологични изследвания показват биологична инертност на продукта. След успешното завършване на титановия имплант на очната ябълка, този метал е използван в дизайна на други протези, включително тези с носещи работни части.

Хирургически инструменти

В момента в клиничните институции се използват повече от 200 наименования на различни хирургически инструменти. Тествани са в Московския научно-изследователски институт по очни болести „Хелмхолц“, в Института по хирургия „А. Вишневски“, в Запорожския институт за усъвършенстване на лекарите и в Клиниката по ушни, гърлени и носни заболявания на Централния институт за усъвършенстване на лекарите. Всички инструменти бяха оценени положително от специалисти.

Инструментите, изработени от титанови сплави, се характеризират с биологична инертност, висока устойчивост на корозия, издръжливост и пластичност. Пред конструкторите беше поставена задачата да създадат инструменти, превъзхождащи по своите предимства тези от неръждаема стомана. По време на изследванията е установено, че ако за производството на титанов инструмент, за да се запазят неговите функционални свойства, напречното сечение трябва да се увеличи с повече от 30% в сравнение с подобен продукт, изработен от стомана, развитието на този инструмент става безперспективно . Изключение е, когато теглото не е доминираща характеристика. За да се запазят функционалните свойства на метала при проектирането на неразрушителни инструменти като пинсети и скоби, сеченията на отделните елементи се увеличават с 10-30%, но теглото на продуктите се намалява с 30-35% в сравнение със стоманените образци . След топлинна обработка твърдостта на инструментите е HRC35-38.

Куките, огледалата и разпръсквачите, т.е. инструментите с голяма работна площ, които не изпитват голямо напрежение по време на работа, са направени с намалени напречни сечения с 30%, което от своя страна намалява теглото на продукта с 50%.

Комбинирани инструменти

За режещи инструменти е използвана комбинирана схема: подвижните работни части са изработени от подходяща стомана, а дръжките са изработени от титанови сплави. Такива продукти включват хирургически куки, скалпели с подвижни остриета и длета. Използвана е стомана за фиксирани режещи инструменти, а дръжките са направени от титанови сплави. Всички елементи бяха свързани с помощта на нитове или пресоване - пръчкови инструменти, ножици, ножици.

Тестове

В хода на изследванията беше открито, че титанови сплави трябва да се използват там, където е необходима висока устойчивост на корозия при ниска твърдост на метала за медицински цели. инструменти. Фактът, че титанът няма висока твърдост и режещи свойства, възпрепятства по-широкото му използване в хирургически инструменти. Следователно придаването на титана на режещите му свойства и увеличаването на неговата твърдост са задачи от първостепенно значение. Основната трудност се състои в това, че съвременните промишлени методи на закаляване не могат да бъдат приложени към медицински инструменти, тъй като към тях има специални изисквания. Освен това медицинските инструменти и устройства работят при специфични условия (контакт с йод, физиологичен разтвор, стерилизация чрез кипене).

Лечение

Във Всесъюзния научноизследователски институт по хирургически инструменти и инструменти бяха извършени химико-термични и термични обработки (т.е. алфидиране и азотиране) за повишаване на твърдостта на метала, устойчивостта на износване и намаляване на коефициента на триене. С помощта на анодиране продуктите получават цветен филм с различни нюанси (лилаво, зелено, лилаво и златно). Всички проби се стерилизират в автоклав при 180 °C. След всеки цикъл се изследва промяната на цвета на покритието и появата на петна от корозия. Най-здравото и най-устойчиво на корозия фолио беше оксидното фолио в златисто, лилаво и виолетово.

Комплекти

Медицинските инструменти от титан са с 20-30% по-леки от стоманените изделия, но въпреки това са по-удобни и издръжливи, както и имат по-добра устойчивост на корозия. Сътрудници на Всесъюзния научноизследователски институт въз основа на получените данни са разработили и произвели експериментални комплекти от инструменти от титанови сплави за стоматология, оториноларингология и обща хирургия. Комплектът за обща хирургия включва кръвоспиращи скоби, пластинчати щипки и двустранни куки, V-образна телена кука, скалпел с отделящи се остриета, чернодробни огледала и други артикули - общо 27 артикула (теглото на всички инструменти е 1,59 килограма). Комплектът за УНГ за оториноларингологични операции включва трахеотомичен дилататор с пружина, разширител за рани „Лира“, ушни щипци, трахеотомна кука, ушни фунии и тампонни щипки (общо тегло 235 грама). Комплектът от стоматологични инструменти е преминал всички тестове в Централния изследователски институт по дентална медицина.

