Penggunaan Medis Titanium

Apa itu Titanium?

Bahan titanium telah digunakan dalam kehidupan sehari-hari sejak lama. Tahun 1930-an adalah awal dari bahan fungsional biomedis modern. Awalnya, baja tahan karat dikembangkan untuk digunakan dalam aplikasi medis dan implan. Paduan yang terbuat dari kobalt adalah bahan kedua. Titanium dan paduannya menjadi biomaterial metalik generasi terbaru sekitar tahun 1960-an. Sejak kemunculannya yang paling berkesan, titanium telah digambarkan sebagai logam ajaib dan mendapat perhatian luas.

Mengapa titanium begitu unik?

titaniummerupakan logam transisi yang memiliki kekuatan tinggi dan densitas rendah. Dalam berbagai kondisi, tahan korosi. Secara khusus, titanium bersifat laten dan tahan terhadap cairan dan jaringan tubuh. Ini adalah biokompatibilitas yang diakui dan hambatan konsumsi. Mereka adalah persyaratan penting untuk aplikasi dalam kedokteran.

Sifat dasar titanium, baja tahan karat, dan paduan kobalt diuraikan dalam Tabel 1. Kepadatan terendah adalah 4,51 g/cm-3 untuk titanium, sedangkan kerapatan tertinggi adalah 8 g/cm-3 untuk besi tahan karat. Titanium memiliki rasio kekuatan-ke-densitas yang jauh lebih tinggi yaitu 76 kNm/kg untuk kekuatan tarik yang sama. Dengan kekuatan/densitas 63 kNm/kg, 20 persen lebih kuat dari baja tahan karat. Nilai modulus elastisitas titanium hanya setengah dari paduan kobalt dan baja tahan karat konvensional. Ini jauh lebih mirip tulang manusia. Selain itu, titanium memiliki ekspansi dan konduktivitas termal yang rendah, menjadikannya non-feromagnetik.

Titanium dan kompositnya memiliki sifat yang paling bermanfaat menjadikannya hasil yang luar biasa dalam kesehatan otot, sisipan, dan bidang instrumen yang cermat. Baoji kota changsheng titanium co. ltd adalah produsen dan pemasok pabrik logam titanium dan Cu-Ni dan produk jadi dalam rentang kelas, dimensi, dan produk pabrik yang paling komprehensif.

Harga terendah dan standar teknik tertinggi untuk logam ditawarkan ke pasar oleh baoji city changsheng titanium co. ltd, yang terletak di jantung produksi titanium China. Yakin bahwa kami tidak dapat dikalahkan dalam hal biaya dan kualitas, kami telah memberikan jaminan biaya kami. Titanium adalah pilihan yang lebih disukai dari pabrik titanium dan CuNi dan pemasok produk jadi di seluruh dunia.

Berapa kerapatan titanium?

Karena lebih sulit untuk diekstraksi, logam titanium tidak semurah besi, sehingga aplikasinya cenderung terspesialisasi. Sifat-sifat logam titanium sangat berharga. Mirip dengan aluminium, ia membentuk lapisan oksida pelindung tipis untuk mencegah korosi, membuatnya praktis lembam. Karena memiliki kerapatan 4,5 gram per cm3, yang jauh lebih rendah daripada besi, paduan titanium penting untuk industri kedirgantaraan. Itu digunakan untuk membuat banyak SR-71 Blackbird, yang merupakan pesawat berawak tercepat di dunia. Itu juga digunakan untuk membuat banyak mesin dan badan pesawat dari pesawat penumpang besar seperti Airbus dan 747.

Karena ketahanannya terhadap air laut, logam ini digunakan dalam aplikasi kelautan seperti poros baling-baling. Dikatakan juga bahwa Rusia menggunakannya untuk membangun kapal selam. Titanium tidak beracun, dan tidak dibuang oleh tubuh. Karena juga terhubung ke tulang, telah digunakan dalam prosedur pembedahan seperti implan gigi dan penggantian sendi, khususnya sendi pinggul.

Mengapa titanium digunakan untuk implan?

Pasar implan gigi, yang diperkirakan bernilai sekitar USD 4,6 miliar di seluruh dunia, membuka pintu kemungkinan untuk memulihkan kesehatan dan fungsi gigi pasien [6]. Karena biokompatibilitas dan biaya rendah, implan titanium adalah bahan yang paling umum digunakan di pasaran.

