Aplicaciones del titanio en medicina
Relevancia
El titanio es principalmente atractivo para los profesionales médicos debido a su inercia biológica hacia el organismo vivo, combinada con resistencia anticorrosiva, altas cualidades mecánicas, asequibilidad y precio relativamente bajo. Todas estas ventajas han suscitado un enorme interés por el titanio y han dado lugar a numerosos ensayos clínicos.
Resistencia a la corrosión
El titanio no es inferior al platino. Este metal es resistente en soluciones alcalinas y ácidas. En la linfa, que es químicamente similar al agua de mar, el titanio se corroe a un ritmo de 0,2 mm por año (0,02 mm por 1000 años). Las aleaciones de titanio son resistentes al peróxido de hidrógeno, formaldehído y gasolina. No se detectó corrosión en el titanio después de ebullición repetida y procesamiento en autoclave, varios meses de exposición a una solución de cloramina al 3 %, alcohol etílico a 96 °C y solución de bicloruro. La corrosión por picadura se detectó en aleaciones de titanio solo después de mantenerlas en tintura de yodo con alcohol al 10% durante unos días.
Fortaleza
Otra propiedad positiva del titanio y sus aleaciones es su alta resistencia a la fatiga bajo cargas alternas. Esto es especialmente importante en la producción de dispositivos de fijación intraósea, así como prótesis internas y externas, que están sujetas a cargas alternas todo el tiempo.
Procesando
El titanio puro es un metal lo suficientemente dúctil que se presta a todo tipo de procesamiento mecánico: rectificado, taladrado, fresado y corte. La complejidad de la producción de diferentes construcciones de este metal es la misma que cuando se trabaja con acero inoxidable. Además, el titanio es un material no magnético. Es una propiedad muy valiosa. Gracias a ella, la fisioterapia puede utilizarse a la hora de tratar a pacientes que presentan estructuras de titanio en el cuerpo. Todas estas cualidades hacen que este metal sea muy prometedor para una amplia aplicación en el ámbito médico.
Inercia biológica
La conclusión más importante que surgió después de años de investigación fue que el titanio es un metal inerte en relación con los entornos biológicos. Las estructuras de titanio son perfectamente toleradas por el cuerpo humano y se convierten en tejido muscular y óseo. El titanio apenas se corroe en nuestro cuerpo, y la estructura de los tejidos circundantes no cambia con el paso de los años. El titanio es químicamente indiferente a todos los aceros inoxidables y la aleación a base de cobalto ampliamente utilizada ("vitallium"). También es valioso que el titanio técnicamente puro tenga muchas menos impurezas que otras aleaciones utilizadas en medicina.
prótesis
Las posibilidades del uso del titanio en equipos médicos se han estudiado especialmente a fondo en el Instituto de Investigación Científica de Equipos e Instrumentos Quirúrgicos de toda la Unión. Recientemente, especialistas del Instituto Titanium y varias asociaciones médicas se han unido al trabajo de investigación. Por primera vez se utilizaron aleaciones de titanio con fines quirúrgicos para crear un implante de globo ocular. La larga búsqueda del metal llevó a los especialistas a la aleación de titanio de grado BT5. Los implantes obtenidos eran dos veces más ligeros que los productos análogos hechos de acero Х18Н9Т (teniendo en cuenta el diámetro de 20 mm, el peso del implante de acero era de 3,2 g, pero el implante de titanio pesaba 1,6 g). Las observaciones clínicas a largo plazo y los estudios toxicológicos demostraron la inercia biológica del producto. Después de completar con éxito el implante del globo ocular de titanio, este metal se utilizó en el diseño de otras prótesis, incluidas aquellas con piezas de trabajo que soportan cargas.
Instrumentos quirúrgicos
En la actualidad se utilizan más de 200 nombres de diferentes instrumentos quirúrgicos en las instituciones clínicas. Han sido probados en el Instituto de Investigación de Enfermedades Oculares Helmholtz de Moscú, en el Instituto de Cirugía A. Vishnevsky, en el Instituto Zaporozhye para Capacitación Médica Avanzada y en la Clínica de Enfermedades de Oído, Garganta y Nariz del Instituto Central para Capacitación Médica Avanzada. Todos los instrumentos fueron evaluados positivamente por especialistas.
