Зубные имплантаты, как новейший метод восстановления отсутствующих зубов, широко применяются в Китае. Зубные имплантаты известны как «третий комплект настоящих зубов для человека», они удобны, неабразивны и долговечны, и стали предпочтительным решением проблемы отсутствия зубов. Зубные имплантаты состоят из искусственных корней, также называемых имплантатами, абатментов и коронок.
Основным материалом для имплантатов является титан, каковы же свойства титана?
I. Применение титана в медицине
1, титан как новый материал в нашей стране и в мировой фармацевтической промышленности, хирургических инструментах, человеческих имплантатах и других областях используется уже несколько десятилетий и достиг большого успеха.
2, человеческое тело должно быть травмы, опухоли, вызванные костью, травмы суставов, использование титана и титанового сплава может быть изготовлен искусственных суставов, костных пластин и винтов в настоящее время широко используется в клинических. Также используются в тазобедренных суставах (включая головку бедра), коленных суставах, локтевых суставах, пястно-фаланговых суставах, межфаланговых суставах, нижней кости M, искусственные позвонки (спинной ортез), оболочка кардиостимулятора, искусственное сердце (сердечные клапаны), искусственные зубные имплантаты, и титановая сетка в формировании черепа и других аспектах.
3. Требования к материалам для имплантатов можно сгруппировать в три области: биосовместимость материала с организмом человека, коррозионная стойкость материала в среде обитания человека и механические свойства материала, поскольку к материалам для имплантатов длительного пользования предъявляются следующие семь специфических требований.
(1) Коррозионная стойкость ;
(2) Биосовместимость;
(3) превосходные механические свойства и усталостные характеристики;
(4) прочность;
(5) Низкий модуль упругости;
(6) хорошая износостойкость узлов;
(7) удовлетворительная цена;
4, материалы хирургических имплантатов: металлы, полимеры, керамика и т.д. Металлические материалы включают нержавеющую сталь, сплавы на основе основы и сплавы на основе титана.
Сравнение свойств материала и свойств кости и характеристик материала имплантата приведены в таблице I и таблице II. Таблица II показывает, что нержавеющая сталь недорогая и легко обрабатывается, но коррозионная стойкость и биосовместимость не так хороши, как титановые сплавы; износостойкость сплава t лучше, чем титановых сплавов, но плотность больше, слишком тяжелый; титан и титановые сплавы из-за высокой удельной прочности, хорошей биосовместимости и хорошей коррозионной стойкости к жидкостям организма и других характеристик приобретают все большее значение. Недостатками титановых сплавов являются плохая износостойкость, сложность литья и низкие технологические характеристики.
Во-вторых, отечественные и зарубежные хирургические имплантаты со стандартами материалов обработки титана и титановых сплавов
1, зарубежные хирургические имплантаты со стандартами материалов обработки
Чистый титан: Международная организация по стандартизации ISO 5832/2 1999E «хирургические имплантаты — чистый титан материалов обработки
Стандарты США: ASTM F67 2006a «хирургические имплантаты с чистым титаном
TC4: ISO 5832/3 1996Z Хирургические имплантаты — Металлические материалы — Обработанные материалы из Ti-6Al-4V
ASTM F1472 2002 Обработанный сплав Ti-6Al-4V для хирургических имплантатов
TC4ELI: ASTM F136 2002a «Спецификация на обработанные материалы из Ti-6Al-4VELI (сверхнизкий зазор) для хирургических имплантатов
TC20: ISO 5832/11 I994(E) «Хирургические имплантаты — Металлические материалы — Обработанные материалы из сплава Ti-6Al-7Nb
ASTM F1295:2005 «Обработанный материал из сплава Ti-6Al-7Nb для хирургических имплантатов
2. Китайские национальные стандарты
①, «Материалы для обработки титана и титановых сплавов для хирургических имплантатов» Китайский национальный стандарт GB/T13810-2007, марки: TA1ELI, TA1, TA2, TA3, TA4, TC4, TC4ELI, TC20.
Разновидности: лист 0.8～25мм; пруток 7.0～90мм; проволока 1.0～7.0мм;
Стандарт GB T13810-2007 в показателях производительности.
②, GB/T13810-2007 стандарт, в целях обеспечения комплексной производительности титана и титанового сплава обработки материалов для хирургических имплантатов (прочность, пластичность, жесткость, твердость, сопротивление усталости и другие свойства разумного матча), двухфазный титановый сплав высокого раз металлургической организации и содержание водорода и других промежуточных содержание элементов имеют очень строгие требования и контроль.