Titanium adalah bahan bioinert, hampir tidak menimbulkan dampak merusak pada jaringan di sekitarnya. Namun, terlepas dari deskripsi bahan tentang sejumlah keuntungan yang melekat, bahan tersebut gagal berintegrasi dengan baik dengan tulang dan jaringan gingiva tanpa perawatan permukaan yang memadai, yang dapat mengakibatkan kegagalan implan. Osseointegrasi yang buruk adalah penyebab dari kegagalan ini, yang mempengaruhi stabilitas implan di tulang dan dapat menyebabkan perkembangan infeksi dan proses inflamasi di ruang peri-implan [7]. Perawatan permukaan yang berbeda untuk mencegah pembentukan biofilm bakteri berbahaya dan meningkatkan osseointegrasi sedang dipelajari sebagai cara untuk mengurangi masalah ini. Nanoteknologi telah menciptakan efek positif dalam kedokteran gigi, memiliki opsi untuk menghadirkan permukaan dengan geografi tertentu dan potongan sintetis untuk bekerja pada kualitas bahan yang biokompatibel.

Apakah titanium bedah bersifat magnetis?

Implan logam sangat rentan terhadap risiko migrasi implan dan pemanasan yang disebabkan oleh frekuensi radio (RF), yang keduanya berpotensi merusak jaringan di sekitarnya karena mesin MRI menggunakan magnet yang kuat [11].

Implan yang diikat dengan aman ke tulang tidak terpengaruh oleh perpindahan yang diinduksi oleh MRI, menurut penelitian [1,12]. Mengingat kurangnya pemeriksaan berkelanjutan, sinar-X tidak disarankan pada periode pasca operasi segera pada pasien dengan embed yang tidak terlibat seperti ikal, saluran, dan stent [6]. Karena arus eddy implan sejajar dengan medan magnet statis pemindai, pemanasan RF secara teori dimungkinkan. Bagaimanapun, semua studi mitra telah menemukan bahwa perubahan suhu ini tidak penting, menunjukkan bahwa kekhawatiran tentang kerusakan jaringan akibat pemanasan RF tidak beralasan.

Artefak gambar yang disebabkan oleh implan logam dapat menyebabkan hasil disalahartikan. Dengan mengoptimalkan parameter pemindaian dan memodifikasi urutan pulsa resonansi magnetik, kemajuan teknologi dapat mengurangi distorsi gambar. Dokter harus mempertimbangkan keuntungan pencitraan serta kemungkinan distorsi gambar yang diinduksi implan saat memutuskan apakah akan melakukan MRI pada pasien atau tidak.

Medan magnet MRI tidak berpengaruh pada titanium karena merupakan bahan paramagnetik. MRI dapat digunakan dengan aman pada pasien yang memiliki implan karena risiko komplikasi yang disebabkan oleh implan sangat rendah. Namun, paduan digunakan untuk membuat pelat titanium yang digunakan di area kraniofasial. Karena efek MRI dipengaruhi oleh proporsi konstituen paduan, diperlukan penelitian yang lebih tepat.

Sambungan palsu dan penanaman Klinis

Jumlah populasi berkembang dalam beberapa tahun. Kami ingin hidup lebih lama dan menjalani kehidupan yang sangat aktif hari ini. Kecelakaan terkait olahraga, terkait lalu lintas, dan jenis kecelakaan lainnya semuanya mengakibatkan cedera. Ternyata, minat terhadap barang palsu terus berkembang. Titanium dan kompositnya biasanya digunakan untuk membuat benda tertanam, misalnya pelat tulang, sekrup untuk memperbaiki patah tulang, prostesis katup jantung, alat pacu jantung, dan jantung buatan adalah contoh sendi buatan. Lebih dari 100 juta pasien di seluruh dunia menerima terapi penggantian setiap tahunnya, dan lebih dari 1,000 ton titanium dimasukkan ke dalam tubuh pasien.

Implan logam ini perlu dibentuk secara mekanis dengan cara tertentu untuk menjaga fungsinya selama digunakan. Selama aktivitas sehari-hari, kita menekuk, memelintir, meremas, dan mengontraksikan otot kita. Saat mengalami beban kelelahan, abrasi, dan benturan, bagian buatan ini tidak boleh rusak. Titanium 50 persen lebih ringan dari baja tahan karat dan memiliki rasio kekuatan terhadap kepadatan yang 20 persen lebih tinggi. Itu lebih kuat dan lebih ringan. Pada saat tertanam di dalam tubuh manusia, maka akan mengurangi beban tubuh. Pasien akan dapat bergerak lebih leluasa. Antara bagian buatan dan tubuh manusia, akan ada ketegangan. Ketidakcocokan dalam modulus elastisitas inilah yang menyebabkan apa yang disebut tegangan antarmuka. Dari tabel 1 dapat dilihat bahwa titanium memiliki modulus fleksibel paling minimal diantara ketiga material tersebut. Implan titanium dan tulang manusia jauh lebih kompatibel secara mekanis.

