Stuthan agus tagraidhean alloy titanium bith-mheidigeach
Tha stuthan alloy titanium bith-mheidigeach a’ toirt iomradh gu sònraichte air seòrsa de stuthan structarail gnìomh a thathas a’ cleachdadh ann an innleadaireachd bith-mheidigeach, gu sònraichte airson cinneasachadh agus saothrachadh implantan lannsaireachd agus toraidhean innealan orthopédic. Tha cinneasachadh agus ullachadh stuthan giollachd titanium alloy a’ toirt a-steach raointean meatailteachd, giollachd cuideam, stuthan co-dhèanta, agus gnìomhachas ceimigeach, agus tha e na thoradh àrd-theicneòlas aithnichte san t-saoghal. Tha aloidhean titanium agus titanium air a dhol a-steach mean air mhean ann an raon caitheamh sìobhalta bho raointean aerospace, itealain agus dìon nàiseanta. Bathar leithid implantan agus innealan meidigeach sa ghnìomhachas meidigeach agus slàinte; clubaichean goilf titanium anns a’ ghnìomhachas spòrs is cur-seachad, a bharrachd air frèamaichean glainne titanium, uaireadairean titanium, baidhsagalan titanium, agus toraidhean eile, tha an t-iarrtas airson stuthan giullaichte titanium a’ sìor dhol am meud. Le leasachadh làidir agus adhartasan bith-theicneòlas, leasaichidh an gnìomhachas stuthan agus stuthan meatailt bith-mheidigeach gu bhith na ghnìomhachas colbh de eaconamaidh na cruinne. Nam measg, tha titanium agus na h-aloidhean aige air fàs gu luath agus gu cunbhalach san iarrtas anns na bliadhnachan mu dheireadh air sgàth na feartan coileanta sàr-mhath aca leithid modulus aotrom, ìosal elastagach, neo-phuinnseanta agus neo-magnetach, an aghaidh creimeadh, neart àrd, agus cruas math. Aig an aon àm, mar a bhios aloidhean titanium a’ tòiseachadh a’ dol a-steach gu obair-lannsa plastaig agus raointean eile, nochdaidh iarrtasan margaidh ùra a dh’ fhaodadh a bhith ann, agus bidh margaidh titanium alloy a ’fàs nas luaithe san àm ri teachd.
Rannsachadh adhartas air alloys titanium meidigeach
1.1 Seòrsachadh aloidhean titanium meidigeach
Faodar aloidhean titanium a roinn ann an trì roinnean a rèir an seòrsa microstructure stuthan: seòrsa α, seòrsa α + β, agus seòrsa β titanium alloy.
1.2 Claonadh Leasachaidh Alloys Titanium Meidigeach
Às deidh rannsachadh litreachais, chaidh a lorg gu bheil luchd-rannsachaidh buntainneach aig an taigh agus thall thairis gu h-aon-ghuthach a’ creidsinn gu bheil leasachadh na alloys titanium meidigeach air a dhol tro thrì ìrean suaicheanta. Tha a 'chiad ìre air a riochdachadh le fìor-ghlan titanium agus Ti-6Al-4V alloy; tha an dàrna ìre air a riochdachadh le Ti New α + β aloidhean air an riochdachadh le -5A1-2.5Fe agus Ti-6A1-7Nb; Is e an treas ìre am prìomh ìre de leasachadh agus leasachadh aloidhean β-titanium le biocompatibility nas fheàrr agus modulus elastagach nas ìsle. Ideal stuthan bith-mheidigeach titanium alloy feumaidh iad na cumhaichean a leanas a choileanadh: biocompatibility math, modulus elastagach ìosal, dùmhlachd ìosal, deagh thogalaichean an-aghaidh creimeadh, neo-phuinnseanta, neart toraidh àrd, beatha sgìths fada, agus plastachd mòr aig teòthachd an t-seòmair. , furasta a chruthachadh, furasta a thilgeil, msaa Is e na aloidhean cudromach a chaidh a chleachdadh gu farsaing ann an stuthan implant Ti-6A1-4V agus Ti-6A1-4VELI. Tha aithrisean anns an litreachas gum faod eileamaid V ath-bhualaidhean malignant maothraidh adhbhrachadh agus gum faodadh fo-bhuaidhean puinnseanta a bhith aige air bodhaig an duine, agus faodaidh Al osteoporosis agus duilgheadasan inntinn adhbhrachadh. Gus an duilgheadas seo fhuasgladh, tha luchd-saidheans bith-stuthan an-dràsta dealasach a thaobh a bhith a’ sgrùdadh agus a’ sgrùdadh stuthan alloy titanium bith-mheidigeach ùr Al, mus feumar faighinn a-mach dè an seòrsa eileamaidean alloy a tha freagarrach airson cur ris a tha an dà chuid neo-phuinnseanta agus bith-fhreagarrach. . Tha sgrùdaidhean air faighinn a-mach gu bheil susbaint nas àirde de eileamaidean β-seasmhach ann an alloidhean β-titanium anns a bheil eileamaidean neo-phuinnseanta leithid molybdenum, niobium, tantalum, agus zirconium agus gu bheil modulus elastagach nas ìsle (E = 55 ~ 80GPa) agus coileanadh rùsgaidh nas fheàrr agus cruas, tha e nas freagarraiche airson a chuir a-steach don chorp daonna mar implant.
