گریدهای تیتانیوم مورد استفاده در ایمپلنت های پزشکی چیست؟
همه تیتانیوم ها برابر نیستند. صنعت پزشکی در درجه اول از سه درجه استفاده می کند:
| درجه | ترکیب | ویژگی کلیدی | برنامه های کاربردی رایج |
|---|---|---|---|
| درجه 1 (GR1) | 99.5 درصد تیتانیوم خالص | نرم ترین، انعطاف پذیرترین، بهترین شکل پذیری | ایمپلنت های دندانی، صفحات استخوانی، محفظه های ضربان ساز، ابزار جراحی |
| درجه 2 (GR2) | 99.2% تیتانیوم خالص | قوی تر از GR1، هنوز هم زیست سازگار است | پین های ارتوپدی، پیچ ها، ایمپلنت های تروما |
| درجه 5 (GR5، Ti-6Al-4V) | آلیاژ تیتانیوم با 6% آلومینیوم و 4% وانادیم | بالاترین استحکام، بیشترین استفاده را برای تحمل بار- | ساقه های باسن، اجزای زانو، میله های نخاعی، پیچ های استخوانی |
هر درجه جایگاه خود را دارد. "بهترین" کاملاً به مکان و نحوه استفاده از ایمپلنت بستگی دارد.
چرا تیتانیوم درجه 1 اغلب برای ایمپلنت های خاص ترجیح داده می شود؟
تیتانیوم درجه 1نرم ترین و انعطاف پذیرترین گریدهای خالص تجاری است. این حاوی حداقل 99.5٪ تیتانیوم است که کمترین میزان اکسیژن را در بین تمام گریدهای تیتانیوم دارد.
این امر برای ایمپلنت به چند دلیل مهم است:
یکپارچگی استخوانی برتر- سطح تیتانیوم GR1 به خوبی با بافت استخوانی پیوند می خورد و آن را به انتخابی برتر برای ایمپلنت های دندانی و کاربردهای ارتوپدی که در آن رشد استخوان حیاتی است تبدیل می کند.
حداکثر زیست سازگاری- بدون عناصر آلیاژی مانند آلومینیوم یا وانادیم، GR1 خطر حساسیت یون های فلزی یا واکنش های آلرژیک را ندارد. برای بیماران با حساسیت فلزی شناخته شده، این یک مزیت قابل توجه است.
شکل پذیری عالی– GR1 را می توان به صورت سرد شکل داد، عمیق کشید و بدون ترک خوردگی به اشکال پیچیده تبدیل کرد. این آن را برای ایمپلنت های سفارشی و ابزارهای جراحی پیچیده ایده آل می کند.
مقاومت در برابر خوردگی- تیتانیوم درجه 1 در برابر خوردگی مایعات بدن بهتر از هر فلز دیگری مقاومت می کند. پس از کاشت، برای چندین دهه پایدار می ماند.
بنابراین وقتی زیست سازگاری اولویت شماره یک است، GR1 اغلب پاسخگو است.
چه زمانی باید به جای تیتانیوم درجه 2 را انتخاب کنید؟
تیتانیوم درجه 2از نظر تجاری نیز خالص است، اما محتوای اکسیژن کمی بالاتر دارد (کمتر یا مساوی 0.25٪ در مقابل کمتر یا مساوی 0.18٪ در GR1). این به آن استحکام بیشتری می بخشد و در عین حال مقاومت در برابر خوردگی و زیست سازگاری عالی را حفظ می کند.
درجه 2 را انتخاب کنید زمانی که:
ایمپلنت نیاز دارداستحکام کمی بالاتراز آنچه GR1 می تواند ارائه دهد
شما نیاز به تعادل بینشکل پذیری و عملکرد مکانیکی
برنامه کاربردی استتثبیت تروما(پیچ ها، پین ها، صفحات) در جایی که به استحکام متوسطی نیاز است
در عمل، بسیاری از تولیدکنندگان دستگاه های پزشکی از درجه 2 به عنوان گزینه تیتانیوم خالص "پیش فرض" استفاده می کنند زیرا میانه خوبی را ارائه می دهد. اما برای کاربردهایی که حداکثر شکل پذیری یا خالص ترین زیست سازگاری را می طلبند، GR1 انتخاب ارجح باقی می ماند.
در مورد تیتانیوم درجه 5 چطور؟ آیا برای ایمپلنت های باردار{1}}بهتر است؟
تیتانیوم درجه 5 (Ti-6Al-4V)آلیاژ آلفا{0}}بتا است. این به طور قابل توجهی قوی تر از هر دو درجه 1 و درجه 2 است، با استحکام کششی تقریباً 895 مگاپاسکال - تقریباً چهار برابر GR1.