Instrumentos hechos de titanio aleaciones, se caracterizan por su inercia biológica, alta resistencia a la corrosión, durabilidad y plasticidad. Se planteó a los diseñadores la tarea de crear herramientas superiores en sus ventajas a las fabricadas con acero inoxidable. Durante las investigaciones se ha descubierto que si para la producción de herramientas de titanio para conservar sus propiedades funcionales, la sección transversal debe incrementarse en más de un 30 % en comparación con el producto similar hecho de acero, el desarrollo de esta herramienta se vuelve poco prometedor. . Una excepción es cuando el peso no es la característica dominante. Para preservar las propiedades funcionales del metal en el diseño de herramientas no destructivas, como pinzas y abrazaderas, las secciones de los elementos individuales aumentan entre un 10 y un 30 %, pero el peso de los productos se reduce entre un 30 y un 35 % en comparación con las muestras de acero. . Después del tratamiento térmico, la dureza de las herramientas es HRC35-38.
Los ganchos para listones, los espejos y los separadores de bobinas, es decir, herramientas con una gran área de trabajo que no experimentan grandes tensiones durante la operación, se fabricaron con secciones transversales reducidas en un 30%, lo que a su vez redujo el peso del producto en un 50%.
Herramientas combinadas
Para las herramientas de corte, se utilizó un esquema combinado: las piezas de trabajo extraíbles estaban hechas de acero apropiado y los mangos estaban hechos de aleaciones de titanio. Dichos productos incluyen ganchos quirúrgicos, bisturís con hojas removibles y cinceles. Se utilizó acero para las herramientas de corte fijas y los mangos se fabricaron con aleaciones de titanio. Todos los elementos se conectaron mediante remaches o ajuste a presión: herramientas de varilla, raspadores, tijeras.
Pruebas
En el curso de las investigaciones, se descubrió que las aleaciones de titanio deben usarse donde se necesita una alta resistencia a la corrosión con una dureza del metal baja para instrumentos médicos . El hecho de que el titanio no tenga una alta dureza y propiedades de corte impide su uso más amplio en instrumentos quirúrgicos. Por lo tanto, dar al titanio sus propiedades de corte y aumentar su dureza son tareas de suma importancia. La principal dificultad radica en el hecho de que los métodos industriales modernos de endurecimiento no se pueden aplicar a los instrumentos médicos, porque existen requisitos especiales para ellos. Además, los instrumentos y dispositivos médicos funcionan en condiciones específicas (contacto con yodo, solución fisiológica, esterilización por ebullición).
Tratamiento
En el Instituto de Investigación Científica de Instrumentos e Instrumentos Quirúrgicos de toda la Unión, se realizaron tratamientos químico-térmicos y térmicos (es decir, alfidación y nitruración) para aumentar la dureza del metal, la resistencia al desgaste y reducir el coeficiente de fricción. Usando anodizado, los productos recibieron una película de color de diferentes tonos (púrpura, verde, púrpura y dorado). Todas las muestras fueron esterilizadas en autoclave a 180 °C. Después de cada ciclo se estudió el cambio de color del recubrimiento y la aparición de manchas de corrosión. La película más fuerte y más resistente a la corrosión fue la película de óxido en oro, púrpura y violeta.
Conjuntos
Los instrumentos médicos de titanio son entre un 20 % y un 30 % más ligeros que los artículos de acero, pero son más cómodos y duraderos, además de tener una mejor resistencia a la corrosión. Los empleados del Instituto de Investigación Científica de toda la Unión, sobre la base de los datos obtenidos, han desarrollado y producido los conjuntos experimentales de instrumentos de aleaciones de titanio para odontología, otorrinolaringología y cirugía general. El conjunto para cirugía general incluía abrazaderas estípticos, pinzas para placas y ganchos de doble cara, gancho de alambre en forma de V, bisturí con hojas desmontables, espejos hepáticos y otros artículos, un total de 27 artículos (el peso de todas las herramientas es de 1,59 kilogramos). El kit de otorrinolaringología para operaciones de otorrinolaringología incluía un dilatador de traqueotomía con resorte, un separador de heridas "Lira", fórceps de oído, un gancho de traqueotomía, embudos de oído y fórceps de tampón (peso total 235 gramos). El conjunto de instrumentos dentales ha pasado todas las pruebas en el Instituto Central de Investigación de Odontología.
Ortopedía
Actualmente, las fracturas óseas suelen tratarse con osteosíntesis metálica. Utiliza varillas, que otorgan inmovilidad a los fragmentos, contribuyendo al proceso de consolidación de la fractura. Pero muchos pacientes experimentan posteriormente diversas complicaciones asociadas con el uso de estructuras de acero inoxidable. La falta de homogeneidad del acero, tanto química como estructural, a menudo hace que los fijadores fallen, y esto conduce a fracturas de toda la estructura. Los productos de corrosión dañan el tejido óseo y se observan fenómenos de conductividad eléctrica e ionización. Los iones de hierro comienzan a interactuar con las sales fisiológicas del cuerpo, lo que provoca inflamación y dolor intenso. Por lo tanto, incluso el acero inoxidable de la más alta calidad no es el mejor material para la osteosíntesis.