Secara fisiologis, tubuh menolak bagian yang tidak dikenal. Setelah operasi implan, peradangan klinis, kemerahan, dan gatal sering dialami ketika stainless steel dan co-alloy digunakan sebagai biomaterial. Titanium dan paduannya terkenal karena kelembaman biologisnya. Mereka sangat tahan terhadap korosi di lingkungan pencelupan darah manusia. Itu menentang darah manusia dan jaringan sel dengan baik secara keseluruhan, menjamin kesamaan yang luar biasa. Hampir tidak ada infeksi dan respons rentan yang tidak diinginkan, yang secara luar biasa bekerja pada pemulihan pasien. Banyak aplikasi Titanium didasarkan pada ini.

Karena biokompatibilitasnya yang unggul, titanium murni komersial (Cp Ti) umumnya dianggap sebagai kandidat terbaik. Namun, paduan ELI Ti-6Al-7Nb, Ti-13Nb-13Zr, Ti-12Mo-6Zr, dan Ti{ {6}}Al-4V juga digunakan secara luas dalam implan medis. Lihatlah situs kami untuk bertanya tentang barang-barang kami yang berbeda!

Peralatan untuk ortopedi Perawatan kelainan bentuk tulang adalah fokus utama ortopedi. Untuk membantu tubuh yang bengkok kembali ke posisi normalnya, diperlukan gaya eksternal. Perangkat keras kesehatan otot harus memberikan dukungan yang kuat dan mengingat kondisi tubuh yang benar. Selain hambatan aus dan oposisi erosi, properti baru yang diharapkan di sini adalah memori bentuk. Paduan memori bentuk yang terbuat dari titanium dan nikel memiliki sifat kekuatan dan memori yang tinggi. Paduan Ti-Ni saat ini digunakan untuk membuat pelat tulang umum, kuku intramedullary, fiksasi internal mandibula, koreksi skoliosis, dan perangkat serupa lainnya.

Implan gigi memiliki karakteristik tersendiri. Ada tiga jenis penanaman gigi: zygomatic, osseointegrated, dan mini-implant untuk penjangkaran ortodontik. Titanium telah digunakan sebagai mahkota, paku mahkota, bentang tetap, bentang porselen, bentang semen, cincin penahan pengganti gigi, alas, perangkat penghubung dan perangkat penguat. Titanium telah digunakan untuk menutupi hampir setiap komponen logam gigi palsu.

Mari kita mulai dengan osseointegrasi standar. "Akar", atau "biji", pertama-tama akan dimasukkan ke dalam tulang rahang oleh dokter. Setelah mengendap, superstruktur gigi akan berikatan dengan embed. Setelah itu, gigi baru akan tumbuh di atasnya. Berikut adalah kontras antara penanaman klinis dan penanaman gigi. Implan medis adalah "lem" atau "sekrup" yang digunakan untuk menghubungkan jaringan keras yang rusak atau pengganti jaringan keras yang rusak. Bagaimanapun, penanaman gigi membantu desain baru dengan pengembangan. Sangat menarik!

Prosedur "sederhana" ini membutuhkan sifat termal dan biokompatibilitas yang sangat baik. Saat minum sup dan makan yogurt beku, orang akan merasa panas dan dingin, tetapi perasaan ini berasal dari mulut, bukan dari gigi. Tidak akan ada rangsangan untuk sehatgigi.

Titanium mengembang sangat sedikit saat dipanaskan. Ketika benih berbahan dasar titanium digunakan sebagai "akar", ia tidak akan tumbuh atau mengerut di dalam mulut manusia. Gigi yang baru dibingkai akan tetap berada di tempat yang seharusnya. Titanium memiliki konduktivitas termal hanya seperlima dari baja tahan karat, sepertiga dari aluminium, dan setengah dari tembaga. Itu tidak akan menempel pada struktur gigi yang sebenarnya saat digunakan sebagai mahkota. Pulpa gigi dapat dilindungi dari rangsangan panas dan dingin oleh titanium.

