Titan v ortopedii - nedávné pokroky
Titan se začal používat v ortopedických implantátech asi před 70 lety. Jak se technologie zlepšovala a titan se stával běžnějším, kov byl používán k vývoji ramenních a kyčelních zásuvek. Dokonce i zubní implantáty a sluchadla jsou vyrobeny z titanu pro delší životnost (ve srovnání s jinými materiály).
Titan, běžná volba pro ortopedické implantáty
Výrobci začali používat titan pro ortopedické implantáty, protože rozpoznali přirozené vlastnosti, které kov musel nabídnout. Má neuvěřitelný poměr pevnosti k hmotnosti, vynikající odolnost proti korozi a co je nejdůležitější, je 100% biokompatibilní.
Brzy bylo zjištěno, že titan dokonce usnadňuje proces osseointegrace a vytváří fyzickou vazbu s kostí (bez potřeby dalšího lepidla). Kromě toho bylo zjištěno, že titanové implantáty vydrží vysokou energii (bez zlomení). Nereagují na prostředí, ve kterém jsou umístěny, a trvají dlouhou dobu (v některých případech není třeba je vyměňovat).
Dnes se titan používá nejen pro vnitřní fixaci, ale také pro protetiku, zdravotnické prostředky a vnitřní zařízení. Některé slitiny jsou upřednostňovány pro lékařské a zubní implantáty, například Ti-6Al-4V a Ti-6Al-4V ELI. Jedná se o slitiny alfa-beta, obvykle legované hliníkem a vanadem. Poskytují vysokou úroveň odolnosti proti zlomeninám, nemluvě o tom, že podporují osseointegraci (rychlejší zotavení).
Titan je znám jako inertní kov díky ochrannému oxidovému filmu, který se tvoří při vystavení kyslíku (který se vyskytuje přirozeně). Tento kov odolává poškození způsobenému tělesnými tekutinami a tkáněmi, což znamená, že není odmítán naším tělem.
Z tohoto důvodu uvidíte, že titan se používá k výrobě desek lebky, loketních a kolenních kloubů a dokonce i žeber. Kostní šrouby, sponky a kabely mohou být vyrobeny z titanu. Všechny ortopedické implantáty vyrobené z titanu poskytují vynikající podporu při zlomeninách a usnadňují proces fixace.
Nová titanová slitina vyvinutá pro ortopedické implantáty
Beta titanové slitiny jsou již dlouho středem zájmu ortopedických implantátů kvůli jejich dobré tvarovatelnosti a vynikajícím mechanickým vlastnostem. Mají úžasnou odolnost proti korozi, stejně jako vysokou úroveň mechanické a únavové odolnosti.
Jedním z hlavních důvodů pro použití beta titanových slitin pro ortopedické implantáty je jejich nízký modul pružnosti. Nedávno byla pro tyto aplikace vyvinuta nová beta slitina Ti-35Nb-7Zr-5Ta. Tato slitina, vyráběná práškovou metalurgií, má porézní strukturu a je vhodnou volbou pro úspěšnou osseointegraci.
Titanový elastický nehtový systém pro dětské zlomeniny dlouhých kostí
Titanový elastický nehtový systém (TEN) je určen k fixaci diafyzárních zlomenin dlouhých kostí. Takové kosti mají úzké medulární kanály, takže je důležité, aby bylo možné používat flexibilní implantáty. Deset je upřednostňovanou možností, protože snižuje riziko komplikací.
Hlavní výhodou použití titanového elastického nehtového systému je okamžitá pooperační stabilizace. To umožňuje včasnou mobilizaci příslušné části, což pacientovi umožňuje vrátit se k normálním činnostem v kratším čase. Kromě toho má tento ortopedický implantát nízkou míru komplikací a je minimálně invazivním postupem.
Může být použit pro dětské zlomeniny u dětí ve věku od 5 do 14 let. Tento systém je bezpečný a spolehlivý a doporučuje se pro dlouhé kosti. Doba zásahu je krátká, zotavení je rychlé a funkční efekt je dobrý.
Díky TEN mohou pacienti nést váhu brzy a rychle se uzdravit s minimálním narušením růstu kostí. Za zmínku stojí také to, že titanový elastický nehtový systém může být použit pro takové zlomeniny bez ohledu na jejich umístění nebo vzor.
Vertikálně roztažitelná protéza titanového žebra
Protetické titanové žebro je inovativní zařízení určené ke stabilizaci páteře a žeber se dvěma dětskými deformitami hrudní stěny. Zakřivená kovová tyč je určena ke zlepšení dýchání a doporučuje se také pro těžkou skoliózu. Lékařští odborníci také používali titanová žebra u dětí, které potřebují rekonstrukci hrudníku po operaci rakoviny, včetně odstranění několika žeber.
Děti s diagnózou syndromu hrudní nedostatečnosti mohou také těžit z protetických titanových žeber. Přístroj narovnává páteř a odděluje žebra, což umožňuje plicím efektivněji expandovat v nově vytvořeném prostoru. Kromě toho stabilizuje membránu, sval používaný k dýchání.
Protetické titanové žebro je přizpůsobeno každému dítěti a jeho potřebám. Je důležité si uvědomit, že zařízení je rozšiřitelné; jak dítě roste, budou provedeny nové zásahy ke zvýšení délky.
Titanové nanotrubice umožňují efektivnější osseointegraci
Titanové nanotrubice mohou zlepšit osseointegraci ortopedických implantátů a zároveň snížit riziko bakteriální kolonizace. Ve světle tohoto zjištění vědci vylepšili povrch titanových implantátů titanovými nanotrubicemi.
Ortopedické implantáty ošetřené nanotrubicemi oxidu titaničitého zajišťují účinnější osseointegraci. Tím se posiluje vazba mezi implantátem a kostí. U pacientů, kteří dostávali tento implantát, bylo včasné nesení hmotnosti vynikající.
Titanové slitiny potažené grafenem - účinnější osteogeneze a osseointegrace
Povlak titanových slitin grafenem by mohl skutečně zvýšit jejich povrchovou bioaktivitu, což by dále podpořilo účinnou osteogenezi a osseointegrační procesy. Grafenový povlak zlepšuje biokompatibilitu titanových slitin, podporuje regeneraci kostní tkáně a zlepšuje integraci kostí a implantátů.
Grafen je inovativní nano-povlakový materiál, který může podporovat bioaktivitu titanových slitin a usnadnit výše uvedené procesy. Tyto ortopedické implantáty mají vysokou mechanickou pevnost a lomovou houževnatost, odolnost proti korozi a 100% biokompatibilitu.
Poslední věta
Závěrem lze říci, že titan je vynikající volbou pro ortopedické implantáty, protože je silný, odolný proti korozi a biokompatibilní. Výzkumní pracovníci neustále pracují na vývoji inovativních zařízení, z nichž každé je přizpůsobeno následným potřebám. V budoucnu bude titan používán častěji, protože lékaři se zajímají o ortopedické implantáty, které mohou odolávat delší dobu, aniž by byly tělem odmítnuty.
