مواد سبيكة التيتانيوم للتطبيقات الطبية الحيوية هي فئة من المواد الهيكلية الوظيفية المستخدمة في الهندسة الطبية الحيوية ، وخاصة لإنتاج وتصنيع عمليات الزرع الجراحية والأجهزة العظمية. يتضمن إنتاج وإعداد سبائك التيتانيوم المعادن ومعالجة الضغط والمواد المركبة والصناعة الكيميائية ، ويتم التعرف عليها كمنتج عالي التقنية في العالم. تدخل سبائك التيتانيوم وتيتانيوم تدريجياً إلى مجال المستهلك المدني من صناعة الطيران والطيران والدفاع. مثل الزرع في الصناعة الطبية والصحية ، المعدات الطبية ؛ صناعة الرياضة والترفيه ، ونوادي التيتانيوم للجولف وإطارات نظارات التيتانيوم ، وساعات التيتانيوم ، ودراجات التيتانيوم وغيرها من المنتجات ، يتزايد الطلب على مواد معالجة التيتانيوم. مع التطور القوي للتكنولوجيا الحيوية والانفاعات الرئيسية ، ستتطور صناعة المواد والمنتجات الطبية الحيوية إلى صناعة عمود الاقتصاد العالمي. من بينها ، التيتانيوم وسبائكها ذات الوزن الخفيف ، ومعامل منخفضة من المرونة ، وغير سامة ، وغير مغناطيسية ، ومقاومة للتآكل ، والقوة العالية ، والمتانة الجيدة وغيرها من الأداء الشامل الممتاز ، في السنوات الأخيرة ، والطلب على نمو سريع وثابت. في الوقت نفسه ، عندما تبدأ سبائك التيتانيوم في الدخول إلى مجال جراحة العظام وغيرها من الطلبات المحتملة في السوق ، سيظهر مستقبل سوق سبائك التيتانيوم نموًا أسرع.
1 التقدم البحثي في سبيكة التيتانيوم الطبية
1.1 تصنيف سبيكة التيتانيوم الطبية
يمكن تقسيم سبائك التيتانيوم إلى 3 فئات وفقًا لنوع البنية المجهرية للمادة: -type ، {2}} نوع من سبائك التيتانيوم.
1.2 اتجاه تطوير سبيكة التيتانيوم الطبية
وجدت أبحاث الأدب أن الباحثين والباحثين المحليين والأجانب يتفقون على أن تطوير سبائك التيتانيوم الطبية قد مر ثلاث مراحل مبدئية ، يتم تمثيل المرحلة الأولى من خلال التيتانيوم الخالص و Ti -6 al -4 v alloy ؛ يتم تمثيل المرحلة الثانية بواسطة سبيكة + جديدة مع ti -5 a 1-2. 5fe ، ti -6 a 1-7 nb ؛ المرحلة الثالثة هي تطور سبائك + مع توافق حيوي أفضل ومعامل مرن أقل ؛ المرحلة الثالثة هي تطوير سبيكة + مع توافق حيوي أفضل ومعامل مرنة أقل. وسبائك المعامل المرن السفلي -تيتانيوم. يجب أن تلبي مواد سبيكة التيتانيوم الطبية الحيوية المثالية الظروف التالية: التوافق الحيوي الجيد ، ومعامل منخفض من المرونة ، والكثافة المنخفضة ، ومقاومة التآكل الجيدة ، وعدم التسمم ، وقوة العائد العالية ، وعمر الإرهاق الطويل ، واللدنة الكبيرة في درجة حرارة الغرفة ، وسهلة التشكيل ، سهلة الصب. السبائك المهمة التي تم استخدامها على نطاق واسع في مواد الزرع هي ti -6 a 1-4 v و ti -6 a 1-4 veli. تم الإبلاغ عن الأدب أن عنصر V يمكن أن يسبب تفاعل الأنسجة الخبيثة ، والذي قد يكون له آثار جانبية سامة على جسم الإنسان ، ويمكن أن يسبب مرض هشاشة العظام والاضطرابات العقلية وغيرها من الاضطرابات ؛ من أجل حل هذه المشكلة ، يلتزم علماء المواد الحيوية الحالية باستكشاف وبحث سبائك التيتانيوم الطبية الحيوية الجديدة التي لا تحتوي على V و Al. من أجل حل هذه المشكلة ، يلتزم علماء المواد الحيوية الحالية باستكشاف والبحث عن المواد الحيوية الجديدة التي لا تحتوي على سبائك التيتانيوم للاستخدام الطبي ، وقبل ذلك ، من الضروري معرفة نوع عناصر صناعة السبائك المناسبة لإضافة كل من غير سامة وموافقة على الحيوي. لقد وجد أن سبائك التيتانيوم التي تحتوي على عناصر غير سامة مثل الموليبدينوم ، النيوبيوم ، tantalum ، الزركونيوم ، وما إلى ذلك تحتوي على محتوى أعلى من عناصر الاستقرار ، ومقارنة مع + سبائك التيتانيوم ، لديهم معامل أقل من المرونة (E الجسم كزرع.
