Инвентар медицинских металних материјала

Према класификацији биомедицинских материјала, претходна два чланака становишта разрађена су на медицинским полимерним материјалима и биоцерамским материјалима. Овај чланак ће се фокусирати на трећу врсту биомедицинских материјала - медицинских металних материјала. Медицински метални материјали играју изузетно важну улогу у пољу савремене медицине. Својим јединственим механичким својствима и биокомпатибилношћу, широко се користе у многим областима као што су ортопедија, кардиоваскуларна, стоматологија и хирургија. Овај чланак ће детаљно расправљати о дефиницији, класификацији, статусу пријаве и будући тренд развоја медицинских металних материјала и резимирајући њихове доприносе у медицинском пољу. 01 Медицински метални материјали
Медицински метални материјали односе се на метале и њихове легуре посебно се користе у медицинском пољу. Обично се користе за производњу медицинских средстава и имплантата који су у директном контакту са људским телом, као што су вештачки зглобови, уређаји за фиксацију прелома, срчани вентили, стоматолошких имплантата итд. Његови јединствени захтеви углавном укључују: добра механичка својства, биокомпатибилност, отпорност и стабилност. Механичка својства су основни захтеви медицинских металних материјала. Морају имати довољно снаге и жилавости да издрже разне физичке стресове унутар и изван људског тела. Биокомпатибилност је кључни фактор у осигуравању сигурне употребе металних материјала у људском телу. Материјали са добре биокомпатибилности неће изазвати очигледан имуни одговор, упални одговор или друге нежељене физиолошке реакције када су у контакту са биолошким ткивима. Отпорност на корозију је важан показатељ медицинских металних материјала јер је унутрашње окружење људског тела сложено и корозивно. Тело течности у људском телу богато је различитим јонима и молекулама, а ове хемикалије могу корити метале. Стога медицински метални материјали морају остати стабилни у таквом окружењу и не подвргнути електрохемијској корозији.
02 Класификација медицинских металних материјала
Медицински метални материјали могу се углавном поделити на нехрђајући челик, титан и легуре, легуре кобалта-хрома, племенитих метала и легуре магнезијума и магнезијума и сценаријама апликације.
1 нерђајући челик
Нехрђајући челик је један од најранијих металних материјала који се користе у медицинском пољу и има добре механичке својства и отпорност на корозију. 316Л Нехрђајући челик је посебно уобичајен у медицинским апликацијама због свог ниског садржаја угљеника и додао је Молибден. Обично се користи за производњу хируршких инструмената, коштаних плоча и вијака. Иако је нерђајући челик релативно јефтино и има добру процесурство, његова отпорност на корозију и биокомпатибилност још увек треба да се побољшају у дугорочним апликацијама имплантата.
2 титанијум и њене легуре
Легура титанијума је једна од најчешће коришћених медицинских металних материјала. Титанијум има ниску густину, високу чврстоћу, добру отпорност на корозију и сличан еластични модул на људско коштано ткиво, тако да се широко користи у ортопедским имплантатима као што су замјене кука и колена. ТИ -6} в је најчешћа легура титанијума и постала је преферирани материјал за ортопедску операцију због својих одличних механичких својстава и биокомпатибилности. Међутим, један недостатак легура титанијума је његова висока цена и потешкоћа у обради.
3 Легуре кобалта-хромима
Кобалтно-хромијум легуре имају изузетно високу чврстоћу и одличну отпорност на хабање и погодне су за медицинске уређаје који морају да издрже велике оптерећења и троше се дуго времена, као што су вештачки зглобови и зубни обнови. Висока тврдоћа и отпорност на корозију кобалто-хрома легуре дају предности у пољу имплантата, али његов високи еластични модул може довести до "ефекта заштите од стреса", односно, имплантат носи превише стреса, смањујући оптерећење на околном коштаном ткиву, што може утицати на здрави раст костију.
