मेडिकल टाइटेनियम
चिकित्सा धातु सामग्री, जिसे सर्जिकल इम्प्लांट धातु सामग्री के रूप में भी जाना जाता है, मुख्य रूप से निदान, उपचार और मानव ऊतक के प्रतिस्थापन या वृद्धि के लिए उपयोग की जाती है। पिछले 20 वर्षों में, हालांकि पॉलिमर सामग्री, मिश्रित सामग्री, संकर और व्युत्पन्न सामग्री जैसी बायोमेडिकल सामग्री की तुलना में धातु चिकित्सा सामग्री का विकास अपेक्षाकृत धीमा रहा है, लेकिन उनमें उच्च शक्ति, अच्छी क्रूरता, झुकने की थकान के प्रतिरोध और उत्कृष्ट प्रसंस्करण है। प्रदर्शन। इसमें उत्कृष्ट गुण हैं जिन्हें कई अन्य प्रकार की चिकित्सा सामग्रियों द्वारा प्रतिस्थापित नहीं किया जा सकता है, और यह नैदानिक अभ्यास में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली लोड-असर प्रत्यारोपण सामग्री है। विशेष रूप से धातु 3डी प्रिंटिंग तकनीक के विकास के साथ, धातु चिकित्सा सामग्री का अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं: फ्रैक्चर फिक्सेशन प्लेटें, स्क्रू, कृत्रिम जोड़ और दंत जड़ प्रत्यारोपण।
मेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातु
मेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातु (टाइटेनियम-आधारित मिश्र धातु बायोमेडिकल सामग्री) अब तक ज्ञात सबसे अधिक जैव-संगत धातुओं में से एक है। 1940 के दशक से, टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं का धीरे-धीरे नैदानिक चिकित्सा में उपयोग किया जाने लगा है। 1951 में, मनुष्यों ने हड्डी की प्लेटों और हड्डी के पेंचों के निर्माण के लिए शुद्ध टाइटेनियम का उपयोग करना शुरू किया। मध्य दशक में, टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से चिकित्सा में उपयोग किया जाने लगा और यह सबसे आशाजनक चिकित्सा सामग्रियों में से एक बन गया। वर्तमान में, टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग मुख्य रूप से आर्थोपेडिक्स में किया जाता है, विशेष रूप से अंगों की हड्डियों और खोपड़ी के पुनर्वास में, विभिन्न फ्रैक्चर आंतरिक निर्धारण उपकरणों, कृत्रिम जोड़ों, खोपड़ी और ड्यूरा मेटर (चित्रा 1), कृत्रिम हृदय वाल्व, दांतों के निर्माण के लिए , मसूड़े, ब्रैकेट, आदि सॉकेट और क्राउन। उनमें से, सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला मेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातु GR5 (Ti{6}}A1-4V) है। मिश्र धातु में कमरे के तापमान पर दस-बीटा दो-चरण मिश्रित संरचना होती है, और समाधान उपचार और उम्र बढ़ने के उपचार द्वारा इसकी ताकत और अन्य यांत्रिक गुणों में काफी सुधार किया जा सकता है।
चित्र 1 मेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातु खोपड़ी चिकित्सा आकार मेमोरी मिश्र धातु कार्डियोवास्कुलर स्टेंट
टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं का घनत्व लगभग 4.5 ग्राम/सेमी3 है, जो स्टेनलेस स्टील और कोबाल्ट मिश्र धातुओं का लगभग आधा है। घनत्व मानव कठोर ऊतक के करीब है, और इसकी जैव-अनुकूलता, संक्षारण प्रतिरोध और थकान प्रतिरोध स्टेनलेस स्टील और कोबाल्ट मिश्र धातुओं से बेहतर है। यह वर्तमान में सर्वोत्तम धातु चिकित्सा सामग्री है। मानव शरीर के साथ टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं की आत्मीयता इस तथ्य से उत्पन्न होती है कि सतह पर सघन टाइटेनियम ऑक्साइड (TiO2) निष्क्रियता फिल्म शरीर के तरल पदार्थों में कैल्शियम और फास्फोरस आयनों के जमाव को एपेटाइट बनाने के लिए प्रेरित कर सकती है, जो कुछ जैविक गतिविधि और ऑसियोइंटीग्रेशन दिखाती है। क्षमता। मजबूत, विशेष रूप से अंतःस्रावी प्रत्यारोपण के लिए उपयुक्त। टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं के नुकसान कम कठोरता और खराब पहनने के प्रतिरोध हैं। यदि घिसाव होता है, तो यह सबसे पहले ऑक्साइड फिल्म के विनाश का कारण बनेगा, और फिर घिसे हुए कणों के संक्षारण उत्पाद मानव ऊतक में प्रवेश करेंगे, विशेष रूप से टीआई {4}ए {{में निहित विषाक्त वैनेडियम (वी) 5}}V मिश्रधातु के कारण इम्प्लांट विफल हो जाएगा। टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं के पहनने के प्रतिरोध में सुधार करने के लिए, टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातु उत्पादों की सतह को उनके सतह पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए उच्च तापमान आयन अमोनिया या आयन प्रत्यारोपण तकनीक के साथ इलाज किया जा सकता है। हाल के वर्षों में, कुछ नए टाइटेनियम मिश्र धातु (मुख्य रूप से प्रकार के मिश्र धातु) विकसित किए गए हैं, जो मानव शरीर के लिए हानिकारक वी, अल और अन्य तत्वों को कम करने और टाइटेनियम मिश्र धातुओं की जैव अनुकूलता में प्रभावी ढंग से सुधार करने पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं।