El uso de titanio para la producción de dispositivos de fijación ósea ha permitido evitar las complicaciones descritas anteriormente debido a la neutralidad biológica de este metal. Por lo tanto, las estructuras de titanio se pueden utilizar para una estancia a largo plazo (o incluso permanente) en el cuerpo humano. Esto es especialmente importante si la osteosíntesis se realiza en personas de edad avanzada, ya que el uso de titanio puede evitar que el paciente tenga que someterse a una cirugía para retirar la fijación.
Construcciones de titanio
Gracias al titanio, se pueden utilizar formas complejas en el tratamiento de fracturas periarticulares. En el pasado, tales estructuras no se usaban debido a la dificultad de removerlas. Actualmente, los terminales (grapas de titanio) se utilizan en técnicas de tracción esquelética. En la Unión Soviética,
artroplastia
El personal del Instituto Central de Traumatología y Ortopedia de Moscú, bajo la dirección del profesor
Odontología
En la fabricación de prótesis de plástico, se utiliza en odontología doméstica una sustancia cristalina blanca, que es el dióxido de titanio, para obtener un efecto cosmético. Pero para las prótesis dentales es posible usar compuestos de titanio con oxígeno y titanio estructural: es un metal biológicamente inerte, fuerte, lo suficientemente liviano y bien mecanizable.
La Clínica de Cirugía Oral y Maxilofacial dirigida por el Profesor Asociado
Precio de compra
Evek GmbH vende productos de metal laminado a un precio óptimo. Se forma teniendo en cuenta las tasas LME (Londonmetal Exchange) y depende de las características tecnológicas de producción sin costos adicionales. Suministramos una amplia gama de productos hechos de titanio y sus aleaciones. Todos los lotes cuentan con certificado de calidad por el cumplimiento de los requisitos normativos. Con nosotros podéis comprar al por mayor los productos más variados para las producciones a gran escala. La amplia elección, el asesoramiento exhaustivo de nuestros gerentes, los precios razonables y la entrega oportuna determinan el rostro de nuestra empresa. Existe un sistema de descuentos para compras al por mayor
Relevancia
El titanio es principalmente atractivo para los profesionales médicos debido a su inercia biológica hacia el organismo vivo, combinada con resistencia anticorrosiva, altas cualidades mecánicas, asequibilidad y precio relativamente bajo. Todas estas ventajas han suscitado un enorme interés por el titanio y han dado lugar a numerosos ensayos clínicos.
Resistencia a la corrosión
El titanio no es inferior al platino. Este metal es resistente en soluciones alcalinas y ácidas. En la linfa, que es químicamente similar al agua de mar, el titanio se corroe a un ritmo de 0,2 mm por año (0,02 mm por 1000 años). Las aleaciones de titanio son resistentes al peróxido de hidrógeno, formaldehído y gasolina. No se detectó corrosión en el titanio después de ebullición repetida y procesamiento en autoclave, varios meses de exposición a una solución de cloramina al 3 %, alcohol etílico a 96 °C y solución de bicloruro. La corrosión por picadura se detectó en aleaciones de titanio solo después de mantenerlas en tintura de yodo con alcohol al 10% durante unos días.
Fortaleza
Otra propiedad positiva del titanio y sus aleaciones es su alta resistencia a la fatiga bajo cargas alternas. Esto es especialmente importante en la producción de dispositivos de fijación intraósea, así como prótesis internas y externas, que están constantemente sujetas a cargas alternas.
Procesando
El titanio puro es un metal lo suficientemente dúctil que se presta a todo tipo de procesamiento mecánico: rectificado, taladrado, fresado y corte. La complejidad de la producción de diferentes construcciones de este metal es la misma que cuando se trabaja con acero inoxidable. Además, el titanio es un material no magnético. Es una propiedad muy valiosa. Gracias a ella, la fisioterapia puede utilizarse a la hora de tratar a pacientes que presentan estructuras de titanio en el cuerpo. Todas estas cualidades hacen que este metal sea muy prometedor para una amplia aplicación en el ámbito médico.