Titanium pengecoran presisi digunakan dalam kedokteran gigi karena memiliki akurasi dimensi yang tinggi, tidak ada penyusutan, dan tidak ada gelembung. Saat ini, 4 titanium murni ekonomis (Cp Ti) secara khusus digunakan untuk aplikasi penanaman gigi. Mereka berkisar di kelas ASTM dari 1 hingga 4. Mereka semua memiliki tingkat konduktivitas elektronik yang rendah, oposisi erosi yang tinggi, keadaan termodinamika pada nilai pH fisiologis, kecenderungan pengaturan partikel yang rendah dalam kondisi fluida dan titik isoelektrik oksida 5-6.

Kemurnian menurun dan kekuatan meningkat antara grade 1 dan 4. Titanium grade 2 adalah bintang paling terkenal untuk aplikasi penanaman gigi. Ini memiliki kekuatan luluh paling sedikit 275 MPa yang setara dengan baja keras austenitik temper. Bila membutuhkan kekuatan yang lebih tinggi, kombinasi titanium juga bisa diterapkan. Paduan lainnya, seperti Ti-6Al-4V, juga digunakan dalam berbagai konteks.

Peralatan bedah

Instrumen bedah generasi pertama terbuat dari baja karbon, tetapi kinerjanya tidak sebanding dengan penggunaan klinis setelah pelapisan listrik. Sering menyebabkan infeksi. Baja tahan karat generasi kedua bersifat austenitik, tetapi kandungan kromiumnya beracun dan memiliki beberapa efek pada tubuh.

Sifat mekanik dan keuletan merupakan hal pertama yang perlu diperhatikan dalam pembuatan instrumen bedah. Logam memprioritaskan fleksibilitas khusus untuk mengikuti bentuk yang dibutuhkan tanpa menyerah. Pisau bedah, pinset, dan gunting adalah contoh instrumen bedah dasar yang panjang dan tipis. Instrumen membutuhkan sejumlah kekuatan untuk beroperasi dengan aman. Mereka harus cukup intens dan tidak pecah selama prosedur medis. Untuk instrumen bedah, modulus minimum yang dibutuhkan adalah 100 GPa. Modulus titanium adalah 116 GPa.

Selama kegiatan prosedur medis, instrumen langsung dipresentasikan ke jaringan hidup. Untuk itu diperlukan ketahanan terhadap korosi, biokompatibilitas, dan sifat magnetik. Titanium tidak beracun bagi jaringan manusia. Itu tidak akan menimbulkan reaksi yang tidak dapat diterima. Ruang operasi terkadang mengalami medan magnet. Misalnya, sinar-X menciptakan bidang yang menarik sekitar 1,5 Tesla. Medan yang menarik ini dapat memengaruhi instrumen yang berhati-hati dengan cara yang berbeda, termasuk: gerakan berbahaya yang disebabkan oleh interaksi medan magnet (efek misil), panas instrumen yang disebabkan oleh pengendapan daya frekuensi radio (RF), dan fotografi terkait instrumen Titanium adalah kesejahteraan aktivitas yang tidak menarik dan dapat diandalkan. Karena non-magnetik, ini juga menghilangkan kemungkinan menyebabkan kerusakan pada implan elektronik yang halus.

Sterilisasi dilakukan dengan menggunakan semprotan uap panas pada suhu tinggi setelah operasi. Berbagai pembersih digunakan untuk membersihkan mikroba dan penyakit. Ukuran dan kualitas permukaan instrumen tidak boleh berubah setelah pembersihan berulang kali. Selain itu, harus ada sedikit kerusakan. Setiap kali seorang ahli bedah menggunakan instrumen, mereka membutuhkannya untuk bekerja dengan benar. Ketahanan terhadap korosi paduan titanium dan titanium sangat baik. Last but not least, bobot titanium yang rendah membuatnya ideal untuk bedah mikro. Temperatur kerja dapat berkisar antara 150 hingga 500 derajat Celcius. Kelelahan ahli bedah dapat dikurangi dengan menggunakan instrumen bedah yang ringan, terutama untuk prosedur yang panjang.

Titanium medis dan paduan titanium adalah logam berkualitas tinggi yang sering digunakan dalam peralatan medis. Katoda laser, bor gigi, dan tang sering diproduksi menggunakan titanium.

Baoji City Changsheng Titanium Co., Ltd. adalah produsen dan pemasok terkemuka yang menyediakan solusi individual untuk berbagai aplikasi. Kami bekerja sama secara erat dengan Anda di setiap tahap proses pembuatan untuk memastikan bahwa produk akhir memenuhi kebutuhan Anda. Hubungi kami atau minta penawaran segera untuk mempelajari lebih lanjut.

Referensi: https://www.rsc.org/periodic-table/element/22/titanium

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9104688/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6369045/