Инвентар на медицинските метални материали

Според класификацията на биомедицинските материали, предишните две статии за гледна точка са разработили на медицински полимерни материали и биокерамични материали. Тази статия ще се съсредоточи върху третия тип биомедицински материали - медицински метални материали. Медицинските метални материали играят изключително важна роля в областта на съвременната медицина. Със своите уникални механични свойства и биосъвместимост те се използват широко в много области като ортопедия, сърдечно -съдови, стоматология и хирургия. Тази статия ще обсъди подробно дефиницията, класификацията, състоянието на приложението и бъдещата тенденция на развитие на медицинските метални материали и ще обобщи техния принос в медицинската област. 01 Медицински метални материали
Медицинските метални материали се отнасят до метали и техните сплави, специално използвани в медицинското поле. Обикновено се използват за производство на медицински изделия и импланти, които са в пряк контакт с човешкото тяло, като изкуствени стави, устройства за фиксиране на счупване, сърдечни клапани, зъбни импланти и др. Нейните уникални изисквания включват главно: добри механични свойства, биосъвместимост, корозионна устойчивост и стабилност. Механичните свойства са основните изисквания на медицинските метални материали. Те трябва да имат достатъчна сила и здравина, за да издържат на различни физически натоварвания вътре и извън човешкото тяло. Биосъвместимостта е ключов фактор за осигуряване на безопасното използване на метални материали в човешкото тяло. Материалите с добра биосъвместимост няма да причинят очевиден имунен отговор, възпалителен отговор или други неблагоприятни физиологични реакции, когато са в контакт с биологични тъкани. Корозионната резистентност е важен показател за медицинските метални материали, тъй като вътрешната среда на човешкото тяло е сложна и корозивна. Телесните течности в човешкото тяло са богати на различни йони и молекули и тези химикали могат да корозират метали. Следователно медицинските метални материали трябва да останат стабилни в такава среда и да не претърпят електрохимична корозия.
02 Класификация на медицински метални материали
Медицинските метални материали могат да бъдат разделени главно на неръждаема стомана, титан и неговите сплави, кобалт-хром сплави, благородни метали и магнезиеви сплави според техните сценарии за химичен състав и приложение.
1 неръждаема стомана
Неръждаемата стомана е един от най -ранните метални материали, използвани в медицинското поле и има добри механични свойства и устойчивост на корозия. 316L неръждаема стомана е особено често срещана в медицинските приложения поради ниското си съдържание на въглерод и добавеното молибден. Обикновено се използва за производство на хирургически инструменти, костни плочи и винтове. Въпреки че неръждаемата стомана е сравнително евтина и има добра обработка, неговата корозионна устойчивост и биосъвместимост все още трябва да се подобрят в дългосрочните приложения за импланти.
2 титан и неговите сплави
Титановата сплав е един от най -използваните медицински метални материали. Титанът има ниска плътност, висока якост, добра устойчивост на корозия и подобен еластичен модул на човешката кост тъкан, така че се използва широко в ортопедични импланти като подмяна на тазобедрената става и коляното. Ti -6 al -4 V е най -често срещаната титанов сплав и се превърна в предпочитания материал за ортопедична хирургия поради отличните си механични свойства и биосъвместимост. Един недостатък на титановите сплави обаче е високата му цена и трудност при обработката.
3 Cobalt-Chromium сплави
Кобалт-хром сплавите имат изключително висока якост и отлична устойчивост на износване и са подходящи за медицински изделия, които трябва да издържат на високи товари и износване за дълго време, като изкуствени стави и реставрации на зъбите. Високата твърдост и устойчивост на корозия на сплавите от кобалт-хром дават предимство в полето на имплантите, но високият му еластичен модул може да доведе до „ефект на екраниране на стреса“, тоест имплантатът носи твърде много стрес, намалявайки натоварването върху заобикалящата тъкан на костите, което може да повлияе на здравия растеж на костите.