Inercia biológica
La conclusión más importante que surgió después de años de investigación fue que el titanio es un metal inerte en relación con los entornos biológicos. Las estructuras de titanio son perfectamente toleradas por el cuerpo humano y se convierten en tejido muscular y óseo. El titanio apenas se corroe en nuestro cuerpo, y la estructura de los tejidos circundantes no cambia con el paso de los años. El titanio es químicamente indiferente a todos los aceros inoxidables y la aleación a base de cobalto ampliamente utilizada ("vitallium"). También es valioso que el titanio técnicamente puro tenga muchas menos impurezas que otras aleaciones utilizadas en medicina.
prótesis
Las posibilidades del uso del titanio en equipos médicos se han estudiado especialmente a fondo en el Instituto de Investigación Científica de Equipos e Instrumentos Quirúrgicos de toda la Unión. Recientemente, especialistas del Instituto Titanium y varias asociaciones médicas se han unido al trabajo de investigación. Por primera vez se utilizaron aleaciones de titanio con fines quirúrgicos para crear un implante de globo ocular. La larga búsqueda del metal llevó a los especialistas a la aleación de titanio de grado BT5. Los implantes obtenidos eran dos veces más ligeros que los productos análogos hechos de acero Х18Н9Т (teniendo en cuenta el diámetro de 20 mm, el peso del implante de acero era de 3,2 g, pero el implante de titanio pesaba 1,6 g). Las observaciones clínicas a largo plazo y los estudios toxicológicos demostraron la inercia biológica del producto. Después de completar con éxito el implante del globo ocular de titanio, este metal se utilizó en el diseño de otras prótesis, incluidas aquellas con piezas de trabajo que soportan carga.
Instrumentos quirúrgicos
En la actualidad se utilizan más de 200 nombres de diferentes instrumentos quirúrgicos en las instituciones clínicas. Han sido probados en el Instituto de Investigación de Enfermedades Oculares Helmholtz de Moscú, en el Instituto de Cirugía A. Vishnevsky, en el Instituto Zaporozhye para Capacitación Médica Avanzada y en la Clínica de Enfermedades de Oído, Garganta y Nariz del Instituto Central para Capacitación Médica Avanzada. Todos los instrumentos fueron evaluados positivamente por especialistas.
Los instrumentos fabricados con aleaciones de titanio , se caracterizan por su inercia biológica, alta resistencia a la corrosión, durabilidad y plasticidad. Se planteó a los diseñadores la tarea de crear herramientas superiores en sus ventajas a las fabricadas con acero inoxidable. Durante las investigaciones se ha descubierto que si para la producción de herramientas de titanio para conservar sus propiedades funcionales, la sección transversal debe incrementarse en más de un 30 % en comparación con el producto similar hecho de acero, el desarrollo de esta herramienta se vuelve poco prometedor. . Una excepción es cuando el peso no es la característica dominante. Para preservar las propiedades funcionales del metal en el diseño de herramientas no destructivas, como pinzas y abrazaderas, las secciones de los elementos individuales aumentan entre un 10 y un 30 %, pero el peso de los productos se reduce entre un 30 y un 35 % en comparación con las muestras de acero. . Después del tratamiento térmico, la dureza de las herramientas es HRC35-38.
Los ganchos para listones, los espejos y los separadores de bobinas, es decir, herramientas con una gran área de trabajo que no experimentan grandes tensiones durante la operación, se fabricaron con secciones transversales reducidas en un 30%, lo que a su vez redujo el peso del producto en un 50%.
Herramientas combinadas
Para las herramientas de corte, se utilizó un esquema combinado: las piezas de trabajo extraíbles estaban hechas de acero apropiado y los mangos estaban hechos de aleaciones de titanio. Dichos productos incluyen ganchos quirúrgicos, bisturís con hojas removibles y cinceles. Se utilizó acero para las herramientas de corte fijas y los mangos se fabricaron con aleaciones de titanio. Todos los elementos se conectaron mediante remaches o ajuste a presión: herramientas de varilla, raspadores, tijeras.
Pruebas
En el curso de las investigaciones, se descubrió que las aleaciones de titanio deben usarse donde se necesita una alta resistencia a la corrosión con una baja dureza del metal para fines médicos. instrumentos El hecho de que el titanio no tenga una alta dureza y propiedades de corte impide su uso más amplio en instrumentos quirúrgicos. Por lo tanto, dar al titanio sus propiedades de corte y aumentar su dureza son tareas de suma importancia. La principal dificultad radica en el hecho de que los métodos industriales modernos de endurecimiento no se pueden aplicar a los instrumentos médicos, porque existen requisitos especiales para ellos. Además, los instrumentos y dispositivos médicos funcionan en condiciones específicas (contacto con yodo, solución fisiológica, esterilización por ebullición).
