Медицина и здравоохранение сегодня

Область применения титана в медицине и его свойства

Учебные материалы / Методы нанесения антибактериального покрытия на имплантат / Область применения титана в медицине и его свойства

Страница 1

Конструкторов медицинской техники, медицинского инструментария и врачей разных профессий в новом конструкционном металле привлекают прежде всего биологическая инертность по отношению к организму живого существа в сочетании с высокими механическими свойствами, антикоррозионной стойкостью, а также дешевизна и доступность. Эти качества титана, усиленные специфическими свойствами, и обеспечили очень большой интерес к нему и интенсивное проведение конструкторских работ и клинических испытаний самых различных изделий. Известно, что по коррозионной стойкости во многих медицинских агрессивных средах титан не уступает платине; он стоек в растворах кислот и щелочей. Скорость коррозии титана в морской воде (по своему химическому составy очень похожей на лимфу) - 0,00002 мм/год или 0,02 мм в 1000 лет. Титан и его сплавы устойчивы и перекиси водорода, бензине, феноле, формальдегиде. После многократной стерилизации кипячением и обработки в автоклаве, многомесячной выдержки в 3%-ном растворе хлорамина, 96-градусиом этиловом спирте, растворе сулемы, трихлорэтилене следов коррозии на титановых сплавах не обнаружено. Точечная коррозия наблюдается у титановых сплавов лишь после пребывания в течение нескольких суток в 10%-ной спиртовой настойке йода.

Титан и его сплавы обладают высокой усталостной прочностью при знакопеременных нагрузках, что очень важно при изготовлении внутрикостных фиксаторов, наружных и внутренних протезов, которые постоянно подвергаются переменным нагрузкам.

Титан - пластичный металл; он хорошо поддается механической обработке: резанию, сверлению, фрезерованию, шлифованию. Изготавливать из него различные конструкции не труднее, чем из нержавеющей стали. Титан - немагнитный материал с низкой электропроводностью, что особенно ценно, так как благодаря этому можно использовать физиотерапию для лечения больных, в организме которых находятся титановые конструкции. Все это делает титан весьма перспективным для широкого применения в медицине.

Но самым важным результатом многолетних и тщательных исследований оказалось то, что титан является инертным металлом по отношению к биологической среде. Конструкции из титановых сплавов хорошо переносится человеческим организмом, обрастает костной и мышечной тканью. Металл практически не корродирует в агрессивных средах человеческого тела, а структура тканей, окружающих титановые конструкции, не изменяется на протяжении длительного времени. Своей химической индифферентностью титан превосходит не только все нержавеющие стали, но и нашедший в последнее время широкое применение «виталлиум» - сплав на кобальтовой основе. Ценно, что технически чистый титан содержит гораздо меньше примесей, чем другие используемые в медицине сплавы.

Длительные и систематические исследования возможности использования титановых сплавов » медицинской технике были проведены во Всесоюзном научно-исследовательском институте хирургической аппаратуры и инструментов (ВНИИХАИ); в последние годы эти работы велись при участии Института титана и ряда отраслевых институтов и медицинских объединений. Первый опыт использования титановых сплавов для хирургических инструментов относится к 1905-1966 гг. Тогда металл применили при изготовлении имплантата глазного яблоки. После длительных поисков металла для имплантата остановились ни титановом сплаве марки ВТ5; изготовленные из него имплантаты были и 2 раза легче аналогичных, изготовленных из стали Х18Н9Т (при диаметре 20 мм имплантат из титана весил всего 0,0016 кг, а из стали - 0,0032кг). Клинические наблюдения и течение полутора лет и токсикологические исследования показали его биологическую инертность.

Успешное завершение работ по созданию имплантатов для протезирования культи глазного яблока, изготовленного из титана, позволило применить титан не только в конструкциях различных хирургических инструментов, рабочие части которых несут нагрузки.

В настоящее время разработаны и переданы в клинические учреждения на испытания хирургические инструменты более 200 наименований. Испытания приводятся в Институте хирургии им. А. В. Вишневского, клинике болезней уха, горла и носа Центрального института усовершенствования врачей, Московском научно-исследовательском институте глазных баржей нм. Гельмгольца, Центральном научно-исследовательском институте травматологии (ЦИТО), Запорожском институте усовершенствования врачей. На некоторые инструменты уже получены первые положительные отзывы врачей-специалистов.

При изготовлении инструментов были использованы титановые сплавы, обладающие высокой коррозионной стойкостью, биологической инертностью, высокой прочностью, достаточной для некоторых типов инструментов твердостью, пластичностью и другими свойствами.