의료 분야에 의료용 티타늄 합금 적용 의료 분야에 의료용 티타늄 합금 적용

 

 

티타늄 금속의 외관은 은회색 광택을 냅니다.

새로운 유형의 합금 및 캐리어 재료로서 의료용 티타늄 합금은 사지 임플란트, 대체 기능성 재료, 치과 및 의료 기기와 같은 관련 분야에서 널리 사용됩니다. 티타늄 및 티타늄 합금은 우수한 내식성, 높은 비강도, 낮은 탄성률, 피로 저항성 및 우수한 생체 적합성을 특징으로 합니다. 그 중에서도 생체적합성이 좋아 다른 금속에 비해 독특한 장점을 갖고 있어 의료분야에서 널리 선호되고 있으나 내마모성과 가공성이 낮아 추가적인 개선에 전념하기는 어렵다. 진행 중입니다.

국가 경제의 급속한 발전과 함께 우수한 성능으로 인해 의료 분야에서 의료용 티타늄 합금에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 티타늄과 그 합금은 우수한 생물학적 특성을 지닌 금속 재료로서 의료 분야에서 좋은 응용 전망을 가지고 있습니다. 그러나 선진국과 비교할 때 우리나라의 티타늄 합금 재료의 연구 개발 및 적용에는 티타늄 합금의 높은 탄성 계수, 표면 활성 불량, 내마모성 및 내식성 부족 등 여전히 일정한 격차가 있습니다. . 재료의 생체 적합성에 직접적인 영향을 미칩니다. 따라서 보다 포괄적인 성능을 갖춘 새로운 티타늄 합금을 개발하려면 우리나라는 재료 연구 개발 노력을 강화하고 혁신에 집중해야 하며 탄성률이 낮고 내마모성이 높으며 내식성 및 생체 적합성이 우수한 생체 의학 재료를 개발해야 합니다. 티타늄 합금 소재.

티타늄은 인간의 결합 조직 및 뼈 상피 조직과 좋은 친화력을 가지며 우수한 기계적 특성도 의료용 합금에서의 장점을 반영합니다. 그리고 밀도가 낮고, 무게가 가벼우며, 내식성이 좋고, 착용감이 편하기 때문에 티타늄은 의치(임플란트)로 널리 선호되고 있습니다. 또한 티타늄 의치의 표면 처리 후 미적 성능이 향상되어 대중의 아름다움에 대한 요구를 충족하고 사람들에게 시각적 즐거움을 줄 수 있습니다.

 

01. 의료기기 방향에 대하여

의료용 티타늄 합금 의료 기기는 탄소강과 스테인리스강에 이어 3세대 수술 기기입니다. 스테인레스 스틸 기구의 방청성을 향상시키기 위해 크롬도금, 전해연마 등의 표면처리를 하는 경우가 많습니다. 그러나 크롬은 유독하며, 떨어지는 크롬층은 인체에 일정한 영향을 미칩니다.

 

의료 기기로서 의료용 티타늄 합금의 장점은 다음과 같습니다.

1. 기구의 무게가 가벼워 수술 중 혈관, 근육, 장기의 손상을 줄이고, 의사의 피로도를 줄일 수 있습니다. 의료용 티타늄 기구는 정밀한 미세 수술에 더 적합합니다.

2. 내식성이 좋고 무독성이며 장비가 녹슬지 않으며 상처가 감염되기 쉽지 않으며 상처가 빨리 치유됩니다.

3. 의료용 티타늄 합금은 적당한 탄력성을 가지며 집게, 핀셋, 미세수술용 칼과 같은 도구에 적합합니다.

4. 그림자 없는 램프 아래에서 작동할 때 의료용 티타늄의 반사 성능이 약하여 스테인레스 스틸보다 더 적합합니다.

의료용 티타늄 의료 기기에는 주로 메스, 수술용 집게, 수술용 집게, 흉부 확장기, 봉합사 바늘, 봉합사 등이 포함됩니다. 의료용 티타늄 와이어는 수술용 봉합사로 사용되며 다른 재료에 비해 작은 조직 반응과 좋은 장점이 있습니다. 비틀림 저항(예: 스테인레스 스틸 와이어). 봉합 후 수술 상처에 쉽게 염증이 생기지 않으며, 봉합 부위가 쉽게 옮겨지지 않습니다. 봉합사는 일반적으로 직경이 0.5-0.8mm인 의료용 티타늄 와이어(TA1 또는 TA2 와이어)를 사용합니다. 또한 티타늄-니켈 합금선이 만들어내는 부드러운 탄력성은 상처의 빠른 치유를 촉진할 수 있습니다.

또한 의료용 티타늄 합금은 휠체어, 목발, 부목, 의료 장비 등과 같은 보조 재활 장비의 중요한 재료이기도 합니다.

