Inventori bahan logam perubatan

Menurut klasifikasi bahan bioperubatan, dua artikel pandangan terdahulu telah menghuraikan bahan polimer perubatan dan bahan biokeramic. Artikel ini akan memberi tumpuan kepada jenis bahan biomedikal ketiga - bahan logam perubatan. Bahan logam perubatan memainkan peranan yang sangat penting dalam bidang perubatan moden. Dengan sifat mekanikal yang unik dan biokompatibiliti, mereka digunakan secara meluas dalam banyak bidang seperti ortopedik, kardiovaskular, pergigian dan pembedahan. Artikel ini akan membincangkan secara terperinci definisi, klasifikasi, status aplikasi dan trend pembangunan masa depan bahan logam perubatan, dan meringkaskan sumbangan mereka dalam bidang perubatan. 01 Bahan Logam Perubatan
Bahan logam perubatan merujuk kepada logam dan aloi mereka yang digunakan secara khusus dalam bidang perubatan. Mereka biasanya digunakan untuk mengeluarkan peranti perubatan dan implan yang bersentuhan langsung dengan tubuh manusia, seperti sendi buatan, peranti penetapan patah, injap jantung, implan pergigian, dan lain -lain. Keperluan uniknya termasuk: sifat mekanikal yang baik, biokompatibiliti, rintangan kakisan dan kestabilan. Ciri -ciri mekanikal adalah keperluan asas bahan logam perubatan. Mereka mesti mempunyai kekuatan dan ketangguhan yang mencukupi untuk menahan pelbagai tekanan fizikal di dalam dan di luar tubuh manusia. Biokompatibiliti adalah faktor utama dalam memastikan penggunaan bahan logam yang selamat di dalam tubuh manusia. Bahan -bahan yang mempunyai biokompatibiliti yang baik tidak akan menyebabkan tindak balas imun yang jelas, tindak balas keradangan atau tindak balas fisiologi buruk yang lain apabila bersentuhan dengan tisu biologi. Rintangan kakisan adalah penunjuk penting bahan logam perubatan kerana persekitaran dalaman tubuh manusia adalah kompleks dan menghakis. Cecair badan dalam tubuh manusia kaya dengan pelbagai ion dan molekul, dan bahan kimia ini boleh menghancurkan logam. Oleh itu, bahan logam perubatan mesti kekal stabil dalam persekitaran sedemikian dan tidak menjalani kakisan elektrokimia.
02 Klasifikasi Bahan Logam Perubatan
Bahan logam perubatan boleh dibahagikan kepada keluli tahan karat, titanium dan aloi, aloi kobalt-kromium, logam berharga dan aloi magnesium mengikut komposisi kimia dan senario aplikasi mereka.
1 keluli tahan karat
Keluli tahan karat adalah salah satu bahan logam terawal yang digunakan dalam bidang perubatan dan mempunyai sifat mekanikal yang baik dan rintangan kakisan. Keluli tahan karat 316L sangat biasa dalam aplikasi perubatan kerana kandungan karbon yang rendah dan menambah molibdenum. Ia biasanya digunakan untuk mengeluarkan instrumen pembedahan, plat tulang dan skru. Walaupun keluli tahan karat agak murah dan mempunyai proses yang baik, rintangan kakisan dan biokompatibiliti masih perlu diperbaiki dalam aplikasi implan jangka panjang.
2 titanium dan aloi
Aloi Titanium adalah salah satu bahan logam perubatan yang paling banyak digunakan. Titanium mempunyai ketumpatan rendah, kekuatan tinggi, rintangan kakisan yang baik, dan modulus elastik yang sama untuk tisu tulang manusia, jadi ia digunakan secara meluas dalam implan ortopedik seperti penggantian pinggul dan lutut. Ti -6 al -4 V adalah aloi titanium yang paling biasa, dan ia telah menjadi bahan pilihan untuk pembedahan ortopedik kerana sifat mekanikal yang sangat baik dan biokompatibiliti. Walau bagaimanapun, satu kelemahan aloi titanium adalah harga yang tinggi dan kesukaran dalam pemprosesan.
3 Aloi Cobalt-Chromium
Aloi Cobalt-Chromium mempunyai kekuatan yang sangat tinggi dan rintangan haus yang sangat baik, dan sesuai untuk peranti perubatan yang perlu menahan beban yang tinggi dan memakai untuk masa yang lama, seperti sendi buatan dan pemulihan pergigian. Kekerasan yang tinggi dan ketahanan kakisan aloi kobalt-kromium memberikan kelebihan dalam bidang implan, tetapi modulus elastik yang tinggi boleh menyebabkan "kesan perisai tekanan", iaitu implan terlalu banyak tekanan, mengurangkan beban pada tisu tulang di sekelilingnya, yang mungkin mempengaruhi pertumbuhan tulang yang sihat.