Ортопедия

Понастоящем костните фрактури често се лекуват с метална остеосинтеза. Използва пръти, които осигуряват неподвижност на фрагментите, допринасяйки за процеса на консолидация на фрактурата. Но много пациенти впоследствие изпитват различни усложнения, свързани с използването на конструкции от неръждаема стомана. Нехомогенността на стоманата, както химическа, така и структурна, често води до повреда на фиксаторите, а това води до счупване на цялата конструкция. Костната тъкан се уврежда от корозионни продукти и се наблюдават явления на електропроводимост и йонизация. Железните йони започват да взаимодействат с физиологичните соли на тялото, което причинява възпаление и силна болка. Следователно дори най-висококачествената неръждаема стомана не е най-добрият материал за остеосинтеза.

Използването на титан за производството на устройства за фиксиране на костите направи възможно избягването на усложненията, описани по-горе, поради биологичната неутралност на този метал. По този начин титановите конструкции могат да се използват за дългосрочен (или дори постоянен) престой в човешкото тяло. Това е особено важно, ако остеосинтезата се извършва при възрастни хора, тъй като използването на титан може да спаси пациента от необходимостта от операция за премахване на фиксацията.

Титанови конструкции

Благодарение на титана сложните форми могат да се използват при лечението на периартикуларни фрактури. В миналото такива конструкции не са били използвани поради трудностите при премахването им. В наши дни терминалите (титаниеви скоби) се използват в техниките за скелетна тракция. В Съветския съюз Н. К. Митунин и Г. М. Фролов (в Ленинград), С. И. Кутновски (в Новосибирск), Г. И. Татеосов (в Мончегорск), Б. С. Гавриленко и В. В. Волкова (Запорожие).

Артропластика

Ставни протези и различни други титанови конструкции се разработват успешно от персонала на Московския централен институт по травматология и ортопедия под ръководството на професор К. М. Сиваш . Титанът се отличава благоприятно от конкурентните метали чрез своята биологична инертност и ценни механични свойства. Титан прът с диаметър 10 mm има същата якост на опън като железен прът с диаметър 14 mm. Титанът е конструктивен материал, който позволява да се направи продуктът по-здрав, като същевременно се запазят размерите му, или да се увеличи до 40% тегло, без да се губи здравина и да се намалява обемът на конструкцията. Ето защо титанът си остава най-добрият метал за вътрешни протези. Титанът е най-ефективен при ендопротезиране на тазобедрена става.

Стоматология

При производството на пластмасови протези в домашната стоматология се използва бяло кристално вещество, което е титанов диоксид, за да се получи козметичен ефект. Но за зъбни протези е възможно да се използват както съединения на титан с кислород, така и структурен титан - той е биологично инертен, здрав, достатъчно лек и добре обработваем метал.

Клиниката по лицево-челюстна хирургия, ръководена от доцент К. И. Татаринцев (Запорожие), предложи нов метод за лечение на фрактури на долната челюст с помощта на U-образни скоби, изработени от титан ВТ1-00. Разширяващите се крака на тези скоби осигуряват надеждна фиксация на всички фрактури на челюстта в правилната позиция. Около петдесет пациенти с едностранни или двустранни фрактури на долната челюст са били лекувани с този метод между 1971 и 1973 г. Резултатите доказват, че новата технология съкращава времето за заздравяване на раната и следователно способността за работа много по-бързо.

Купете, цена

Evek GmbH продава валцувани продукти на оптимална цена. Той се формира, като се вземат предвид ставките на LME (Londonmetal exchange) и зависи от технологичните характеристики на производството без допълнителни разходи. Ние доставяме широка гама от продукти, изработени от титан и неговите сплави. Всички партиди имат сертификат за качество за съответствие с изискванията на стандартите. При нас можете да закупите на едро най-разнообразни продукти за мащабни производства. Богатият избор, изчерпателните консултации на нашите мениджъри, разумните цени и навременната доставка определят лицето на нашата компания. При покупки на едро има система от отстъпки