2 تطبيق سبيكة التيتانيوم
2.1 الأساس الطبي لسبائك التيتانيوم
مزايا استخدام سبائك التيتانيوم والتيتانيوم كزرع بشري هي أساسا: (1) الكثافة (20 درجة)=4. 5g\/cm3 ، خفيفة الوزن. يزرع في جسم الإنسان: لتقليل حمل جسم الإنسان ، كجهاز طبي: لتقليل حمولة التشغيل للعاملين الطبيين. (2) انخفاض معامل المرونة ، التيتانيوم النقي هو 108،500 ميجا باسكال ، يزرع في الجسم: أقرب إلى عظم جسم الإنسان الطبيعي ، مفضي إلى تطعيم العظام ، لتقليل تأثير التدريع من العظم على الزرع. (3) غير مغناطيسية ، لا تتأثر بالحقول الكهرومغناطيسية والعواصف الرعدية ، والتي هي مواتية لسلامة جسم الإنسان بعد الاستخدام. (4) عدم السمية ، لا توجد آثار جانبية سامة على جسم الإنسان كزرع. (5) مقاومة التآكل (المواد المعدنية الحيوية) ، ومقاومة تآكل ممتازة في بيئة غمر الدم البشري ، لضمان التوافق الجيد مع الدم البشري والأنسجة الخلوية ، حيث أن الغرسات لا تنتج تلوثًا بشريًا ، ولن تحدث تفاعلات الحساسية ، والتي هي الأساس لتطبيق حالات تيتانيوم وعلاج تيتانيوم. (6) يجب استخدام القوة العالية ، والصلابة الجيدة ، بسبب الصدمة ، والأورام والعوامل الأخرى التي تؤدي إلى عظام ، من أجل تأسيس دعم عظام صلبة ، بمساعدة الألواح المنحنية ، والبراغي ، والعظام الاصطناعية والمفاصل ، وما إلى ذلك ، يجب أن تترك هذه الزرع في الجسد بشكل كبير ، وتخضع للزرع ، والمتطلبات الأخرى ، ومتطلباتها الصعبة.
2.2 الحقل الطبي من سبيكة التيتانيوم وحقل العظام
وضع السوق مع تطوير سبائك التيتانيوم ، وأصناف التيتانيوم والحد من الأسعار ، وتطبيق التيتانيوم في الصناعة المدنية زاد بشكل كبير. حصة السوق الفرعية لأكثر من 5 ٪ من الصناعة الفرعية ، بما في ذلك التشخيص المختبري ، والتصوير القلبي ، والتصوير التشخيصي ، وجراحة العيون ، وعلم العيون ، وجراحة العظام ستة قطاعات رئيسية. من بينها ، في التشخيص المختبري ، يعتبر العظام والتدخل القلبي أسرع المواد الاستهلاكية ذات القيمة العالية في الصين. لقد مر تطبيق التيتانيوم الطبية الحيوية وسبائكها ثلاث مراحل بارزة: التطبيق المبكر لأوائل الخمسينيات ، أولاً في المملكة المتحدة والولايات المتحدة ، تم استخدام التيتانيوم النقي تجاريًا لتصنيع لوحات العظام والمسامير والأظافر الداخلية والمفاصل الورك. استخدمت Mathys السويسرية أيضًا Ti -6 A 1-7 سبيكة NB لتصنيع أنظمة تسمير غير متوسطة غير متوسطة (بما في ذلك الظنبوب ، العضد ، عظم الفخذ) ومسامير جوفاء لعلاج كسور العنق الفخذي. طورت شركة Ni-Ti (PNT) التي يسهل اختراقها بسبائك تصنيع المواد النشطة بيولوجيًا ، وتصنيع البروبيان القطني (CAGE) كندا استخدامًا لعلاج Gamma Material Actiporeatore Material Actiporeator. يمكن أن تأخذ سبيكة Beta Titanium الجديدة في الاعتبار العظام وطب الأسنان والتدخل الوعائي وغيرها من الاستخدامات