Tytan w ortopedii — ostatnie postępy
Tytan zaczął być stosowany w implantach ortopedycznych około 70 lat temu. Wraz z rozwojem technologii i upowszechnieniem tytanu, metal został wykorzystany do opracowania panewek barkowych i biodrowych. Nawet implanty dentystyczne i aparaty słuchowe są wykonane z tytanu, co zapewnia dłuższą żywotność (w porównaniu z innymi materiałami).
Tytan, powszechny wybór w przypadku implantów ortopedycznych
Producenci zaczęli używać tytanu w implantach ortopedycznych, ponieważ rozpoznali naturalne właściwości, jakie metal ma do zaoferowania. Ma niesamowity stosunek wytrzymałości do masy, doskonałą odporność na korozję, a co najważniejsze jest w 100% biokompatybilny.
Wkrótce odkryto, że tytan ułatwiał nawet proces osteointegracji, tworząc fizyczne wiązanie z kością (bez konieczności stosowania dodatkowego kleju). Ponadto ustalono, że implanty tytanowe mogą wytrzymać wysoką energię (bez pękania). Nie reagują na otoczenie, w którym są umieszczone i działają przez długi czas (w niektórych przypadkach nie trzeba ich wymieniać).
Obecnie tytan jest używany nie tylko do stabilizacji wewnętrznej, ale także do protetyki, urządzeń medycznych i urządzeń wewnętrznych. Niektóre stopy są preferowane na implanty medyczne i dentystyczne, takie jak Ti-6Al-4V i Ti-6Al-4V ELI. Są to stopy alfa-beta, zwykle stopowe z aluminium i wanadem. Zapewniają wysoki poziom odporności na złamania, nie wspominając o promowaniu osteointegracji (szybszy powrót do zdrowia).
Wiadomo, że tytan jest metalem obojętnym dzięki ochronnej warstwie tlenku, która tworzy się pod wpływem tlenu (który występuje naturalnie). Metal ten jest odporny na uszkodzenia powodowane przez płyny ustrojowe i tkanki, co oznacza, że nie jest odrzucany przez nasz organizm.
Z tego powodu tytan jest używany do produkcji płytek czaszki, stawów łokciowych i kolanowych, a nawet żeber. Śruby kostne, zszywki i kable mogą być wykonane z tytanu. Wszystkie implanty ortopedyczne wykonane z tytanu zapewniają doskonałe podparcie złamań, ułatwiając proces zespolenia.
Nowy stop tytanu opracowany do implantów ortopedycznych
Implanty ortopedyczne od dawna koncentrują się na stopach tytanu beta ze względu na ich dobrą formowalność i doskonałe właściwości mechaniczne. Charakteryzują się niesamowitą odpornością na korozję, a także wysoką odpornością mechaniczną i zmęczeniową.
Jednym z głównych powodów stosowania stopów beta tytanu w implantach ortopedycznych jest ich niski moduł sprężystości. Niedawno do takich zastosowań opracowano nowy stop beta, Ti-35Nb-7Zr-5Ta. Stop ten, wytwarzany metodą metalurgii proszków, ma porowatą strukturę i jest odpowiednim wyborem dla skutecznej osteointegracji.
Tytanowy elastyczny system gwoździ do złamań kości długich u dzieci
Titanium Elastic Nail System (TEN) jest przeznaczony do naprawy złamań trzonu kości długich. Takie kości mają wąskie kanały szpikowe, dlatego ważna jest możliwość zastosowania implantów elastycznych. Dziesięć jest preferowaną opcją, ponieważ zmniejsza ryzyko powikłań.
Główną korzyścią stosowania tytanowego systemu paznokci elastycznych jest natychmiastowa stabilizacja pooperacyjna. Pozwala to na wczesną mobilizację odpowiedniej części, co pozwala pacjentowi na powrót do normalnych czynności w krótszym czasie. Ponadto ten implant ortopedyczny ma niski odsetek powikłań i jest zabiegiem minimalnie inwazyjnym.
