Титан у медицині

Актуальність

У титані медиків приваблює в першу чергу біологічна інертність до живого організму, що поєднується з антикорозійною стійкістю, високими механічними якостями, доступністю і відносно невисокою ціною. Всі ці переваги забезпечили величезний інтерес до титану та проведення численних клінічних випробувань.

Корозійна стійкість

За цим показником титан не поступається платині. Цей метал стійкий у розчинах лугів та кислот. У лімфі яка за хімічним складом близька до морської води, швидкість корозії титану становить 0,00002 мм на рік (0,02 мм за 1000 років). Сплави титану стійкі до перекису водню, формальдегіду, бензину. Корозія на титані не виявлена після багаторазових кип'ятінь та обробки в автоклаві, витримки протягом декількох місяців у 3%-ному розчині хлораміну, 96°етиловому спирті та розчині сулеми. У титанових сплавів виявили точкову корозію тільки після витримування їх у 10%-ній спиртовій настоянці йоду протягом декількох днів.

Міцність

Ще одна позитивна властивість титану та його сплавів – висока втомна міцність при знакозмінних навантаженнях. Це особливо важливо при виробництві внутрішньокісткових фіксаторів, а також внутрішніх і зовнішніх протезів, які постійно піддаються змінним навантаженням.

Обробка

Чистий титан - досить пластичний метал, який піддається всім видам механічної обробки: шліфування, свердління, фрезерування та різання. Складність виготовлення цього металу різних конструкцій така ж, як при роботі з нержавіючою сталлю. Крім цього, титан є немагнітним матеріалом. Це дуже цінна властивість. Завдяки йому при лікуванні хворих, у яких в тілі є титанові конструкції, можна використовувати фізіотерапію. Всі ці якості роблять метал дуже перспективним для широкого застосування в медичній сфері.

Біологічна інертність

Найважливішим висновком, який винесли після багаторічних досліджень, стало те, що титан - Інертний метал по відношенню до біологічних середовищ. Титанові конструкції добре переносяться організмом людини і обростають м'язовою та кістковою тканиною. Титан практично не корозує у нашому тілі, при цьому структура навколишніх тканин не змінюється протягом багатьох років. Хімічною індиферентністю титан перевершує всі нержавіючі сталі та широко застосовуваний сплав на кобальтовій основі («віталіум»). Також цінно, що у технічно чистому титані домішок набагато менше, ніж у інших сплавах, що у медицині.

Протезування

Особливо ретельно можливості використання титану у медичній техніці вивчалися у Всесоюзному науково-дослідному інституті хірургічної апаратури та інструментів. Нещодавно до наукової роботи приєдналися спеціалісти Інституту титану та низки медичних об'єднань. Вперше титанові сплави використовували з хірургічною метою для створення імплантату очного яблука. Довгі пошуки металу привели спеціалістів до титанового сплаву марки ВТ5. Імплантати були вдвічі легші за аналогічні вироби зі сталі Х18Н9Т (враховуючи диметр в 20 мм, вага імплантату зі сталі дорівнювала 3,2 г, а титановий імплантат важив 1,6 г). Тривалі клінічні спостереження та токсикологічні дослідження показали біологічну інертність виробу. Після успішного завершення робіт з виготовлення титанового імплантату очного яблука, цей метал стали використовувати в конструкціях інших протезів, у тому числі і тих, робочі частини яких несуть навантаження.

Хірургічні інструменти

Нині у клінічних установах використовується понад 200 найменувань різних хірургічних інструментів. Їхні випробування пройшли в Московському науково-дослідному інституті очних хвороб імені Гельмгольця, Інституті хірургії імені О. Вишневського, Запорізькому інституті вдосконалення лікарів, Клініці хвороб вуха, горла та носа Центрального інституту вдосконалення лікарів. Усі інструменти були відзначені позитивними відгуками фахівців.

Інструменти із титанових сплавів, що відрізняються біологічною інертністю, високою корозійною стійкістю міцністю і пластичністю. розробка цього інструменту стає не перспективною. Виняток становить той випадок, коли вага — не домінуюча характеристика. HRC35-38.

Пластинчасті гачки, дзеркала та ранорозширювачі, тобто інструменти з великою робочою площею, які не мають великих навантажень при роботі, виконали з перерізами, зменшеними на 30%, що в свою чергу знизило вагу виробу на 50%.

Комбіновані інструменти

Для ріжучих інструментів використовували комбіновану схему: знімні робочі частини виконали з відповідної сталі, а ручки - з сплавів титану. за допомогою заклепок або пресової посадки - стрижневі інструменти, распатори, ножиці.