4 logam berharga
Seperti emas, perak, platinum, dan lain -lain, kerana biokompatibiliti dan rintangan kakisan yang sangat baik, sering digunakan dalam beberapa aplikasi perubatan khas, seperti elektrod perentak jantung dan bahan pemulihan pergigian. Walau bagaimanapun, disebabkan harga tinggi dan sifat mekanikal terhad, penggunaan logam berharga adalah tertakluk kepada sekatan tertentu.
5 aloi magnesium
Aloi Magnesium adalah jenis baru bahan logam biodegradable. Ia menjadi hotspot penyelidikan kerana sifat mekanikal yang sangat baik dan biokompatibiliti. Ketumpatan dan modulus elastik magnesium adalah serupa dengan tulang manusia. Ia boleh secara beransur -ansur direndahkan di dalam badan dan akhirnya diserap oleh badan, mengelakkan keperluan untuk pembedahan sekunder untuk menghilangkannya. Walau bagaimanapun, pelepasan degradabiliti dan hidrogen yang cepat dari aloi magnesium masih perlu diselesaikan lagi.
03 Aplikasi Bahan Logam Perubatan
Bahan logam perubatan digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang perubatan kerana prestasi cemerlang mereka, termasuk ortopedik, kardiovaskular, pergigian, neurosurgery dan bidang pembedahan yang lain.
1 aplikasi ortopedik
Dalam bidang ortopedik, bahan logam perubatan terutama digunakan untuk mengeluarkan peranti penetapan patah, sendi buatan, peranti penetapan tulang belakang, dan lain -lain. Aloi Cobalt-Chromium sering digunakan pada permukaan sendi buatan kerana rintangan haus mereka dan kekerasan yang tinggi. Dalam tahun -tahun kebelakangan ini, kemajuan penyelidikan aloi magnesium telah menunjukkan potensinya sebagai bahan penetapan tulang, terutamanya dalam rawatan patah pediatrik, yang boleh mengelakkan keperluan untuk pembedahan sekunder.
2 aplikasi kardiovaskular
Dalam medan kardiovaskular, keluli tahan karat dan aloi kobalt-kromium sering digunakan untuk mengeluarkan implan seperti stent vaskular dan injap jantung. Stent vaskular perlu mempunyai kekuatan tinggi, rintangan kakisan dan biokompatibiliti yang baik untuk mencegah restenosis atau penyumbatan saluran darah. Stent keluli tahan karat pernah digunakan secara meluas kerana kos rendah dan pemprosesan mudahnya, tetapi kerana mereka boleh menyebabkan restenosis di stent, kebanyakan bahan stent sedang beralih kepada aloi kobalt-kromium atau stent bersalut dadah.
3 Aplikasi Pergigian
Dalam bidang pergigian, titanium dan aloinya digunakan secara meluas dalam implan pergigian kerana mereka mempunyai biokompatibiliti yang baik dan boleh membentuk ikatan tulang yang kuat dalam tulang alveolar. Di samping itu, aloi kobalt-kromium juga digunakan secara meluas dalam bahan pemulihan pergigian seperti mahkota dan jambatan kerana rintangan kakisan dan rintangan haus.
4 Aplikasi Pembedahan Lain
Bahan logam perubatan juga digunakan secara meluas dalam bidang pembedahan yang lain, seperti plat pembaikan tengkorak dalam neurosurgery, prostesis dalam pembedahan plastik, dan pembuatan instrumen pembedahan. Keluli tahan karat masih merupakan bahan utama untuk pembuatan instrumen pembedahan kerana sifat mekanikal yang baik dan rintangan kakisannya.
04 Prospek dan Ringkasan Masa Depan
Bahan logam perubatan mempunyai kedudukan yang tidak boleh digantikan dalam perubatan moden. Dengan kemajuan sains dan teknologi yang berterusan dan peningkatan keperluan orang untuk kesan perubatan, bahan logam perubatan akan terus berkembang untuk memenuhi cabaran keperluan perubatan yang berbeza. Penyelidikan masa depan akan memberi tumpuan kepada peningkatan biokompatibiliti, mengoptimumkan sifat mekanikal, membangunkan bahan -bahan baru, dan mencapai pelbagai fungsi untuk menyediakan pesakit dengan pilihan rawatan yang lebih selamat dan lebih berkesan. Ringkasnya, perkembangan bahan logam perubatan bukan sahaja bergantung kepada kemajuan sains bahan dan kejuruteraan, tetapi juga perlu bersilang dengan bioperubatan, perubatan klinikal dan disiplin lain untuk membentuk platform penyelidikan yang komprehensif. Pada masa akan datang, dengan kemunculan lebih banyak bahan dan teknologi baru, bahan logam perubatan akan menunjukkan prospek aplikasi yang luas dalam lebih banyak bidang dan memberi sumbangan yang lebih besar kepada kemajuan perubatan dan kesihatan manusia.