Titanschrauben

Titan und Titanlegierungen werden in den letzten Jahren aufgrund ihrer geringen Dichte, hohen spezifischen Festigkeit, guten Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität häufig als Knochenimplantat- und Zahnrestaurationsmaterialien für medizinische Titanbearbeitungsteile verwendet. Allerdings entspricht der Elastizitätsmodul von Titan und Titanlegierungen nicht dem natürlichen Knochen und auch ihre Festigkeit (Zug-, Druck- und Biegefestigkeit usw.) ist viel höher als die von menschlichem Knochen. Unter Belastung erzeugen Material und Knochen unterschiedliche Belastungen, was zu einer relativen Verschiebung an ihren Grenzflächen führt, und die Belastung kann nicht vollständig vom Implantat auf das angrenzende Knochengewebe übertragen werden, und der Knochen ohne ausreichende Belastungsstimulation wird abgebaut, verkümmert oder sogar verkümmert resorbiert, was schließlich zur Lockerung und zum Bruch des Implantats führt, die den Anforderungen für eine dauerhafte Verwendung nicht genügen kann und ihre weitere Anwendung einschränkt. Immer mehr Forscher im In- und Ausland suchen nach Wegen, den Elastizitätsmodul von Titan und Titanlegierungen zu reduzieren, um dieses Phänomen des „Stress Shielding“ zu reduzieren oder zu beseitigen und die biomechanische Verträglichkeit von Titan und Titanlegierungen zu verbessern.


Verarbeitung von Titanlegierungen


Im Allgemeinen gibt es zwei Möglichkeiten, den Elastizitätsmodul von Titan und Titanlegierungen zu reduzieren: Einer ist das Legieren, wobei der Elastizitätsmodul von Titanlegierungen vom B-Typ niedriger ist als der von Titanlegierungen vom a-Typ. Es wurde berichtet, dass der bei Titanlegierungen bisher verfügbare niedrigere Elastizitätsmodul etwa 40 GPa beträgt, der in Ti-Nb.Sn-Systemlegierungen erhalten wird, und es ist sehr schwierig, ihn weiter auf unter 4 OGPa zu reduzieren. Der Elastizitätsmodul von kortikalem Knochen beträgt jedoch 4,4 bis 28,8 GPa und Spongiosa beträgt nur 0,01 bis 3,0 GPa_8, und das Legieren ist begrenzt, um den Elastizitätsmodul von Titanlegierungen zu reduzieren. Ein weiteres Verfahren besteht darin, eine Porenstruktur einzuführen, um poröses Titan und eine Titanlegierung zu erhalten, deren mechanische Eigenschaften wie Dichte, Modul und Festigkeit durch Anpassen der Poren an das ersetzte Knochengewebe angepasst werden können.




Darüber hinaus begünstigen die einzigartige poröse Struktur und die rauen Innen- und Außenflächen die Adhäsion, Proliferation und Differenzierung von Osteoblasten, die das Einwachsen von neuem Knochengewebe in die Poren und die Bildung einer biologischen Fixierung zwischen Implantat und Knochen fördern , und schließlich die Bildung eines Ganzen; Die offene dreidimensionale verbindende Porenstruktur ermöglicht den Transfer von Körperflüssigkeiten und Nährstoffen in das poröse Implantat, fördert die Geweberegeneration und den Wiederaufbau und beschleunigt den Heilungsprozess. Daher werden poröses Titan und Titanlegierungen mit den obigen Eigenschaften als die attraktivsten Bioimplantatmaterialien angesehen und sind in den letzten Jahren zu einem Brennpunkt für die Erforschung von Biomaterialien geworden.