4 благородни метали
Като злато, сребро, платина и др., Поради отличната си биосъвместимост и устойчивост на корозия, често се използват в някои специални медицински приложения, като пейсмейкър електроди и материали за възстановяване на зъбите. Поради високите им цени и ограничените механични свойства, използването на благородни метали е обект на определени ограничения.
5 магнезиева сплав
Магнезиевата сплав е нов тип биоразградим метален материал. Той се превръща в изследователска гореща точка поради отличните си механични свойства и биосъвместимост. Плътността и еластичният модул на магнезий са подобни на тези на човешките кости. Тя може постепенно да се разгради в тялото и в крайна сметка да се абсорбира от тялото, като се избягва необходимостта от вторична операция за отстраняването му. Въпреки това, бързото разграждане и отделяне на водород на магнезиеви сплави все още трябва да бъдат допълнително разрешени.
03 Приложение на медицински метални материали
Медицинските метални материали се използват широко в различни медицински области поради отличното си представяне, включително ортопедия, сърдечно -съдова, стоматология, неврохирургия и други хирургически полета.
1 Ортопедични приложения
В областта на ортопедията медицинските метални материали се използват главно за производство на устройства за фиксиране на счупване, изкуствени стави, устройства за фиксиране на гръбначния стълб и др. Титаниевите сплави се използват широко при подмяна на тазобедрената става и коляното поради отличната им биосъвместимост и механични свойства. Кобалт-хром сплавите често се използват на повърхността на изкуствените стави поради тяхната устойчивост на износване и висока твърдост. През последните години напредъкът на изследванията на магнезиевите сплави показа потенциала си като материал за фиксиране на костите, особено при лечението на педиатрични фрактури, което може да избегне нуждата от вторична хирургия.
2 сърдечно -съдови приложения
В сърдечно-съдовото поле се използват сплави от неръждаема стомана и кобалт-хром за производство на импланти като съдови стентове и сърдечни клапани. Съдовите стентове трябва да имат висока якост, устойчивост на корозия и добра биосъвместимост, за да се предотврати рестеноза или блокиране на кръвоносните съдове. Стентовете от неръждаема стомана някога са били широко използвани поради ниската си цена и лесната обработка, но тъй като те могат да причинят рестеноза в стента, повечето материали за стент в момента се обръщат към сплави от кобалт-хромия или стентове, покрити с лекарства.
3 стоматологични приложения
В зъбното поле титанът и неговите сплави се използват широко в зъбните импланти, тъй като имат добра биосъвместимост и могат да образуват силна костна връзка в алвеоларната кост. В допълнение, сплавите от кобалт-хром също се използват широко в материали за възстановяване на зъби като корони и мостове поради тяхната устойчивост на корозия и устойчивост на износване.
4 Други хирургични приложения
Медицинските метални материали също се използват широко в други хирургични полета, като плаки за възстановяване на черепа в неврохирургия, протези в пластичната хирургия и производството на хирургически инструменти. Неръждаемата стомана все още е основният материал за производството на хирургически инструменти поради добрите му механични свойства и устойчивост на корозия.
04 Бъдещи перспективи и обобщение
Медицинските метални материали имат незаменима позиция в съвременната медицина. С непрекъснатото развитие на науката и технологиите и нарастващите изисквания на хората за медицински ефекти, медицинските метални материали ще продължат да се развиват, за да отговорят на предизвикателствата на различните медицински нужди. Бъдещите изследвания ще се съсредоточат върху подобряването на биосъвместимостта, оптимизирането на механичните свойства, разработването на нови материали и постигането на многофункционалност, за да се осигури на пациентите по -безопасни и по -ефективни възможности за лечение. В обобщение, разработването на медицински метални материали зависи не само от напредъка на материалознанието и инженерството, но също така трябва да бъде интегрирано с интегриране с биомедицина, клинична медицина и други дисциплини, за да се образува цялостна изследователска платформа. В бъдеще, с появата на повече нови материали и технологии, медицинските метални материали ще покажат широки перспективи за приложение в повече области и ще допринесат по -голям за медицинския прогрес и човешкото здраве.