Випробування

У ході досліджень було з'ясовано, що титанові сплави слід застосовувати там, де для медичних інструментів необхідна висока корозійна стійкість за невисокої твердості металу. Той факт, що титан не має високої твердості та ріжучих властивостей, не дає можливості ширше застосовувати цей метал у хірургічному інструментарії. Тому надання титану ріжучих властивостей та підвищення його твердості є завданнями першорядної ваги. Головна складність полягає в тому, що сучасні промислові методи зміцнення не можна застосовувати щодо медичних інструментів — тут до них висувають особливі вимоги. Крім того, медичні інструменти та апарати працюють у специфічних умовах (контакт з йодом, фізіологічним розчином, стерилізація шляхом кип'ятіння).

Обробка

У Всесоюзному науково-дослідному інституті хірургічної апаратури та інструментів, щоб збільшити твердість металу, зносостійкість та знизити коефіцієнт тертя, проводилися хіміко-термічна та термічна обробка (тобто альфування та азотування). За допомогою анодування на виробах отримали кольорову плівку різних відтінків (лилову, зелену, фіолетову, золоту). Всі зразки стерилізували через автоклав при 180 °C. Після кожного циклу вивчали зміну кольору покриття та появу плям корозії. Найміцнішою та корозійностійкою плівкою виявилася оксидна плівка золотистого, лілового та фіолетового кольорів.

Набори

Титанові медичні інструменти легше виробів зі сталі на 20-30%, при цьому вони зручніші і довговічніші, а також мають кращу корозійну стійкість. Співробітники Всесоюзного науково-дослідного інституту на основі отриманих відомостей розробили та виготовили досвідчені набори інструментів із титанових сплавів для стоматології, оториноларингології та загальної хірургії. У комплект для загальної хірургії увійшли кровоспинні затискачі, пластинчасті пінцети та двосторонні гачки, V-подібний дротяний гачок, скальпель зі знімними лезами, печінкові дзеркала та інші вироби - всього 27 найменувань (маса всіх інструментів - 1,59 кілограма). До ЛОР-комплекту для оториноларингологічних операцій увійшли трахеотомічний розширювач із пружиною, ранорозширювач «Ліра», вушний пінцет, трахеотомічний гачок, вушні вирви та тампонні щипці (загальна маса — 235 грама). Комплект стоматологічних інструментів пройшов усі випробування у Центральному науково-дослідному інституті стоматології.

Ортопедія

У даний момент переломи кісток часто лікують за допомогою металевого остеосинтезу. Для нього використовують стрижні, які й забезпечують нерухомість осколків, сприяючи процесу консолідації перелому. Приводить до переломів всієї конструкції. Кісткова тканина пошкоджується продуктами корозії, спостерігаються явища електропровідності та іонізації.

Використання для виготовлення кісткових фіксаторів титану дозволило уникнути описаних вище ускладнень завдяки біологічній нейтральності даного металу. Таким чином, титанові конструкції можна використовувати для тривалого (або навіть постійного) знаходження в організмі людини.

Титанові конструкції

Завдяки титану можна застосовувати конструкції складної конфігурації при лікуванні навколосуглобових переломів. Раніше подібні конструкції не використовували через труднощі по їх видаленню . С. І. Кутновський (у Новосибірську), Г. І. Татеосов (у Мончегорську), Б. С. Гавриленко та В. В. Волкова (Запоріжжя).

Артропластика

Суглобові протези та різні інші титанові конструкції успішно розробляють співробітники московського Центрального інституту травматології та ортопедії під керівництвом професора К. М. Сиваша . мм Титан - це такий конструкційний матеріал, який дозволяє зробити виріб міцнішим, зберігши при цьому його розміри або отримати виграш у вазі до втрати міцності і зменшити об'єм конструкції титан залишається кращим металом.

Стоматологія

При виготовленні зубних пластмасових протезів для того, щоб отримати косметичний ефект, у вітчизняній стоматології використовують білу кристалічну речовину, що є двоокисом титану.

Клінікою щелепно-лицьової хірургії під керівництвом доцента К. І. Татаринцева (Запоріжжя) був запропонований новий метод лікування переломів нижньої щелепи за допомогою П-подібних скоб з титану BT1-00. 1971 по 1973 рік вилікували близько півсотні пацієнтів з одно- та двосторонніми переломами нижньої щелепи.

Купити, ціна

Компанія ТОВ «" реалізує металопрокат за оптимальною ціною. Вона формується з урахуванням ставок на LME (Londonmetal exchange) і залежить від технологічних особливостей виробництва без включення додаткових витрат. Поставляємо вироби з титану та його сплавів у широкому асортименті. Широкий вибір, вичерпні консультації наших менеджерів, доступні ціни та своєчасність поставки визначають особу нашої компанії. При оптових покупках діє система знижок.