סגסוגות הטיטניום המוסתרות בתוך גופי אדם

סגסוגות טיטניום מקורן בתעשייה האווירית והצבאית והן נחשבות ל"מתכת האוניברסלית" הרפואית. ברגים טיטניום, שתלים דנטליים, סטנטים של כלי דם, גופי חוליות מלאכותיים, לבבות מלאכותיים והתקנים אחרים המושתלים בגוף האדם יכולים להשיג תאימות לטווח ארוך עם רקמות אנושיות ולהישאר בתוך הגוף במשך עשרות שנים.

 

 

מערכת החיסון האנושית דוחה את רוב המתכות המושתלות: נירוסטה וסגסוגות קובלט-כרום נוטות לשחרר יונים ולעורר דלקת, בעוד פלדה רגילה נוטה לקורוזיה ומובילה לניוון עצם. רק סגסוגות טיטניום לא גורמות כמעט לדחייה.

 

• סרט טיטניום דו חמצני צפוף נוצר באופן ספונטני על פני השטח שלהם, עמיד בפני קורוזיה על ידי נוזלי גוף ובקושי משחרר חומרים מזיקים, וכתוצאה מכך שיעור דחייה נמוך במיוחד המתאים לכל סוגי המטופלים.
• יש להם יכולת אוסאואינטגרציה בלעדית. פני השטח שלהם יכולים לספוג סידן וזרחן כדי לעורר את צמיחת העצם, וליצור קשר הדוק עם עצם מקומית בתוך חודשים - תכונה שאין דומה לה למתכות אחרות.
• התכונות המכניות שלהם תואמות את עצמות האדם. פלדת אל חלד קשיחה מדי, הגורמת למיגון מתח ואובדן עצם; סגסוגות טיטניום רפואיות מספקות חוזק בינוני ומשקל קל. סגסוגות טיטניום -חדשות כוללות מודולים אלסטיים קרובים יותר לעצם האדם, ומונעות ניוון עצם.

 

סגסוגות טיטניום שונות מתאימות לתרחישים רפואיים שונים: טיטניום טהור נמצא בשימוש נרחב ברפואת שיניים; סגסוגות דרגה 5 שולטות בקיבוע השברים ובתותבות המפרק; טיטניום -מודולס -נמוך מוחל על עמוד השדרה ועל העצמות הנושאות משקל-, מה שהופך אותו לחומר רפואי-כל עגול.

 

 

במקור חומר תעופה וחלל וצבאי המוערך בשל משקלו הקל, חוזקו הגבוה ועמידותו לטמפרטורה גבוהה, סגסוגות טיטניום חצו מאוחר יותר לתחום הרפואי, והובילו עידן חדש של רפואת שתלים.

 

1. פריצת הדרך לגילוי

בשנות ה-40, חוקרים גילו שטיטניום שהושתל בבעלי חיים גורם רק לעתים רחוקות לדלקת. בשנת 1952, Brånemark אימת את האוסאואינטגרציה באמצעות ניסויים בארנבות, והפך את האמונה- ארוכת השנים שמתכות יידחו בהכרח על ידי גוף האדם ופתר אתגרים רבים בתיקון שיניים, אורטופדי ולב באותה תקופה.

 

2. איטרציה של יישומים קליניים

ניתוח השתלת השיניים מטיטניום הראשון הצליח בשנת 1965, והציב רף לשיקום שיניים. באותה תקופה, אומצו סגסוגות טיטניום TC4 לקיבוע אורטופדי כדי להפחית דחייה וזיהום. מאוחר יותר פותחו Ti-ללא ונדיום-6Al-7Nb ו-Ti-6Al-4V ELI בטוהר גבוה, מה שהגביר מאוד את הבטיחות והקשיחות כדי להפוך לחומרי שתלים סטנדרטיים.