Cleachdaidhean titanium alloys
2.1 Bun-stèidh meidigeach de aloidhean titanium
Is iad na prìomh bhuannachdan bho bhith a’ cleachdadh aloidhean titanium agus titanium mar implantan daonna: (1) Dùmhlachd (20 ° C) = 4.5g / cm3 agus aotrom. Air a chuir a-steach don chorp daonna: lughdaich an luchd air bodhaig an duine; mar inneal meidigeach: lughdaich an luchd obrachaidh air luchd-obrach meidigeach. (2) Tha am modulus elastagach ìosal, agus tha titanium fìor-ghlan 108500MPa. Nuair a thèid a chuir a-steach don chorp daonna: tha e nas fhaisge air cnàimh nàdarra bodhaig an duine, a tha cuideachail airson grafadh cnàimh agus a lughdaicheas buaidh dìon cuideam a ’chnàimh air an implant. (3) Neo-magnetach, gun a bhith fo bhuaidh raointean electromagnetic agus stoirmean tàirneanaich, a tha buannachdail do shàbhailteachd dhaoine às deidh a chleachdadh. (4) Tha e neo-phuinnseanta agus chan eil buaidhean puinnseanta no frith-bhuaidhean aige air bodhaig an duine mar implant. (5) Frith-chreimeadh (stuth meatailt inert gu bith-eòlasach). Tha sàr sheasamh an aghaidh creimeadh ann an àrainneachd bogaidh fuil daonna agus a’ dèanamh cinnteach gu bheil e co-chòrdalachd math le fuil daonna agus maothran cealla. Mar implant, chan eil e a’ toirt a-mach truailleadh daonna agus chan eil e cronail do chorp an duine. Bidh ath-bhualaidhean alergidh a 'tachairt, a tha na chumha bunaiteach airson a bhith a' cleachdadh titanium agus aloidhean titanium. (6) Àrd neart agus deagh cruas. Milleadh cnàimh is co-phàirteach mar thoradh air trauma, tumors, agus factaran eile. Gus sgafaid cnàimh seasmhach a stèidheachadh, feumar lannan arc, sgriothan, cnàmhan fuadain, joints, msaa. Feumar na h-implantan sin fhàgail nan àite airson ùine mhòr. bidh an corp daonna fo ùmhlachd lùbadh, toinneamh, brùthadh, giorrachadh fèithe, agus buaidhean eile air bodhaig an duine, ag iarraidh gum bi neart àrd agus cruas aig implantan.
2.2 Raointean meidigeach agus orthopédic de aloidhean titanium
Suidheachadh a’ Mhargaidh Le leasachadh aloidhean titanium, an àrdachadh ann an seòrsaichean stuthan titanium, agus an lughdachadh ann am prìsean, tha cleachdadh titanium ann an gnìomhachas catharra air dùblachadh. Bidh an CFDA a’ roinn innealan meidigeach ann an trì ìrean a rèir an sàbhailteachd bho àrd gu ìosal, agus tha iad fo stiùir agus air an riaghladh leis na trì ìrean riaghaltais fa leth. Buinidh implantan air an dèanamh de stuthan titanium agus titanium alloy don treas roinn de dh’ innealan meidigeach agus tha iad nan stuthan consum àrd-luach. Tha na fo-roinnean a tha a’ dèanamh suas còrr air 5% den mhargaidh a’ toirt a-steach sia prìomh earrannan: diagnosachd in vitro, cairt-eòlas, ìomhaighean breithneachaidh, orthopedics, offthalmology, agus lannsaireachd plastaig. Nam measg, is e diagnosachd in vitro, orthopedics, agus eadar-theachd cridhe na stuthan caitheamh àrd-luach as luaithe a tha a’ fàs ann an Sìona. Tha cleachdadh titanium bith-mheidigeach agus na stuthan alloy aige air a dhol tro thrì ìrean suaicheanta: Iarrtas tùsail Tràth anns na 1950n, an toiseach anns an Rìoghachd Aonaichte agus na Stàitean Aonaichte, chaidh titanium fìor-ghlan a chleachdadh gus lannan cnàimh, sgriothan, ìnean intramedullary, agus hip a dhèanamh. joints. Bidh a’ chompanaidh Eilbheis Mathys cuideachd a’ cleachdadh Ti-6A1-7Nb alloy gus siostaman glasaidh intramedullary intramedullary neo-leudaichte a dhèanamh (a’ toirt a-steach tibia, humerus, agus femur) agus sgriothan falamh airson a bhith a’ làimhseachadh briseadh cnàimh amhach femoral. Thathas a’ cleachdadh stuth bith-ghnìomhach porous Ni-Ti (PNT) gus cèidsichean fusion intervertebral cervical agus lumbar (Cage) a dhèanamh. Tha companaidh BIORTHEX à Canada