این باعث می شود که آن ماده انتخابی برای:
ساقه های باسن و اجزای استخوان ران
سیستم های تعویض مفصل زانو
میله های ستون فقرات و پیچ های پدیکول
دستگاه های تثبیت استخوان بلند
با این حال، درجه 5 حاوی آلومینیوم و وانادیوم است. در حالی که این عناصر عموماً به صورت فله ایمن در نظر گرفته می شوند، بحث در مورد آزادسازی طولانی مدت یون فلزی بالقوه-در حال انجام است. برای بیمارانی که نگرانی از حساسیت بیش از حد دارند، معمولاً درجات تیتانیوم خالص (GR1 یا GR2) به جای آن توصیه می شود.
پس آیا درجه 5 "بهتر" است؟ برای قدرت، بله. برای زیست سازگاری، خیر. بستگی به این دارد که ایمپلنت باید چه کاری انجام دهد.
چگونه GR1 و GR5 در کنار یکدیگر مقایسه می شوند؟
| اموال | درجه 1 (GR1) | درجه 5 (Ti-6Al-4V) |
|---|---|---|
| استحکام کششی | 240 مگاپاسکال | 895 مگاپاسکال |
| قدرت تسلیم | 170 مگاپاسکال | 830 مگاپاسکال |
| زیست سازگاری | بالاترین - بدون عناصر آلیاژی | عالی، اما حاوی Al/V است |
| شکل پذیری | عالی - می تواند عمیق کشیده شود | محدود - شکل گیری دشوار است |
| مقاومت در برابر خوردگی | عالی | عالی |
| برنامه های کاربردی معمولی | ایمپلنت های دندانی، صفحات استخوانی، محفظه های ضربان ساز | ساقه های باسن، اجزای زانو، میله های نخاعی |
انتخاب به این بستگی دارد که آیا ایمپلنت باید بارهای سنگین را تحمل کند یا به سادگی در داخل بدن وجود داشته باشد.
آیا تیتانیوم درجه 1 "درجه ایمپلنت" در نظر گرفته می شود؟
بله.
تیتانیوم درجه 1 مطابق با استانداردهای ASTM F67 و ISO 5832-2 استکه مشخصات شناخته شده تیتانیوم بدون آلیاژ برای کاربردهای ایمپلنت جراحی هستند.
این بدان معنی است که GR1 رسماً به عنوان یک ماده درجه ایمپلنت طبقه بندی می شود. چندین دهه است که از آن در موارد زیر استفاده می شود:
ایمپلنت های دندانی
صفحات و پیچ های جمجمه و صورت
محفظه های ضربان ساز
دستگاه های تثبیت استخوان
ابزار جراحی
بنابراین اگر GR1 را برای کاربردهای پزشکی تامین می کنید، می توانید مطمئن باشید که استانداردهای نظارتی مورد نیاز را برآورده می کند.
جراحان و سازندگان چه می گویند؟
در عمل، انتخاب اغلب از یک قانون ساده پیروی می کند:
برای پیوند استخوان و تماس با بافت نرم- درجه 1 (GR1) را انتخاب کنید
برای تثبیت شکستگی عمومی- درجه 2 (GR2) را انتخاب کنید
برای تحمل بار-تنش بالا-- درجه 5 (GR5) را انتخاب کنید
برای مثال، تولیدکنندگان ایمپلنت های دندانی، به دلیل ویژگی های سطحی و استخوانی برتر، درجه 1 را ترجیح می دهند. شرکت های تروما ارتوپدی اغلب از درجه 2 برای صفحات و پیچ ها استفاده می کنند. شرکت های جایگزین مشترک برای استحکام به درجه 5 متکی هستند.
هیچ نوع "بهترین" درجه تیتانیوم برای ایمپلنت وجود ندارد. انتخاب درست بستگی به برنامه دارد.
اما اگر اولویت شما این است:
| اولویت | درجه توصیه شده |
|---|---|
| خالص ترین زیست سازگاری | درجه 1 (GR1) |
| حداکثر شکل پذیری و شکل پذیری | درجه 1 (GR1) |
| پیوند استخوان (استئواینتگراسیون) | درجه 1 (GR1) |
| قدرت متعادل و زیست سازگاری | درجه 2 (GR2) |
| بالاترین مقاومت برای تحمل بار | درجه 5 (GR5) |
برای بسیاری از کاربردهای ایمپلنت - به ویژه دستگاه های دندانپزشکی، جمجمه صورت و جراحی سفارشی -تیتانیوم درجه 1 انتخاب ارجح استزیرا بهترین ترکیب زیست سازگاری، مقاومت در برابر خوردگی و شکل پذیری را ارائه می دهد.
اگر منبع تیتانیوم برای ایمپلنتهای پزشکی هستید و میخواهید در مورد اینکه کدام درجه برای کاربرد خاص شما مناسب است، صحبت کنید، راحت باشید. ما تیتانیوم GR1، GR2 و GR5 را با قابلیت ردیابی کامل مواد و گواهینامه های ASTM F67/F136 عرضه می کنیم.