 

02. 인공관절 소재로 널리 사용

관련 문헌 보고에 따르면 매년 전 세계적으로 약 1억 명의 환자가 무릎관절과 팔관절 염증으로 고통받고 있어 대체수술이 필수적이다. 따라서 대체 기능이 뛰어난 티타늄 합금은 이에 대한 좋은 소식을 가져옵니다. 세라믹, 스테인레스 스틸 및 기타 재료와 비교할 때 티타늄 합금의 탄성 계수는 ​​인간의 뼈에 더 가깝고 계수에 더 많은 이점이 있습니다. 따라서 티타늄 합금은 발목 관절과 팔꿈치 관절의 교정에 널리 사용됩니다. 또한, 다공성 티타늄 합금 소재는 보철물의 생체 활성을 높이고 대퇴골두의 치유를 도울 수 있습니다. 티타늄 합금 표면은 생체적합성이 좋고 뼈세포 성장을 유도할 수 있어 임상의와 정형외과 전문가들이 적극 권장하는 소재입니다.

임플란트 수복물로서 티타늄 및 티타늄 합금의 주요 장점은 다음과 같습니다. ① 높은 강도, 우수한 화학적 안정성 및 생체 적합성; ② 무독성이며 인체에 해를 끼치 지 않습니다. ③ 낮은 탄성률, 인간의 뼈와 더 잘 어울림; ④메모리합금은 탄성과 형상회복 기능을 가지고 있습니다. 요약하자면, 두개골 수리에 티타늄을 적용하는 것은 주로 다음과 같습니다. 티타늄 메쉬를 사용하면 결함이 있는 두개골을 수리할 수 있습니다. 인간 심혈관계에서의 적용은 인공 심장 판막, 혈액 필터, 심장 박동기 및 인공 심장 펌프의 제조에 반영됩니다.

 

티타늄이 모든 인공관절 부품에 적합한 것은 아니라는 점에 유의해야 합니다. 관절부분 중 흔하게 흔들리는 부분은 티타늄이 마모되기 쉽고(세라믹, 코발트 합금을 사용해야 함), 이식되는 부분은 티타늄 합금을 사용해야 하기 때문에 적합하지 않습니다. 생체의 뼈와 최대한 빨리 결합시키기 위해서는 티타늄합금의 표면을 고르지 못하게 하고, 인회석(Apatite), 바이오글래스 등의 골유도물질로 코팅을 해줘야 한다.

 

03. 티타늄은 치과의학 발전에 큰 도움이 됩니다

치과 수술에 사용되는 금속은 1920년대 아말감과 금속 크라운에서 시작되었습니다. 1960년대에는 금, 은, 팔라듐 합금이 주로 사용되었습니다. 1970년대 이후 스테인리스 스틸은 영구적이고 제거 가능한 치아교정 장치가 되었습니다. 가장 일반적으로 사용되는 재료인 티타늄 주조 기술은 1990년대에 홍보 및 적용되었습니다. 치과용 티타늄 정밀 주조기는 높은 치수 정확도, 기포 없음, 수축 구멍 등의 특성을 가지고 있습니다. 인체 경조직 복구에 사용되는 금속 재료 중 티타늄의 탄성률은 인체 조직과 가장 유사하여 금속 임플란트와 뼈에 가해지는 압력을 줄일 수 있습니다. 조직 간의 기계적 부적합성. 티타늄은 치과 수복물에 사용되는 모든 금속 재료 중 열전도율이 가장 낮습니다. 낮은 열전도율은 치아 수복물에 매우 중요한 치관 치수의 열 자극을 감소시킵니다. 티타늄 인레이와 풀 크라운은 뜨겁거나 차가운 자극으로부터 치수를 보호할 수 있습니다. 재료의 관점에서 보면 치과용 티타늄은 대부분 순수 티타늄이지만 강도가 부족하고 연삭이 어렵고 내마모성이 좋지 않으며 주조 결함이 발생하기 쉽고 품질이 불안정합니다. 티타늄 합금은 강도가 높아 가장 흔히 사용되는 합금은 Ti-6Al-4V 합금이나 금속 V는 인체에 ​​유해하므로 V 대신 Nb를 사용하고 Ti-6 내식성이 우수하고 기본적으로 인체에 무해한 Al-7Nb 합금 개발에 성공했습니다. 가소성이 강하고 마모성이 우수한 장점이 있으며 ASTM 규격에 의해 승인되었습니다. 현재 초탄성 티타늄-니켈 합금이 치아교정 분야에 널리 사용되고 있습니다.

1980년대부터 선진국에서는 구강 수복물에 티타늄을 적용하는 방법을 연구하기 시작했습니다. 처음에는 치과용 임플란트에, 나중에는 의치 브래킷, 크라운 브릿지 및 교정용 와이어에 사용되었습니다. 티타늄은 현재 크라운과 크라운 나사로 제공됩니다. , 고정 브릿지, 포세린 브릿지, 본디드 브릿지, 의치 걸쇠, 베이스, 커넥터 및 보강재 등 의치의 거의 모든 금속 부분은 티타늄으로 만들 수 있습니다. 티타늄 및 티타늄 합금에 대한 연구는 치과용 합금 연구에서 핫스팟이 되었습니다. 티타늄 합금 도자기 치아는 치아 본체의 모양과 기능을 잘 복원할 수 있으며 강도가 높고 외관이 아름답고 색상이 안정적이며 표면이 매끄럽고 내마모성과 내식성이 있습니다. 영구 수복물이며 모든 고정 치아에 적합합니다. 특히 생체적합성이 좋아 니켈이온에 민감한 분들에게 더욱 적합합니다. 그것은 치과 복원에 널리 사용되었습니다.