المتقدمة لصناعة الأجهزة الطبية العظمية المتقدمة التي تمثل أكثر من 9 ٪ من حصة سوق الأجهزة الطبية العالمية ، ولا تزال في النمو السريع. ينقسم سوق الأجهزة الطبية العظمية إلى أربعة قطاعات رئيسية صدمة ومفصل وعمود في العمود الفقري وغيرها. من بينها ، الصدمة هي القطاع الوحيد الذي لم تشغله الشركات الأجنبية لاحتلال حصة السوق الرئيسية ، وذلك أساسًا لأن المنتجات في هذا المجال منخفضة التقنية ، وسهلة التقليد ، وأقل صعوبة في العمل ، ويمكن تنفيذ العديد من المستشفيات من المستوى الثاني والثالث ، لذلك لا يمكن تغطية الشركات الأجنبية بالكامل. يمكن تقسيم منتجات الصدمات إلى التثبيت الداخلي وأجهزة التثبيت الخارجي ، ومنتجات الصدمات الداخلية ، بما في ذلك الأظافر الداخلية ، واللوحات والمسامير ، وما إلى ذلك في عام 2012 ، تمثل الصدمة 34 ٪ من سوق العظام المحلي ، و 28 ٪ من المفاصل ، و 20 ٪ من العمود الفقري ، و 18 ٪ من الآخر. المفاصل الكبيرة عبارة عن أجهزة طبية متطورة ذات حواجز تقنية عالية. في الوقت الحاضر ، تقوم المستشفيات الرئيسية باستيراد مواد العظام بشكل أساسي ، ولا تزال هناك فجوة بين المنتجات المحلية والاستيراد من حيث التكنولوجيا والتصميم والبحث والتطوير والمواد وعملية المعالجة السطحية. يتم تصنيف المفاصل الاصطناعية بشكل أساسي في مفاصل الاصطناعية والورك والكوع والكتف والأصابع وأصابع القدم ، وما إلى ذلك ، والتي تشمل أهم استبدال المفاصل مفاصل الورك والركبة ، والتي تمثل معًا أكثر من 95 ٪ من سوق البديل العالمي للمفاصل. تشمل أجهزة زرع العمود الفقري نظام لوحة الأظافر في العمود الفقري الصدري ، ونظام لوحة أظافر العمود الفقري العنقي ونظام الانصهار ، وما إلى ذلك ، ويستخدم نظام الانصهار الفقري بشكل أساسي في علاج استبدال القرص الفقري ، وهو أيضًا الجزء الأكثر أهمية ، وهو ما يمثل حوالي نصف سوق مزرعة الشبكية بأكملها.
3 خاتمة
حقق الأداء المتفوق لسبائك التيتانيوم موقعه الرئيسي في المجال الطبي. تطورت تقنية تصميم المواد والتحضير لسبائك التيتانيوم بسرعة مع الاختراقات في التكنولوجيا الحيوية والطلب الكبير على التطبيقات الطبية. سبائك التيتانيوم الطبية المنتجة حاليًا هي سبائك التيتانيوم من النوع. من وجهة نظر عملية التحضير ، يحتل إنتاج TC4 (TC4ELI) حاليًا حصة السوق الرئيسية. -أصبحت سبائك التيتانيوم من النوع هي نقطة بحثية بحثية لسبائك التيتانيوم الطبية الجديدة بسبب مزاياها في التوافق الحيوي والتوافق الميكانيكي ، وهي أكثر التكنولوجيا الواعدة في مجال الزرع الطبي. في المستقبل ، ينبغي تطوير تكنولوجيا إنتاج سبائك التيتانيوم في اتجاه المعامل المنخفض ، والقوة العالية ، والتوافق الحيوي الجيد والتوافق الميكانيكي. من اتجاه التطوير ، ستصبح سبيكة التيتانيوم من النوع هي اتجاه التنمية المستقبلي وسوق سوق سبيكة التيتانيوم الطبية.
