Por que as barras de titânio de nível médico têm uma excelente biocompatibilidade?

As barras de titânio de nível médico são feitas principalmente de ligas de titânio ou titânio puras e têm uma série de propriedades físicas e químicas únicas. O titânio é um metal leve com uma densidade de cerca de 4,5g/cm³, que é muito menor que o aço. Isso torna as hastes de titânio leves em aplicações médicas e podem reduzir a carga sobre os pacientes. O titânio também possui boa resistência à corrosão e alta resistência à temperatura e pode manter um desempenho estável em ambientes severos.

No entanto, entre todas as propriedades das barras de titânio de nível médico, a biocompatibilidade é sem dúvida a mais crítica. A biocompatibilidade refere -se à capacidade de um material não causar reações adversas ou rejeição quando entra em contato com o tecido humano. Para dispositivos médicos implantados no corpo humano por um longo tempo, a qualidade da biocompatibilidade está diretamente relacionada à taxa de sucesso da operação e à qualidade da recuperação do paciente.

A razão pela qual as hastes de titânio de nível médico têm excelente biocompatibilidade se deve principalmente às características do próprio elemento de titânio e ao design cuidadoso das ligas de titânio.

O titânio é um metal biologicamente inerte, o que significa que não é fácil reagir quimicamente com outras substâncias no ambiente humano. Quando a haste de titânio é implantada no corpo humano, ela não reage quimicamente com os tecidos circundantes, evitando assim a produção e a liberação de substâncias nocivas. Essa bio-inércia permite que a haste de titânio exista de forma estável no corpo humano por um longo tempo sem causar danos aos tecidos circundantes.

Embora o titânio puro seja biomerno, sua força e resistência podem não atender às necessidades de algumas aplicações médicas. Portanto, as hastes de titânio de nível médico geralmente são feitas de ligas de titânio. As ligas de titânio são feitas adicionando outros elementos metálicos (como alumínio, vanádio, molibdênio etc.) ao titânio puro para melhorar sua força e resistência. No entanto, os tipos e o conteúdo desses elementos adicionados devem ser regulados finamente para garantir que a liga de titânio possa manter uma boa biocompatibilidade, mantendo excelentes propriedades mecânicas.

Por exemplo, o TI-6AL-4V (TC4) é uma liga médica de titânio comumente usada que contém 6% de alumínio e 4% de vanádio. Essa liga não apenas tem alta resistência e boa tenacidade, mas também mantém as propriedades bio-inércia do titânio. Portanto, a liga de titânio TC4 é amplamente utilizada na fabricação de dispositivos médicos, como articulações artificiais e implantes ortopédicos.

Além das propriedades do próprio material, o tratamento da superfície de hastes de titânio de nível médico também tem um impacto importante em sua biocompatibilidade. Durante o processo de fabricação, a superfície da haste de titânio geralmente passa por uma série de tratamentos, como moagem, polimento, decapagem etc., para remover a camada de óxido e as impurezas na superfície e melhorar o acabamento e o nivelamento da superfície. Essas medidas de tratamento podem reduzir o atrito e a irritação entre a haste de titânio e o tecido circundante, reduzindo assim o risco de rejeição.

Além disso, algumas tecnologias avançadas de tratamento de superfície (como anodização, oxidação da micro-arC, etc.) também podem formar um filme denso de óxido na superfície da haste de titânio. Este filme de óxido pode não apenas melhorar a resistência à corrosão e a resistência ao desgaste da haste de titânio, mas também melhorar ainda mais sua biocompatibilidade. Por exemplo, a anodização pode formar um filme de óxido poroso na superfície da haste de titânio, e esses poros podem adsorver moléculas bioativas (como proteínas, fatores de crescimento etc.), promovendo assim o crescimento e reparo dos tecidos circundantes.

Graças à sua excelente biocompatibilidade, hastes de titânio de nível médico têm sido amplamente utilizados no campo médico. A seguir, são apresentados alguns cenários de aplicação típicos:

As juntas artificiais são uma das áreas de aplicação importantes de hastes de titânio de nível médico. Seja a fabricação de articulações artificiais, como articulações do quadril, articulações do joelho ou articulações dos ombros, as hastes de titânio podem fornecer suporte estrutural estável. Sua excelente biocompatibilidade permite que as hastes de titânio coexistem com ossos humanos por um longo tempo sem causar reações adversas, garantindo assim a recuperação da função articular e a melhoria da mobilidade dos pacientes.

Na cirurgia ortopédica, as hastes de titânio também são amplamente utilizadas na fabricação de dispositivos de fixação interna, como placas ósseas e unhas ósseas. Esses dispositivos ajudam os ossos a restaurar sua forma e função normal, corrigindo o local da fratura. O peso leve e a alta resistência das hastes de titânio permitem que esses dispositivos reduzam a carga dos pacientes, garantindo força suficiente, o que é propício à recuperação pós -operatória. Além disso, a resistência à corrosão e a boa elasticidade das hastes de titânio também garantem que os instrumentos mantenham o desempenho estável após a limpeza e desinfecção múltipla.

No campo da odontologia, as hastes de titânio também são usadas como material principal para implantes dentários. Suas características de densidade relativamente baixa e alta resistência podem não apenas fornecer um bom suporte mecânico, mas também reduzir o desconforto do paciente após a cirurgia. Ao mesmo tempo, a biocompatibilidade das hastes de titânio também garante boa integração entre implantes dentários e tecidos circundantes.

Além dos campos acima, as hastes de titânio de nível médico também são amplamente utilizadas na fabricação de vários dispositivos médicos. Por exemplo, agulhas de sutura vascular de titânio, suturas esternas e outros instrumentos desempenham um papel importante na cirurgia cardíaca; O uso de eletrodos de titânio em equipamentos médicos, como eletrocardiografias, melhora a precisão do diagnóstico; e o uso de vasos de cultura de titânio em máquinas de cultura in vitro fornecem um ambiente experimental mais estável para pesquisa biomédica.