การใช้งานและแนวโน้มของวัสดุโลหะผสมไทเทเนียมเพื่อการใช้งานทางการแพทย์

I. การใช้วัสดุโลหะผสมไทเทเนียมเพื่อการใช้งานทางการแพทย์

เนื่องจากคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยม ต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมและ-ความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีเยี่ยม โลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการแพทย์ชีวภาพ- โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์หรืออุปกรณ์ทางทันตกรรมกระดูกและหลอดเลือดและการปลูกถ่ายหัวใจและหลอดเลือด เมื่อเปรียบเทียบกับโลหะผสมที่มีส่วนประกอบหลัก-โครเมียม-ของเหล็กกล้าไร้สนิมและโคบอลต์ ไทเทเนียมและโลหะผสมของไทเทเนียมนั้นถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากมีความแข็งแรงสูงกว่า โมดูลัสยืดหยุ่นที่ต่ำกว่า และเข้ากันได้ทางชีวภาพมากกว่า-

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โลหะผสมไทเทเนียมชนิด-โมดูลัส -ต่ำยังคงอยู่ในระหว่างดำเนินการ และโลหะผสมที่มีไทเทเนียมเป็นองค์ประกอบหลัก-ก็มีอยู่ในขั้นตอนการผลิตเพื่อเป็นวัสดุทดแทนการปลูกถ่ายกระดูกและข้อ ซึ่งสามารถให้การตรึงทางชีวภาพที่ดีผ่านการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อกระดูกไปสู่โครงข่ายที่มีรูพรุนของมัน

โลหะผสมไทเทเนียมประเภทเบต้า-ดึงดูดความสนใจเนื่องจากมีโมดูลัสยืดหยุ่นต่ำและมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี- และถือเป็นวัสดุที่มีแนวโน้มสำหรับการผลิตการปลูกถ่ายชีวการแพทย์รุ่นต่อไป ด้วยการเพิ่มองค์ประกอบที่ไม่เป็นพิษ- เช่น Mo, Si, Zr และ Ta ทำให้โลหะผสม Ti-Mo ใหม่ไม่เพียงปรับปรุงโมดูลัสยืดหยุ่นเท่านั้น แต่ยังปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนและ-ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ -ty อีกด้วย

นอกจากนี้ ไทเทเนียมบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์ที่มีโครงสร้างนาโน (CPTi) ยังสามารถปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลและปฏิกิริยาทางชีวภาพของวัสดุได้อย่างมีนัยสำคัญหลังการบำบัดด้วยเทคโนโลยีการเปลี่ยนรูปพลาสติกอย่างรุนแรง (SPD) ซึ่งถือเป็นโซลูชั่นใหม่สำหรับการปลูกรากฟันเทียม

แม้ว่าโลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์จะปลอดภัยและใช้งานได้ในระยะยาว-ในการรักษาทางคลินิกในระดับหนึ่ง การปรับปรุงความเข้ากันได้ทางชีวภาพและเชิงกลเพิ่มเติมยังคงเป็นจุดเน้นของการวิจัย เทคโนโลยีการปรับเปลี่ยนพื้นผิวถือเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงกิจกรรมทางชีวภาพ ความต้านทานการสึกหรอ และความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์ ตัวอย่างเช่น การเพิ่มองค์ประกอบออกฤทธิ์ลงในไทเทเนียมชีวการแพทย์และโลหะผสมไทเทเนียม ความเสี่ยงของการติดเชื้อหลังการผ่าตัดจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก และพื้นผิวของวัสดุชีวภาพ-ใหม่ที่มีคุณสมบัติต้านจุลชีพ

เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ โลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์จึงมีบทบาทสำคัญในด้านชีวการแพทย์- ทิศทางการวิจัยในอนาคตรวมถึงวัสดุโลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์ที่มี-โมดูลัสต่ำ -ความแข็งแกร่งสูง-ใช้งานได้หลากหลาย- และต้นทุนต่ำ-ใหม่ และการปรับปรุงความเข้ากันได้ทางชีวภาพและเชิงกลของวัสดุเหล่านี้เพิ่มเติมผ่านเทคโนโลยีการปรับเปลี่ยนพื้นผิวเพื่อตอบสนองความต้องการของการรักษาทางคลินิก ในเวลาเดียวกัน เทคโนโลยีที่มีโครงสร้างนาโน-และวัสดุที่มีรูพรุนให้ความเป็นไปได้ใหม่ๆ ในการปรับปรุงคุณสมบัติของโลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์

ครั้งที่สอง ความคืบหน้าการวิจัยล่าสุดของโลหะผสมไทเทเนียมเพื่อการใช้งานทางการแพทย์

ความคืบหน้าการวิจัยล่าสุดของโลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์มุ่งเน้นไปที่ประเด็นต่อไปนี้เป็นหลัก:

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ

การผลิตการปลูกถ่ายโลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์ส่วนใหญ่จะเป็นการหล่อ ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ประเภทเดียวและไม่สามารถตอบสนองความต้องการของยาที่แม่นยำได้. 3เทคโนโลยีการพิมพ์ D แสดงให้เห็นข้อได้เปรียบที่สำคัญในด้านโลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์ เนื่องจากสามารถให้การประมวลผลที่หลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตโลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์ที่มีรูพรุน เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติไม่เพียงแต่สามารถตระหนักถึงการออกแบบโครงสร้างที่ซับซ้อนเท่านั้น แต่ยังปรับให้เข้ากับความต้องการทางคลินิกที่แตกต่างกันได้ดีขึ้นตามความหนาแน่นและความพรุนของวัสดุที่ต้องการ

โลหะผสมไทเทเนียม - ที่เปลี่ยนแปลงได้

โลหะผสมไทเทเนียมประเภท - ที่เปลี่ยนแปลงได้ถือเป็นทิศทางสำคัญของโลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์รุ่นใหม่ เนื่องจากมีโมดูลัสยืดหยุ่นต่ำกว่าและเข้ากันได้ทางชีวภาพ-ดีเยี่ยม วัสดุเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะด้วยการเติมองค์ประกอบที่ไม่เป็นพิษ- เช่น Nb, Mo, Ta, Zr และ Sn การวิจัยในปัจจุบันมุ่งเน้นไปที่โมดูลัสความยืดหยุ่นเพิ่มเติม การปรับปรุงความแข็งแรง ประสิทธิภาพความเมื่อยล้า ลักษณะการทำงาน และคุณสมบัติที่ครอบคลุมอื่นๆ นอกจากนี้ -การวิจัยเชิงลึกเกี่ยวกับกลไกอันตรกิริยาของธาตุผสม การออกแบบองค์ประกอบของโลหะผสม โครงสร้างจุลภาคและวิธีควบคุมคุณสมบัติ และกลไกทางกลระดับจุลภาค-ก็เป็นแนวทางที่สำคัญในสาขานี้เช่นกัน

การศึกษาเทคโนโลยีการปรับเปลี่ยนพื้นผิว

เนื่องจากพื้นผิวของไทเทเนียมทางการแพทย์และโลหะผสมไทเทเนียมนั้นง่ายต่อการสร้างฟิล์มฟิล์มเฉื่อย ซึ่งส่งผลต่อการรวมกันของเครื่องมือที่ฝังไว้และเนื้อเยื่ออ่อนและแข็ง เทคโนโลยีการปรับเปลี่ยนพื้นผิวจึงกลายเป็นกุญแจสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพของโลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การสะสมไอทางกายภาพ การพ่นพลาสมา การฝังไอออน การหุ้มด้วยเลเซอร์ การสังเคราะห์โซล- และวิธีการปรับเปลี่ยนพื้นผิวอื่นๆ ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติพื้นผิวของไทเทเนียมทางการแพทย์และโลหะผสมไทเทเนียม เช่น -ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ ความต้านทานการสึกหรอ และคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรีย