Інвентар медичних металевих матеріалів

Відповідно до класифікації біомедичних матеріалів, попередні дві статті точки зору розробляли медичні полімерні матеріали та біоцерамічні матеріали. Ця стаття буде зосереджена на третьому типі біомедичних матеріалів - медичних матеріалів. Матеріали медичних металів відіграють надзвичайно важливу роль у галузі сучасної медицини. Завдяки їх унікальній механічній властивості та біосумісності, вони широко використовуються в багатьох галузях, таких як ортопедія, серцево -судинна, стоматологія та хірургія. У цій статті детально обговорить визначення, класифікацію, статус застосування та майбутня тенденція розвитку матеріалів медичних металів та узагальнюють їх внесок у медичну сферу. 01 МАДЕЛІ МЕТЕАЛЬНІ МЕТАЛЬНІСТЬ
Матеріали медичних металів стосуються металів, а їх сплави спеціально використовуються в медичній галузі. Зазвичай вони використовуються для виготовлення медичних пристроїв та імплантатів, які мають прямий контакт з людським тілом, такими як штучні суглоби, пристрої для фіксації руйнування, серцеві клапани, зубні імплантати тощо. Його унікальні вимоги включають: хороші механічні властивості, біосумісність, стійкість до корозії та стійкість. Механічні властивості - це основні вимоги матеріалів з медичних металів. Вони повинні мати достатню силу і міцність, щоб протистояти різним фізичним напруженням всередині та поза людським тілом. Біосумісність є ключовим фактором у забезпеченні безпечного використання металевих матеріалів в організмі людини. Матеріали з хорошою біосумісністю не спричинить очевидної імунної відповіді, запальної реакції або інших несприятливих фізіологічних реакцій, коли контактують з біологічними тканинами. Корозійна стійкість є важливим показником медичних металевих матеріалів, оскільки внутрішнє середовище людського організму є складним та корозійним. Рідини в організмі в організмі людини багаті різними іонами та молекулами, і ці хімічні речовини можуть роз’їхати метали. Тому матеріали медичних металів повинні залишатися стабільними в такому середовищі, а не зазнавати електрохімічної корозії.
02 Класифікація матеріалів медичних металів
Матеріали медичних металів можна в основному розділити на нержавіючу сталь, титанові та його сплави, сплави кобальтового хромій, дорогоцінні метали та сплави магнію відповідно до їх хімічного складу та сценаріїв застосування.
1 нержавіюча сталь
Нержавіюча сталь - один з найдавніших металевих матеріалів, що використовуються в медичній галузі, і має хороші механічні властивості та резистентність до корозії. Нержавіюча сталь 316L особливо поширена в медичному застосуванні завдяки низькому вмісту вуглецю та доданою молібдену. Він зазвичай використовується для виготовлення хірургічних інструментів, кісткових пластин та гвинтів. Незважаючи на те, що нержавіюча сталь порівняно дешева і має хорошу обробку, її резистентність до корозії та біосумісність все ще потрібно покращити в довгострокових додатках імплантатів.
2 титан та його сплави
Титановий сплав - один з найбільш широко використовуваних медичних матеріалів. Титан має низьку щільність, високу міцність, хорошу резистентність до корозії та аналогічний модуль пружності з кістковою тканиною людини, тому він широко використовується в ортопедичних імплантатах, таких як заміни стегна та коліна. Ti -6 al -4 v - найпоширеніший титановий сплав, і він став кращим матеріалом для ортопедичної хірургії завдяки чудовим механічним властивостям та біосумісністю. Однак одним недоліком титанових сплавів є його висока ціна та труднощі в обробці.
3 сплави кобальту-хромій
Сплави кобальто-хромій мають надзвичайно високу міцність і відмінну стійкість до зносу, і вони підходять для медичних пристроїв, які потребують високого навантаження та зносу, таких як штучні суглоби та реставрації зубів. Висока твердість і корозійна стійкість сплавів кобальто-хромій дають йому перевагу в полі імплантатів, але його високий модуль пружності може призвести до "ефекту екранування стресу", тобто імплантат несе занадто велике стрес, зменшення навантаження на навколишню кісткову тканину, що може вплинути на здоровий ріст кісток.