Może być stosowany do złamań pediatrycznych u dzieci w wieku od 5 do 14 lat. Ten system jest bezpieczny i niezawodny oraz zalecany do kości długich. Czas interwencji jest krótki, powrót do zdrowia jest szybki, a efekt funkcjonalny dobry.
Dzięki TEN pacjenci mogą wcześnie przybierać na wadze i szybko się goić przy minimalnym zaburzeniu wzrostu kości. Warto również wspomnieć, że do takich złamań można zastosować tytanowy elastyczny system gwoździowy niezależnie od ich lokalizacji czy wzoru.
Proteza rozszerzalna w pionie żebro tytanowe
Protetyczne żebro tytanowe to innowacyjne urządzenie przeznaczone do stabilizacji kręgosłupa i żeber przy dwóch deformacjach ściany klatki piersiowej u dzieci. Zakrzywiony metalowy pręt ma na celu poprawę oddychania i jest również zalecany w przypadku ciężkiej skoliozy. Eksperci medyczni stosowali również żebra tytanowe u dzieci, które wymagają rekonstrukcji klatki piersiowej po operacji onkologicznej, w tym usunięcia kilku żeber.
Dzieci, u których zdiagnozowano zespół niewydolności klatki piersiowej, mogą również skorzystać z protez żeber tytanowych. Urządzenie prostuje kręgosłup i oddziela żebra, dzięki czemu płuca w nowo powstałej przestrzeni mogą się wydajniej rozszerzać. Dodatkowo stabilizuje przeponę, mięsień używany do oddychania.
Protetyczne żebro tytanowe dostosowane jest do każdego dziecka i jego potrzeb. Ważne jest, aby zrozumieć, że urządzenie można rozbudowywać; gdy dziecko dorośnie, zostaną wykonane nowe interwencje w celu wydłużenia długości.
Nanorurki tytanowe umożliwiają bardziej wydajną osteointegrację
Nanorurki tytanowe mogą poprawić osteointegrację implantów ortopedycznych, jednocześnie zmniejszając ryzyko kolonizacji bakteryjnej. W świetle tego odkrycia naukowcy wzmocnili powierzchnię implantów tytanowych za pomocą tytanowych nanorurek.
Implanty ortopedyczne poddane działaniu nanorurek z dwutlenku tytanu zapewniają skuteczniejszą osteointegrację. W ten sposób wzmocnione zostaje połączenie implantu z kością. U pacjentów otrzymujących ten implant wczesne znoszenie ciężaru było doskonałe.
Stopy tytanu pokryte grafenem – wydajniejsza osteogeneza i osteointegracja
Powlekanie stopów tytanu grafenem mogłoby w rzeczywistości zwiększyć ich bioaktywność powierzchni, co dodatkowo wspierałoby wydajne procesy osteogenezy i osteointegracji. Powłoka grafenowa poprawia biokompatybilność stopów tytanu, wspomaga regenerację tkanki kostnej oraz poprawia integrację kości z implantem.
Grafen to innowacyjny materiał nanopowłokowy, który może promować bioaktywność stopów tytanu i ułatwiać wyżej wymienione procesy. Te implanty ortopedyczne charakteryzują się wysoką wytrzymałością mechaniczną i odpornością na pękanie, odpornością na korozję i 100% biokompatybilnością.
Ostatnie zdanie
Podsumowując, tytan to doskonały wybór na implanty ortopedyczne, ponieważ jest mocny, odporny na korozję i biokompatybilny. Badacze nieustannie pracują nad rozwojem innowacyjnych urządzeń, dostosowanych do kolejnych potrzeb. W przyszłości tytan będzie stosowany częściej, ponieważ lekarze interesują się implantami ortopedycznymi, które mogą wytrzymać przez dłuższy czas bez odrzucenia przez organizm.
