医療用チタン合金の一般的な用途は何ですか?

チタン合金は、整形外科、歯科、心臓血管医学、その他の分野における埋め込み型デバイスの重要な材料です。医療用チタン合金のグレードには、化学組成、微細構造、性能にさまざまな違いがあります。各グレードは、特定の臨床ニーズとアプリケーションシナリオに適合します。

 

 

不純物含有量が極めて低い高純度チタンから作られています。{0}純チタンは自然酸化膜により優れた生体適合性を有しており、重大な細胞毒性を示しません。

 

主なグレードには Gr1 と Gr2 があり、その中で Gr2 がより広く使用されています。 Gr1 よりも高い強度と優れた延性を備えており、ほとんどの低応力注入シナリオに適しています。-

 

人間の体液中で長期にわたる構造安定性を持ち、金属イオンが過剰に放出されるリスクがありません。-

歯科インプラント アバットメント、頭蓋骨修復プレート、皮下埋め込み型デバイスなど、低強度と高い生体適合性が必要なシナリオに適しています。しかし、強度が不十分なため、荷重を支えるコア整形外科用インプラントには使用できません。-

 

(I) + チタン合金

+ チタン合金は、アルミニウム、バナジウム、その他の元素と合金化することで構造を最適化します。高強度、高靭性、良好な加工性を兼ね備えています。これらは臨床現場で最も一般的に使用されている医療用チタン合金であり、中負荷から高負荷のインプラントに適しています。--

 

Gr5 ELI :酸素や窒素などの不純物が靱性に及ぼす影響を低減し、優れた耐食性も維持する設計です。

主に、人工関節ステム、脊椎ネイル ロッド システム、骨外傷プレートなどの整形外科/外傷インプラントで使用されます。{0}

 

(II) 近-チタン合金

ニア-チタン合金はバナジウムをニオブに置き換え、バナジウムの毒性を化学的に排除し、耐摩耗性と生体適合性を高めます。 +チタン合金のグレードアップ素材です。

 

Ti-6Al-7Nb : Ti-6Al-4V ELI に匹敵する引張強度、優れた耐摩耗性、良好な細胞適合性、毒性元素の放出がないため、長期の移植に適しています。

 

人工寛骨臼カップ、骨外傷プレート、高級歯科インプラントなどに使用され、特にバナジウムに敏感な患者や長期のインプラントが必要な患者に使用されます。-関節置換術におけるその応用は拡大しています。

 

(III) チタン合金

チタン合金は、モリブデン、ニオブ、アルミニウムなどの元素によって安定した相を形成します。その最大の利点は超低弾性率であるため、「応力遮蔽効果」を大幅に低減し、骨萎縮を回避でき、特殊な集団に適しています。-

 

Ti-15Mo-3Nb-3Al は、主に青少年向けの整形外科インプラントや脊椎固定装置に使用されます。低弾性率により、思春期の骨の発達への干渉が軽減され、脊椎固定における沈下リスクが低下しながら骨癒合が促進されます。

 

 

分解性チタン合金は、近年研究のホットスポットとなっています。合金設計により、劣化を制御し、二次的な外科的除去の必要性を排除します。分解生成物は人体によって代謝され、同時に骨組織の再生を一時的にサポートします。

 

Mg-Ti-Zn 合金は現在臨床試験中ですが、統一された国際規格はまだ確立されていません。

分解中に、骨の再生を促進するために有益な微量元素を放出します。その機械的特性は一時的な骨修復の要件に適合しており、有害な残留物はありません。

 

一時的な骨プレートや骨折固定ネジなどの短期的なサポート インプラントに適しています。-従来のインプラントの二次手術に伴う痛みとリスクに対処することが期待されており、外傷整形外科における小規模臨床試験で有望な結果が示されています。-