Для обеспечения безопасности и срока службы обработанных материалов из титана и титанового сплава, имплантированных в человеческое тело, национальный стандарт требует строгой 100% ультразвуковой дефектоскопии обработанных материалов из пластин и прутков для обеспечения внутреннего качества продукта.
3.Сравнение китайских национальных стандартов и зарубежных передовых стандартов
Чистый титан —
①, материал обработки чистого титана по химическому составу и микроструктуре и другим показателям эквивалентен следующим стандартам
ISO 5832/2:1999(E) требованиям;
②, механические свойства равны или выше, чем ISO 5832/2, и увеличили требования индекса секущей усадки
③. К листам и пруткам добавлен ультразвуковой контроль.
Материал обработки TC4 —
①, химический состав и микроструктура эквивалентны требованиям ISO 5832/3: 1996 (E);
②, требования к механическим свойствам выше, чем ISO 5832/3, увеличен показатель усадки сечения прутка;
③, пластина и пруток увеличили требования к ультразвуковому контролю.
TC4ELI обработка материала.
①, в химическом составе, механические свойства, свойства изгиба и другие показатели, эквивалентные
ASTM F136 2002a требованиям;
②. Добавлена оценка микроструктуры;
③. Требования к ультразвуковому контролю прутков и пластин;
Материал обработки сплава TC20 —
①, химический состав, механические свойства, микроструктура и другие показатели эквивалентны
требованиям ISO 5832/11 1994 (E);
②, увеличено низкотемпературное испытание ткани;
③. Ультразвуковое испытание добавлено в планку;
Заключение
Китайский национальный стандарт — «титан и титановый сплав обработки материалов для хирургических имплантатов» GBT13810-2007, включая все зарубежные титана и титанового сплава обработки материалов для хирургических имплантатов, участвующих в спецификации титана марок, показатели стандарта является более строгим, чем аналогичные продукты иностранных стандартов, но и увеличил иностранный стандарт не имеет ультразвуковой Стандарт является более строгим, чем иностранные стандарты для аналогичных продуктов, а также добавляет требования ультразвукового контроля, которые отсутствуют в иностранных стандартах. Продукция, изготовленная в соответствии с требованиями настоящего стандарта, может полностью соответствовать требованиям зарубежных стандартов.
Приложение.
1, Организация производства титанового сплава и взаимосвязь между показателями
Существует тесная взаимосвязь между организацией и эксплуатационными характеристиками титановых сплавов, какая организация будет иметь соответствующую производительность и ее аналог. В связи с особым характером материала для человеческих имплантатов, страны выдвинули требования к рейтингу металлографической организации материала — получение равноосной сферической организации, не допускающей существования крупноячеистой корзины и организации Вейса, которая является основной гарантией работоспособности материала.
То, какая организация обработки получается, полностью определяется процессом термической обработки ковки и прокатки, который является ядром и ключом производства квалифицированного титана для человеческих имплантатов, а также отражает технический уровень компании.
Титан и титановые сплавы после термической обработки обычно могут быть получены после трех видов организации.
Организация Вэя — характеристики этого типа организации характеризуются высокой прочностью, но фатальной слабостью является низкая пластичность и ударная вязкость. Это нежелательная организация обрабатываемого материала.
Равноосная организация — характеристики этого типа организации характеризуются хорошими общими характеристиками, особенно хорошей пластичностью и ударной вязкостью, с самой высокой усталостной прочностью. Это наиболее желательная ткань.
Сетчатая организация — свойства находятся между Вайсом и равноосной организацией. Иногда используется выборочно.
2, TA1, TA2, TA3, TA4, разница между четырьмя видами промышленного чистого титана.
Китай будет промышленного чистого титана в зависимости от количества примесных элементов, которые он содержит, делится на четыре сорта, а именно TA1, TA2, TA3, TA4. они с Соединенными Штатами 1 ~ 4 класса титана основного соответствия, а именно Gr.1, Gr.2, Gr.3, Gr.4. С уменьшением чистоты, промышленного чистого титана прочность, твердость, в то время как пластичность, ударная вязкость, сопротивление усталости снижается. TA3 и TA4 являются дополнительными для высоких требований к прочности, твердости и износостойкости, а TA1 и TA2 могут быть использованы для лучшей формуемости.
3, Влияние примесных элементов на свойства титана
Примеси в титане, особенно интерстициальные примеси, не только снижают пластичность и вязкость, но и ухудшают усталостные характеристики, сопротивление ползучести, чувствительность к зазорам.
Хирургические имплантаты с титановым материалом обработки, из-за его особого использования, для обеспечения его хороших характеристик и срока службы, должны сосредоточиться на контроле содержания примесных элементов. Как прочность, но и достаточная пластичность, вязкость и хорошее сопротивление усталости.