4 драгоцени метали
Као што је злато, сребро, платина, итд. Због своје одличне биокомпатибилности и отпорности на корозију, често се користе у неким посебним медицинским апликацијама, као што су пејсмејкерски електроде и стоматолошки рестаурирани материјали. Међутим, због високих цена и ограничених механичких својстава, употреба племенитих метала подлеже одређеним ограничењима.
5 легура магнезијума
Легура магнезијума је нова врста биоразградивог металног материјала. Постаје то хотспот за истраживање због својих одличних механичких својстава и биокомпатибилности. Густина и еластични модул магнезијума слични су онима људских костију. Може се постепено деградирати у телу и на крају је апсорбован од стране тела, избегавајући потребу за секундарном хируршком за уклањање. Међутим, брзо разградивост и ослобађање водоника легура магнезијума још увек треба да се даље реши.
03 Примена медицинских металних материјала
Медицински метални материјали се широко користе у разним медицинским областима због њихових одличних перформанси, укључујући ортопедију, кардиоваскуларну, стоматологију, неурохирургију и друге хируршке области.
1 ортопедске апликације
У области ортопедије, медицински метални материјали се углавном користе за производњу уређаја за фиксацију прелома, вештачким спојевима, спиналним фиксацијским уређајима итд. Алегације титанијума се широко користе у замјенама кука и колена због њихове одличне биокомпатибилности и механичких својстава. Кобалт-хромијум легуре се често користе на површини вештачких зглобова због њиховог отпорности на хабање и велике тврдоће. Последњих година, истраживачки напредак легура магнезијума показао је свој потенцијал као материјал за фиксацију костију, посебно у лечењу педијатријских прелома, што може избећи потребу за средњом хирургијом.
2 кардиоваскуларне апликације
У кардиоваскуларном пољу, нехрђајући челик и кобалтно-хроми легуре често се користе за производњу имплантата као што су васкуларни стенти и срчани вентили. Васкуларни стенти морају имати високу чврстоћу, отпорност на корозију и добру биокомпатибилност да се спречи рестеноза или блокада крвне судове. Стенти од нехрђајућег челика једном се широко користе због своје ниске цене и једноставне обраде, већ зато што могу изазвати рестенозу у стенту, већина стентних материјала се тренутно окреће у легуре кобалта-хрома или дроге-обложене комаде.
3 Стоматолошке апликације
У стоматолошкој области, титанијум и њене легуре се широко користе у зубним имплантатима, јер имају добру биокомпатибилност и могу да формирају снажну костну везу у алвеоларној кости. Поред тога, кобалтно-хромијум-легуре се такође широко користе у стоматолошкој рестаураторској материјали, као што су крунице и мостови због отпорности на корозију и отпорност на хабање.
4 друге хируршке апликације
Медицински метални материјали се такође широко користе у другим хируршким пољима, као што су плоче за поправке лобања у неурохирургији, протеза у пластичној хирургији и производња хируршких инструмената. Нехрђајући челик је и даље главни материјал за производњу хируршких инструмената због својих добрих механичких својстава и отпорности на корозију.
04 будуће перспективе и резиме
Медицински метални материјали имају незамјењив положај у модерном леку. Уз континуирано унапређење науке и технологије и све већи захтеви људи за медицинске ефекте, медицински метални материјали и даље ће се развијати како би задовољили изазове различитих медицинских потреба. Будуће истраживање ће се фокусирати на побољшање биокомпатибилности, оптимизације механичких својстава, развијање нових материјала и постизање мултифункционалности да би се пацијентима омогућили сигурнијим и ефикаснијим опцијама лечења. Укратко, развој медицинских металних материјала не само да зависи од напретка науке и инжењерства материјала, али такође треба да се унакрсно интегрише са биомедицином, клиничком медицином и другим дисциплинама да би се формирала свеобухватна истраживачка платформа. У будућности, уз појаву нових материјала и технологија, медицински метални материјали ће приказати широке перспективе примене у више области и доносећи веће доприносе медицинским напретку и здрављем људи.