Legura titanijuma se često naziva "univerzalnim metalom" u biomedicinskim aplikacijama, pokrivajući skoro svako polje moderne medicine, od ortopedskih implantata do zubnih nadoknada, od kardiovaskularnih stentova do hirurških instrumenata.
Zašto naizgled obični metali mogu "nevidljivo" da prolaze kroz ljudsko tijelo i mirno koegzistiraju s našim tkivima? Kakvu magijsku 'biološku magiju' posjeduje? Odakle dolazi ova magija? Istražimo istinu u ovom članku.
Od borbenih aviona do ljudskih tijela, veličanstvena transformacija legure titanijuma
Priča o leguri titanijuma započela je u avio industriji. Tokom 1940-ih, naučnici su slučajno otkrili da se ovaj metal koji se koristio za proizvodnju borbenih aviona zapravo dobro slaže sa životinjskim kostima.
Pedesetih godina prošlog stoljeća legure titana su službeno ušle u medicinsku industriju. Početni zvezdasti proizvod Ti-6Al-4V (koji sadrži 6% aluminijuma i 4% vanadijuma) pokazao se dobro, ali su doktori otkrili da element vanadijuma u njemu može predstavljati rizik po zdravlje. Tako su naučnici materijala počeli da "formulišu nove formule" i zamenjuju vanadijum sigurnijim niobijumom, razvijajući nove legure kao što je Ti-6Al-7Nb.
Naučnici mogu prilagoditi legure titanijuma prikladne za različite medicinske potrebe prilagođavanjem proporcija "sastojaka" kao što su aluminijum, vanadijum, niobijum, itd. Danas se porodica legura titanijuma razvila u tri glavne sekte:
Alfa tip: visoka stabilnost, ali umjerena snaga
Beta tip: najelastičniji i najbliži pravim kostima
+ tip: Balansiranje snage i žilavosti
U svijetu medicinskih materijala, legura titanijuma je poput-igrača - i čvrsta i lagana, i sposobna da harmonično koegzistira s ljudskim tijelom.
Savršena biokompatibilnost. Koji je najveći strah ako stavite komad metala u svoje tijelo? Tako je, to je reakcija odbijanja. Ali legura titana može mirno koegzistirati s ljudskim tijelom, zahvaljujući svojoj posebnoj vještini automatskog stvaranja zaštitnog filma (sloja titan dioksida). Gotovo je nerastvorljiv u ljudskom okruženju, može efikasno blokirati oslobađanje metalnih jona i neće ga korodirati tjelesne tekućine, niti je lako izazvati napade imunološkog sistema.
Sloj filma je sposoban da adsorbuje kalcijum i fosfat, poboljšavajući nukleaciju hidroksiapatita koji je primarna anorganska komponenta ljudskih kostiju i zuba, i omogućavajući ćelijama kostiju da se direktno prianjaju na površinu titana kako bi formirali "biološku fuziju". S druge strane, poznato je da legure od nehrđajućeg čelika i kobalta hroma sporim tempom oslobađaju ione nikla i hroma što potencijalno može izazvati alergijske ili toksične reakcije. Obično su obavijeni fibroznim tkivom i ne mogu biti istinski biokompatibilni.
Jaka i lagana. Druga supermoć legure titanijuma su njena mehanička svojstva. Doktori su otkrili da bi idealan materijal za implantate trebao imati dvije karakteristike - dovoljno jak da izdrži svakodnevne aktivnosti i dovoljno elastičan da bude blizak pravim kostima. Titanijumska legura savršeno ispunjava ove zahtjeve.
Prvo, lagan je, sa gustoćom samo upola manjom od čelika, a ipak mu je čvrstoća slična; Drugo, njegova elastičnost je umjerena. Nova legura titana ima modul elastičnosti od približno 60 GPa (gigapascal), što je vrlo blizu 30 GPa ljudske kosti; Treće, otporan je na zamor, može se savijati milione puta bez loma.
Zašto ljudski organizam ne odbija leguru titanijuma?
Titanijumska legura našla je veliku primenu u savremenoj medicini zbog svojih izvanrednih ukupnih svojstava, uključujući zubne nadoknade, kardiovaskularne stentove, ortopedske implantate i tako dalje. Dakle, zašto ljudsko tijelo ne odbacuje leguru titanijuma? Ovo počinje razvojem interdisciplinarnog polja na granici koštanog tkiva i imunološke regulacije – imunologija kostiju.
Zatražite ponudu
Email:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