4 дорогоцінні метали
Такі як золото, срібло, платина тощо, завдяки відмінній біосумісності та резистентності до корозії, часто використовуються в деяких спеціальних медичних програмах, таких як електроди для кардіостимулятора та матеріали для відновлення стоматологів. Однак, через їх високі ціни та обмежені механічні властивості, використання дорогоцінних металів підлягає певним обмеженням.
5 Магнійний сплав
Магнійний сплав - це новий тип біологічно розкладається металевий матеріал. Він стає дослідницькою гарячою точкою завдяки чудовим механічним властивостям та біосумісністю. Щільність та модуль пружності магнію схожі на щілину людських кісток. Його можна поступово деградувати в організмі і з часом поглинути організмом, уникаючи необхідності вторинної операції для її видалення. Однак швидка руйнування та вивільнення водню магнієвих сплавів все ще потрібно ще більше вирішити.
03 Застосування матеріалів з медичних металів
Матеріали з медичних металів широко використовуються в різних медичних галузях завдяки їх чудовому виконанню, включаючи ортопед, серцево -судинну, стоматологію, нейрохірургію та інші хірургічні поля.
1 ортопедичні програми
У галузі ортопедії матеріали медичних металів в основному використовуються для виготовлення пристроїв фіксації руйнування, штучних суглобів, пристроїв для фіксації спинного спіналу тощо. Сплави кобальто-хромій часто використовуються на поверхні штучних суглобів завдяки їх носійному стійкості та високій твердості. Останніми роками прогрес досліджень сплавів магнію показав його потенціал як матеріал для фіксації кісток, особливо при лікуванні педіатричних переломів, що може уникнути необхідності вторинної хірургії.
2 серцево -судинні програми
У серцево-судинному полі сплави з нержавіючої сталі та кобальто-хромій часто використовуються для виготовлення імплантатів, таких як судинні стенти та серцеві клапани. Судинні стенти повинні мати високу силу, корозійну резистентність та хорошу біосумісність для запобігання рестенозу або закупорці судин. Стенти з нержавіючої сталі колись широко використовувались через їх низьку вартість та легку обробку, але оскільки вони можуть спричинити рестеноз у стенті, більшість стентових матеріалів зараз звертаються до сплавів кобальто-хромію або стентів, покритих наркотиками.
3 зубні програми
У стоматологічному полі титан та його сплави широко використовуються в зубних імплантатах, оскільки вони мають хорошу біосумісність і можуть утворювати сильну кісткову зв’язок в альвеолярній кістці. Крім того, сплави кобальто-хромій також широко використовуються в матеріалах відновлення зубів, таких як коронки та мости через їх резистентність до корозії та стійкість до зносу.
4 Інші хірургічні програми
Матеріали з медичних металів також широко використовуються в інших хірургічних полях, таких як пластини з ремонту черепа в нейрохірургії, протези в пластичній хірургії та виготовлення хірургічних інструментів. Нержавіюча сталь все ще є основним матеріалом для виготовлення хірургічних інструментів завдяки її хорошим механічним властивостям та резистентності до корозії.
04 майбутні перспективи та резюме
Матеріали медичних металів мають незамінне положення в сучасній медицині. З постійним просуванням науки та технологій та зростаючими вимогами людей щодо медичних ефектів, матеріали медичних металів продовжуватимуть розвиватися для вирішення проблем різних медичних потреб. Майбутні дослідження будуть зосереджені на покращенні біосумісності, оптимізації механічних властивостей, розробці нових матеріалів та досягнення багатофункціональності для надання пацієнтам більш безпечних та ефективних варіантів лікування. Підсумовуючи, розробка матеріалів медичних металів не тільки залежить від прогресу матеріалознавства та інженерії, але й потрібно перехресно інтегруватися з біомедициною, клінічною медициною та іншими дисциплінами для формування комплексної дослідницької платформи. Надалі, поява більш нових матеріалів та технологій, матеріали з медичних металів покажуть широкі перспективи застосування в більшій галузі та внесуть більший внесок у медичний прогрес та здоров'я людини.