 

3. פריצות דרך מקומיות בטכנולוגיית הדפסת תלת מימד

תותבות מסגסוגת טיטניום מסורתיות כוללות עיצובים אחידים ונאבקות בטיפול במצבים קשים כגון פגמים גדולים בעצמות וגידולי עצמות. הצוות של Liu Zhongjun פיתח גופי חוליות טיטניום נקבוביים מודפסים בתלת-ממד המאפשרים איחוי רקמות עצם. בשנת 2016, הושלמה ההשתלה הראשונה בעולם של תותבת עמוד השדרה -ארוכה במיוחד מסגסוגת טיטניום, מה שאיפשר לחולה גידול בעמוד השדרה ללכת שוב. כיום, נעשה שימוש נרחב בתותבות טיטניום מודפסות בתלת-ממד- עבור גולגולות, צלעות ואגן, המאפשרות טיפול מדויק פרטני.

 

4. שמירה על חיים על פני תחומים מרובים

טיטניום יציב מבחינה כימית ואינו גורם לקרישה או המוליזה במגע עם דם. סטנטים כליליים טיטניום פותחים סתימות של כלי דם, מסתמי לב טיטניום פועלים בצורה אמינה לטווח ארוך-, ולב מלאכותי טיטניום מרחף מגנטית קונים זמן לחולי אי ספיקת לב הממתינים להשתלה. בינתיים, סגסוגות טיטניום משמשות לייצור מכשירים כירורגיים הניתנים לעיקור-בטמפרטורה גבוהה, שתלי שבלול, אלקטרודות עצביות ותותבות משולבות אוסטאו, המכסות סטמטולוגיה, אורטופדיה, רפואת לב וכלי דם, נוירולוגיה, שיקום ודיסציפלינות אחרות - הראויות לתואר המתכת האוניברסלית.

 

 

אינספור אנשים חזרו לחיים נורמליים בעזרת סגסוגות טיטניום: חולי שבר שהושתלו בחומרת קיבוע פנימית של טיטניום אינם זקוקים לניתוח הסרה משני; חולים עם מחלת חניכיים מחלימים את תפקוד הלעיסה באמצעות שתלי טיטניום; חולי גידול בעמוד השדרה חוזרים לתנועתיות עם גופי חוליות טיטניום מודפסים-תלת-ממדיים; חולי אי ספיקת לב מסתמכים על לבבות מלאכותיים טיטניום בזמן ההמתנה להשתלות לב. ניתן להשתמש בשתלי טיטניום טהור בילדים מבלי להפריע להתפתחות הלסת.

 

כמה שתלי טיטניום שנמצאים במקום יותר מ-40 שנה עדיין שומרים על הדבקת עצמות מצוינת ללא בלאי או דלקת.

 

 

כיום, מדענים ממשיכים לבצע אופטימיזציה של סגסוגות טיטניום:-שינוי ננו וציפויים אנטיבקטריאליים מאיצים את ריפוי העצם ומפחיתים את הסיכון לזיהום; טיטניום מתכלה מתמוסס באופן טבעי בגוף, ומבטל את הצורך בניתוח משני. חומרים מרוכבים טיטניום וטיטניום ביוניים אלסטיים ונקבוביים ביותר, עמוסים בגורמים ביו-אקטיביים, כוללים ביצועים המחקים יותר ויותר עצם אנושית, ומקצרים את תקופות ההחלמה.

 

מקורם בתעשיות תעופה וחלל וצבאיות, סגסוגות טיטניום משמשות כיום כחומרי שתלים אנושיים, מתקנות ביציבות נזקי גוף ומקיימות חיים לאורך שנים. הם עומדים בתור נס מדהים שנולד משילוב של מדע חומרים ורפואה.

 

קבוצת Ruihang מייצרת בעיקר מוצרי טיטניום עם שרשרת התעשייה השלמה, כולל התכה, פרזול, יישור, גלגול, טיפול פני השטח, תהליך בדיקה. לכל צרכי רכישה, אל תהסס לפנות אלינו במייל:Sam.Rui@bjrh-titanium.com