Biokompatible metaller brukt i medisinske og tannlegeapplikasjoner

Biokompatible metaller er materialer som trygt kan samhandle med biologiske systemer uten å forårsake bivirkninger som toksisitet, betennelse eller immunavvisning. Disse metallene er mye brukt i medisinske implantater, tannrestaureringer og kirurgiske instrumenter. Nedenfor er de mest brukte biokompatible metaller og deres applikasjoner.

1. Titan (Ti) og legeringene

Primærbruk:

Tannimplantater(OftestGrad 4 CP TiogGrad 5 ti -6 al -4 v)

Ortopediske implantater(HIP/KNEE -erstatning, beinplater, skruer)

Kardiovaskulære stenter

Nøkkelegenskaper:

Utmerket osseointegrering(beinbinding)

Høy korrosjonsmotstandPå grunn av et passivt oksydlag (tio₂)

Lav elastisitetsmodul, reduserer stressskjerming i beinet

Ikke-magnetisk, gjør det til MRI-kompatibel

Vanlige karakterer:

Karakter 1-4 (kommersielt ren titan, cp ti)- brukt i tannimplantater

Grad 5 (ti -6 al -4 v)-sterkere, brukt i bærende implantater

Grad 23 (Ti -6 al -4 v eli)-Ekstra-lav interstitiell, bedre for medisinsk utstyr

2. Rustfritt stål (medisinske karakterer)

Primærbruk:

Benskruer, plater og fikseringsinnretninger

Midlertidige tannimplantater og kjeveortopediske ledninger

Kirurgiske instrumenter

Nøkkelegenskaper:

Høy styrke og holdbarhet

Kostnadseffektivsammenlignet med titan

Utsatt for korrosjon over tid, som fører til metallionutgivelse (Ni, CR)

Vanlige karakterer:

316L (Austenittisk stål med lite karbon)- vanligst i medisinske implantater

304- brukt i kirurgiske verktøy

Note:Noen pasienter kan hanikkelallergier, begrenser bruk av rustfritt stål i langsiktige implantater.

3. Cobalt-Chromium (Co-CR) legeringer

Primærbruk:

Tannkroner, broer og delvis proteser

Hofte- og kneutskiftninger

Hjertestenter

Nøkkelegenskaper:

Ekstremt slitasjebestandig, ideell for felles erstatning

Høy styrke og utmattelsesmotstand

Mindre biokompatibel enn titan, men fremdeles mye brukt

Vanlige legeringer:

Co-CR-MO (ASTM F75, F799)- Vanlig i ortopediske implantater

Co-Cr-W-Ni (ASTM F90)- brukt i tannproteser

4. Tantal (TA)

Primærbruk:

Beintransplantasjoner og porøse implantater

Nevrokirurgiske og kardiovaskulære applikasjoner

Nøkkelegenskaper:

Svært korrosjonsbestandig

Fremmer beininnvekstPå grunn av porøs struktur

Dyr, begrenser utbredt bruk

5. Zirconium (ZR) og legeringene

Primærbruk:

Tannimplantater (Zro₂, Zirconia)

Ortopediske applikasjoner

Nøkkelegenskaper:

Keramisk-lignende biokompatibilitet(Zirconia er oksidform)

Høy brudd seighet

Tannfarget, gjør det populært for estetiske tannrestaureringer

6. Gull (AU) og Platinum (PT) gruppemetaller

Primærbruk:

Tannkroner, inlays og broer

Pacemakerelektroder og stenter

Nøkkelegenskaper:

Svært inert og korrosjonsbestandig

Dyr, mest brukt i nisjeapplikasjoner

7. Magnesium (mg) og dets legeringer (fremkom)

Primærbruk:

Biologisk nedbrytbare implantater (f.eks. Kardiovaskulære stenter, beinskruer)

Nøkkelegenskaper:

Narraderer naturlig i kroppen, eliminere behovet for fjerning

Fortsatt under forskningfor langsiktig stabilitet

Sammenligning av biokompatible metaller

Konklusjon

MestBiokompatible metallerfor medisinsk og tannlege ertitan, zirkonium og tantal, på grunn av deresUtmerket korrosjonsmotstand og vevskompatibilitet. Rustfritt stål og kobolt-kromlegeringerer sterke, men kan forårsake allergiske reaksjoner hos noen pasienter.Gull og platinaer svært inerte, men dyre.Magnesiumlegeringerer lovende for biologisk nedbrytbare implantater, men krever ytterligere forskning.

Valget av metall avhenger avBruksområde, mekaniske krav og pasientspesifikke faktorer(f.eks. Allergier, MR -kompatibilitet).