Titāna sakausējumi: kāpēc tie var

Kad jums vai ģimenes loceklim nepieciešama locītavas nomaiņa, zobu implants vai kaula plāksne, ārsts, visticamāk, pieminēs vienu vārdu:titāna sakausējums. Šis sudrabaini-baltais metāls, ko bieži dēvē par "kosmosa metālu", ir ne tikai sasniedzis Mēnesi, bet arī klusi nokļuvis neskaitāmu cilvēku ķermeņos, kļūstot par ortopēdisko un zobu implantu "zelta standartu". Bet kas tieši padara to tik īpašu? Šodien izpētīsim noslēpumu, kā titāna sakausējums “mierīgi sadzīvo” ar cilvēka ķermeni.

Galvenais iemesls, kāpēc titāna sakausējumi ir kļuvuši par izvēlēto materiālu implantiem, var tikt apkopoti vienā frāzē: tie ir pietiekami "inerti".

Šeit "zema -apkope" ir domāta kā kompliments. Saskaroties ar gaisu, titāns viegli veido blīvu oksīda slāni (titāna dioksīds, TiO₂). Šis slānis ir ārkārtīgi stabils un izturīgs pret koroziju pat ķermeņa šķidruma vidē, kas satur hlorīda jonus un piedzīvo pH svārstības. Tas nozīmē, ka atšķirībā no dažiem metāliem titāna implanti organismā lēnām neizdala kaitīgos jonus, izraisot iekaisumu vai toksiskas reakcijas. Vēl svarīgāk ir tas, ka šis oksīda slānis neļauj cilvēka audiem "atpazīt" to kā svešķermeni. Kad titāna implants tiek ievietots kaulaudos, osteoblasti to ne tikai neatgrūž, bet arī aktīvi pielīp un aug ap to, galu galā veidojot tiešu fizisku saikni ar titāna virsmu. Šo procesu sauc par osseointegrāciju, un tas ir galvenais iemesls, kāpēc zobu implanti var stabili izturēt košļājamo spēku.

Ja mērķis ir vienkārši “izvairīties no nepatikšanām”, to var paveikt arī nerūsējošais tērauds. Tas, kas padara titānu patiesi ievērojamu, ir tas, cik labi tā mehāniskās īpašības atbilst kaula mehāniskajām īpašībām.
Kauli ir gudri, dzīvi audi: tam nepieciešama nepārtraukta mehāniska stimulācija, lai saglabātu blīvumu. Ja implants ir pārāk "stīvs", tas "pārņems" spēkus, kas jānes kaulam, izraisot apkārtējo kaulaudu pakāpenisku atrofiju, pateicoties principam "izmanto vai pazaudē"{1}}to sauc par stresa aizsargefektu. Nerūsējošā tērauda un kobalta -hroma-molibdēna sakausējumu elastības moduļi ir attiecīgi aptuveni 200 GPa un 220 GPa, kas ir daudz augstāki nekā cilvēka kauliem (aptuveni 20 GPa). Titāna sakausējumu elastības modulis var sasniegt aptuveni 100 GPa, savukārt jaunajiem -titāna sakausējumiem var būt pat 57–68 GPa, tuvinot tos dabiskā kaula "cietībai". Tas nozīmē, ka tad, kad titāna implanti iztur svaru, tie var dabiskāk pārnest mehānisko stimulāciju uz apkārtējiem kaulaudiem, samazinot kaulu rezorbcijas risku.

Bieži vien -neņemta vērā priekšrocība: MRI saderība. Ikviens, kuram ir veikta MRI, zina, ka metāla implanti organismā bieži var radīt problēmas. Tomēr titāna sakausējumi šajā ziņā ir diezgan "neuzkrītoši".
Titānam ir ārkārtīgi zema magnētiskā jutība-daudz zemāka nekā nerūsējošā tērauda un kobalta-hroma sakausējumi-, kā rezultātā MRI skenēšanas laikā rodas minimāli artefakti un zems pārvietošanās vai pārkaršanas risks. Zinātnes popularizēšanas rakstā no Rietumķīnas Stomatoloģiskās slimnīcas skaidri teikts, ka pacienti ar titāna zobu implantiem var droši veikt CT un MRI skenēšanu. Tas ir ļoti svarīgi ortopēdijas un zobārstniecības pacientiem, kuriem nepieciešama ilgstoša-novērošana-.

Kopš tā pirmās izmantošanas ortopēdijā pagājušā gadsimta piecdesmitajos gados, titāna sakausējums ir izmantots vairāk nekā 70 gadus. Katru gadu visā pasaulē cilvēka ķermenī tiek implantētas vairāk nekā 1000 tonnas titāna medicīnas ierīču. Tas nav ideāls, taču gandrīz "nepietiekami novērtētā" veidā tas iztur svaru, kustas un košļājas ķermeņa visgrūtākajā vidē, mierīgi atbalstot neskaitāmu cilvēku dzīvi.

Dental Titanium Cutting Disc manufacturer