سبائك التيتانيوم الطبية الحيوية: حالة التطوير والبحث

المواد المعدنية هي أقدم المواد التقليدية في تاريخ تطور الطب الحيوي البشري لإصلاح الجروح وعلاج العظام. منذ ثلاثينيات القرن الماضي ، تم استخدام سبائك CoCr والفولاذ المقاوم للصدأ على التوالي في مجال الطب وأصبحت المواد المعدنية التقليدية الحالية للعلاج الطبي ؛ في الأربعينيات من القرن الماضي ، تمت دراسة التيتانيوم الطبي الحيوي الأكثر أداءً وأثبت جدواه السريرية. شهدت سبائك التيتانيوم الطبية الحيوية 3 عمليات ، بدءًا من التيتانيوم الخالص ، وتيتانيوم Ti -6 Al -4 V ، والتيتانيوم المُحسَّن إلى المعامل المنخفض:

◆ 1950-1980: تم استخدام التيتانيوم الخالص لأول مرة في مجال الطب الحيوي وتم التأكد من التوافق الحيوي الجيد. يستخدم Ti -6 Al -4 V على نطاق واسع في مواد الإصلاح أو الاستبدال الجراحية.

◆ 1980-1990: تم التأكيد على أن V و Al عنصران لهما آثار جانبية سامة على الكائنات الحية ؛ تم تطوير الجيل الثاني من سبائك التيتانيوم الطبية الجديدة المحسنة مع استبدال Nb و Fe.

◆ 1990 - الحاضر: سبائك التيتانيوم Ti13Nb13Zr مع توافق حيوي أفضل ومعامل مرونة أقل تم تطويرها في أوائل التسعينيات ، ومنذ ذلك الحين تم افتتاح الطب الحيوي ذي الخصائص الممتازة لتطوير واستخدام سبائك التيتانيوم.

بدأت الصين البحث عن مواد سبائك التيتانيوم الطبية وتطبيقها في السبعينيات ، من خلال أبحاث التقليد السابقة على Ti -6 Al -4 V، Ti -6 Al -7 Nb، و -5 جميع -2. 5fe سبائك التيتانيوم الطبية ، في وقت مبكر من عام 1999 ، طور معهد Northwest Nonferrous Metals Research Institute لأول مرة أول سبيكة تيتانيوم طبية جديدة TAMZ (Ti -2. 5Al {{{{{{}}}. 11}}. 5Mo -2. 5Zr) لها نفس الخصائص الشاملة مثل Ti -6 Al -7 Nb.

في عام 2005 ، طور المعهد الشمالي الغربي للمعادن غير الحديدية 2 من المعامل الجديد للقوة العالية والمنخفضة بالقرب من Tizrmonb (TLE) و Ti Zr Sn Mo Nb (TLM) من سبائك التيتانيوم الطبية. طور معهد المعادن التابع للأكاديمية الصينية للعلوم أيضًا معاملًا جديدًا منخفضًا بالقرب من سبيكة التيتانيوم ti -24 nb -4 zr -7. 6sn (Ti 2448). بالإضافة إلى ذلك ، يقوم معهد بكين للمعادن غير الحديدية ، ومعهد هاربين للتكنولوجيا ، وجامعة الشمال الشرقي ، وجامعة تيانجين ، ووحدات أخرى أيضًا بتنفيذ التطبيق الجديد والبحوث الأساسية ذات الصلة لنوع سبائك التيتانيوم.

بناءً على الظروف الوطنية للصين ، تعد الصين دولة كبيرة تضم حوالي 1.3 مليار شخص و 60 مليون معاق ، والصين تخطو في مجتمع متقدم في السن. لذلك ، من الضروري توفير عدد كبير من المواد والأجهزة الطبية الحيوية عالية الجودة للتشخيص والعلاج السريريين. ومع ذلك ، فإن البحث عن الغرسات الطبية في الصين بدأ في وقت متأخر نسبيًا. في الوقت الحالي ، يلزم استيراد ما يقرب من نصف المفاصل الصناعية ، بينما تستخدم أكثر من 90 في المائة من غرسات الأسنان وبعض الغرسات المتطورة منتجات مستوردة ، وهي مكلفة للغاية ويصعب على الطبقة العاملة العادية تحملها. لذلك ، فإن تطوير سبائك التيتانيوم الجديدة مع معامل مرونة منخفض وغير سامة وسعر منخفض هو موضوع جدير بالدراسة.