Mengapa batang titanium tingkat medis memiliki biokompatibilitas yang sangat baik?

Batang titanium tingkat medis terutama terbuat dari paduan titanium atau titanium murni, dan memiliki serangkaian sifat fisik dan kimia yang unik. Titanium adalah logam ringan dengan kepadatan sekitar 4,5g/cm³, yang jauh lebih rendah dari baja. Ini membuat batang titanium ringan dalam aplikasi medis dan dapat mengurangi beban pada pasien. Titanium juga memiliki ketahanan korosi yang baik dan ketahanan suhu tinggi, dan dapat mempertahankan kinerja yang stabil di lingkungan yang keras.

Namun, di antara semua sifat batang titanium tingkat medis, biokompatibilitas tidak diragukan lagi adalah yang paling kritis. Biokompatibilitas mengacu pada kemampuan suatu materi untuk tidak menyebabkan reaksi atau penolakan yang merugikan ketika bersentuhan dengan jaringan manusia. Untuk perangkat medis yang ditanamkan dalam tubuh manusia untuk waktu yang lama, kualitas biokompatibilitas secara langsung terkait dengan tingkat keberhasilan operasi dan kualitas pemulihan pasien.

Alasan mengapa batang titanium tingkat medis memiliki biokompatibilitas yang sangat baik terutama karena karakteristik elemen titanium itu sendiri dan desain paduan titanium yang cermat.

Titanium adalah logam inert secara biologis, yang berarti tidak mudah untuk bereaksi secara kimia dengan zat lain di lingkungan manusia. Ketika batang titanium ditanamkan dalam tubuh manusia, ia tidak akan bereaksi secara kimia dengan jaringan di sekitarnya, sehingga menghindari produksi dan pelepasan zat berbahaya. Bio-inertness ini memungkinkan batang titanium ada secara stabil di tubuh manusia untuk waktu yang lama tanpa menyebabkan kerusakan pada jaringan di sekitarnya.

Meskipun titanium murni adalah bio-inert, kekuatan dan ketangguhannya mungkin tidak memenuhi kebutuhan beberapa aplikasi medis. Oleh karena itu, batang titanium tingkat medis biasanya terbuat dari paduan titanium. Paduan titanium dibuat dengan menambahkan elemen logam lainnya (seperti aluminium, vanadium, molibdenum, dll.) Ke titanium murni untuk meningkatkan kekuatan dan ketangguhannya. Namun, jenis dan isi dari elemen -elemen tambahan ini harus diatur dengan halus untuk memastikan bahwa paduan titanium dapat mempertahankan biokompatibilitas yang baik dengan tetap mempertahankan sifat mekanik yang sangat baik.

Sebagai contoh, Ti-6al-4V (TC4) adalah paduan titanium medis yang umum digunakan yang mengandung 6% aluminium dan vanadium 4%. Paduan ini tidak hanya memiliki kekuatan tinggi dan ketangguhan yang baik, tetapi juga mempertahankan sifat bio-inert titanium. Oleh karena itu, paduan titanium TC4 banyak digunakan dalam pembuatan perangkat medis seperti sambungan buatan dan implan ortopedi.

Selain sifat-sifat material itu sendiri, perawatan permukaan batang titanium tingkat medis juga memiliki dampak penting pada biokompatibilitasnya. Selama proses pembuatan, permukaan batang titanium biasanya menjalani serangkaian perawatan, seperti penggilingan, pemolesan, acar, dll., Untuk menghilangkan lapisan oksida dan kotoran di permukaan dan meningkatkan permukaan dan keretitan permukaan. Langkah -langkah perawatan ini dapat mengurangi gesekan dan iritasi antara batang titanium dan jaringan di sekitarnya, sehingga mengurangi risiko penolakan.

Selain itu, beberapa teknologi perawatan permukaan lanjut (seperti anodisasi, oksidasi mikro-arc, dll.) Juga dapat membentuk film oksida padat pada permukaan batang titanium. Film oksida ini tidak hanya dapat meningkatkan resistensi korosi dan ketahanan aus dari batang titanium, tetapi juga lebih lanjut meningkatkan biokompatibilitasnya. Sebagai contoh, anodisasi dapat membentuk film oksida berpori pada permukaan batang titanium, dan pori -pori ini dapat menyerap molekul bioaktif (seperti protein, faktor pertumbuhan, dll.), Dengan demikian mempromosikan pertumbuhan dan perbaikan jaringan di sekitarnya.

Berkat biokompatibilitasnya yang sangat baik, batang titanium tingkat medis telah banyak digunakan di bidang medis. Berikut ini adalah beberapa skenario aplikasi yang khas:

Sendi buatan adalah salah satu area aplikasi penting dari batang titanium tingkat medis. Apakah itu pembuatan sambungan buatan seperti sambungan pinggul, sambungan lutut atau sambungan bahu, batang titanium dapat memberikan dukungan struktural yang stabil. Biokompatibilitasnya yang sangat baik memungkinkan batang titanium untuk hidup berdampingan dengan tulang manusia untuk waktu yang lama tanpa menyebabkan reaksi yang merugikan, sehingga memastikan pemulihan fungsi sendi dan peningkatan mobilitas pasien.

Dalam operasi ortopedi, batang titanium juga banyak digunakan dalam pembuatan perangkat fiksasi internal seperti pelat tulang dan kuku tulang. Perangkat ini membantu tulang mengembalikan bentuk dan fungsinya yang normal dengan memperbaiki situs fraktur. Berat ringan dan kekuatan tinggi batang titanium memungkinkan perangkat ini untuk mengurangi beban pada pasien sambil memastikan kekuatan yang cukup, yang kondusif untuk pemulihan pasca operasi. Selain itu, resistensi korosi dan elastisitas batang titanium yang baik juga memastikan bahwa instrumen mempertahankan kinerja yang stabil setelah pembersihan dan desinfeksi ganda.

Di bidang kedokteran gigi, batang titanium juga digunakan sebagai bahan utama untuk implan gigi. Karakteristik kepadatannya yang relatif rendah dan kekuatan tinggi tidak hanya dapat memberikan dukungan mekanis yang baik, tetapi juga mengurangi ketidaknyamanan pasien setelah operasi. Pada saat yang sama, biokompatibilitas batang titanium juga memastikan integrasi yang baik antara implan gigi dan jaringan di sekitarnya.

Selain bidang di atas, batang titanium tingkat medis juga banyak digunakan dalam pembuatan berbagai perangkat medis. Misalnya, jarum jahitan vaskular titanium, jahitan sternum dan instrumen lainnya memainkan peran penting dalam operasi jantung; Penggunaan elektroda titanium dalam peralatan medis seperti elektrokardiografi meningkatkan akurasi diagnosis; dan penggunaan pembuluh kultur titanium dalam mesin kultur in vitro menyediakan lingkungan eksperimental yang lebih stabil untuk penelitian biomedis.