Tratamiento
En el Instituto de Investigación Científica de Instrumentos e Instrumentos Quirúrgicos de toda la Unión, se realizaron tratamientos químico-térmicos y térmicos (es decir, alfidación y nitruración) para aumentar la dureza del metal, la resistencia al desgaste y reducir el coeficiente de fricción. Usando anodizado, los productos recibieron una película de color de diferentes tonos (púrpura, verde, púrpura y dorado). Todas las muestras fueron esterilizadas en autoclave a 180 °C. Después de cada ciclo se estudió el cambio de color del recubrimiento y la aparición de manchas de corrosión. La película más fuerte y más resistente a la corrosión fue la película de óxido en oro, púrpura y violeta.
Conjuntos
Los instrumentos médicos de titanio son entre un 20 % y un 30 % más ligeros que los artículos de acero, pero son más cómodos y duraderos, además de tener una mejor resistencia a la corrosión. Los empleados del Instituto de Investigación Científica de toda la Unión, sobre la base de los datos obtenidos, han desarrollado y producido los conjuntos experimentales de instrumentos de aleaciones de titanio para odontología, otorrinolaringología y cirugía general. El conjunto para cirugía general incluía abrazaderas estípticos, fórceps de placa y ganchos de doble cara, gancho de alambre en forma de V, bisturí con hojas desmontables, espejos hepáticos y otros artículos, un total de 27 artículos (el peso de todas las herramientas es de 1,59 kilogramos). El kit de otorrinolaringología para operaciones de otorrinolaringología incluía un dilatador de traqueotomía con resorte, un separador de heridas "Lira", fórceps de oído, un gancho de traqueotomía, embudos de oído y fórceps de tampón (peso total 235 gramos). El conjunto de instrumentos dentales ha pasado todas las pruebas en el Instituto Central de Investigación de Odontología.
Ortopedía
Actualmente, las fracturas óseas suelen tratarse con osteosíntesis metálica. Utiliza varillas, que otorgan inmovilidad a los fragmentos, contribuyendo al proceso de consolidación de la fractura. Pero muchos pacientes experimentan posteriormente diversas complicaciones asociadas con el uso de estructuras de acero inoxidable. La falta de homogeneidad del acero, tanto química como estructural, a menudo hace que los fijadores fallen, y esto conduce a fracturas de toda la estructura. Los productos de corrosión dañan el tejido óseo y se observan fenómenos de conductividad eléctrica e ionización. Los iones de hierro comienzan a interactuar con las sales fisiológicas del cuerpo, lo que provoca inflamación y dolor intenso. Por lo tanto, incluso el acero inoxidable de la más alta calidad no es el mejor material para la osteosíntesis.
El uso de titanio para la producción de dispositivos de fijación ósea ha permitido evitar las complicaciones descritas anteriormente debido a la neutralidad biológica de este metal. Por lo tanto, las estructuras de titanio se pueden utilizar para una estancia a largo plazo (o incluso permanente) en el cuerpo humano. Esto es especialmente importante si la osteosíntesis se realiza en personas de edad avanzada, ya que el uso de titanio puede evitar que el paciente tenga que someterse a una cirugía para retirar la fijación.
Construcciones de titanio
Gracias al titanio, se pueden utilizar formas complejas en el tratamiento de fracturas periarticulares. En el pasado, tales estructuras no se usaban debido a la dificultad de removerlas. Actualmente, los terminales (grapas de titanio) se utilizan en técnicas de tracción esquelética. En la Unión Soviética,
artroplastia
El personal del Instituto Central de Traumatología y Ortopedia de Moscú, bajo la dirección del profesor
Odontología
En la fabricación de prótesis de plástico, se utiliza en odontología doméstica una sustancia cristalina blanca, que es el dióxido de titanio, para obtener un efecto cosmético. Pero para las prótesis dentales es posible usar compuestos de titanio con oxígeno y titanio estructural: es un metal biológicamente inerte, fuerte, lo suficientemente liviano y bien mecanizable.
La Clínica de Cirugía Oral y Maxilofacial dirigida por el Profesor Asociado
Precio de compra
Evek GmbH vende productos de metal laminado a un precio óptimo. Se forma teniendo en cuenta las tasas LME (Londonmetal Exchange) y depende de las características tecnológicas de producción sin costos adicionales. Suministramos una amplia gama de productos hechos de titanio y sus aleaciones. Todos los lotes cuentan con certificado de calidad por el cumplimiento de los requisitos normativos. Con nosotros podéis comprar al por mayor los productos más variados para las producciones a gran escala. La amplia elección, el asesoramiento exhaustivo de nuestros gerentes, los precios razonables y la entrega oportuna determinan el rostro de nuestra empresa. Existe un sistema de descuentos para compras al por mayor