air cèidse fusion intervertebral cervical agus lumbar a leasachadh air a dhèanamh de stuth peutant porous Ni-Ti alloy ACTIPORE G airson làimhseachadh leòn cnàimh-droma orthopédic. Faodar an alloy beta titanium ùr a chleachdadh mar stuth adhartach airson grunn adhbharan leithid orthopedics, fiaclaireachd, agus eadar-theachd falamh. Tha gnìomhachas innealan meidigeach orthopédic a’ dèanamh suas 9% de roinn margaidh innealan meidigeach na cruinne agus tha e fhathast a ’fàs gu luath. Tha margaidh innealan meidigeach orthopédic air a sgaradh sa mhòr-chuid ann an ceithir raointean: trauma, joints, spine, agus feadhainn eile. Nam measg, is e trauma an aon roinn aig nach eil prìomh roinn den mhargaidh an-dràsta le companaidhean cèin. Is e am prìomh adhbhar gu bheil susbaint teignigeach ìosal aig na toraidhean san raon seo, gu bheil iad furasta an atharrais, agus nach eil iad cho duilich an obrachadh. Faodar an coileanadh ann am mòran ospadalan dàrna agus treas ìre, agus chan urrainn do chompanaidhean cèin an làn chòmhdach. Faodar toraidhean trauma a roinn ann an socrachadh a-staigh agus innealan socrachadh taobh a-muigh. Tha toraidhean trauma socrachadh a-staigh a’ toirt a-steach ìnean intramedullary, lannan cnàimh, sgriothan, msaa. Ann an 2012, bha trauma a’ dèanamh suas 34% den mhargaidh orthopedics dachaigheil, joints 28%, spine 20%, agus feadhainn eile. 18%. Tha joints mòra nan innealan meidigeach àrd le cnapan-starra teicnigeach àrd. An-dràsta, bidh ospadalan prìomh-shruthach sa mhòr-chuid a’ cleachdadh stuthan orthopédic a chaidh a thoirt a-steach. Tha beàrn fhathast eadar toraidhean dachaigheil agus bathar air an toirt a-steach a thaobh teicneòlas, dealbhadh, rannsachadh agus leasachadh, stuthan, pròiseasan làimhseachadh uachdar, msaa. Tha joints fuadain air an roinn sa mhòr-chuid ann an glùinean fuadain, cnapan, uilleanan, guailnean, joints meòir is ladhar, msaa. Nam measg, tha na co-chuiridhean as cudromaiche a’ toirt a-steach joints hip agus joints glùin, a tha còmhla a’ dèanamh suas còrr air 95% de mhargaidh ath-chuiridh còmhla na cruinne. Tha innealan implant cnàimh-droma a’ toirt a-steach siostaman plàta ìnean thoracolumbar, siostaman truinnsear ìnean spine cervical, agus siostaman cèidse fusion, am measg a bheil an siostam cèidse eadar-dhruim-altachain air a chleachdadh sa mhòr-chuid airson làimhseachadh diosc eadar-dhruim-altachain agus is e cuideachd an roinn as cudromaiche, a ’toirt cunntas air timcheall air a’ mhargaidh implant cnàimh-droma gu lèir. . leth de.
Co-dhùnadh
Tha feartan adhartach aloidhean titanium air cur ris a phrìomh shuidheachadh ann an raon meidigeach. Tha dealbhadh stuthan agus teicneòlas ullachaidh aloidhean titanium air leasachadh gu luath leis na leasachaidhean ann am bith-theicneòlas agus an iarrtas mòr airson tagraidhean meidigeach. Tha an alloys titanium meidigeach An-dràsta tha aloidhean titanium seòrsa α + β air an dèanamh sa mhòr-chuid. Bho shealladh teicneòlas ullachaidh, tha cinneasachadh TC4 (TC4ELI) an-dràsta aig a ’phrìomh roinn den mhargaidh. Tha buannachdan sònraichte aig alloy titanium seòrsa β ann am biocompatibility agus co-chòrdalachd meacanaigeach, agus mar sin tha e air a thighinn gu bhith na àite rannsachaidh airson aloidhean titanium meidigeach ùr agus is e an teicneòlas as motha a tha comasach ann an raon implantan meidigeach. Anns an àm ri teachd, bu chòir teicneòlas cinneasachaidh titanium alloys leasachadh a thaobh modulus ìosal, neart àrd, biocompatibility math, agus co-chòrdalachd meacanaigeach. Bho shealladh gluasadan leasachaidh, bidh aloidhean titanium seòrsa β gu bhith na stiùir leasachaidh san àm ri teachd agus mar phrìomh-shruth de mhargaidh meidigeach titanium alloy.
