titanio medico
I materiali metallici medicali, noti anche come materiali metallici per impianti chirurgici, vengono utilizzati principalmente per la diagnosi, il trattamento e la sostituzione o il miglioramento dei tessuti umani. Negli ultimi 20 anni, sebbene lo sviluppo di materiali medici metallici sia stato relativamente lento rispetto ai materiali biomedici come materiali polimerici, materiali compositi, materiali ibridi e derivati, hanno elevata resistenza, buona tenacità, resistenza alla fatica da flessione e lavorazione eccellente prestazione. Ha proprietà eccellenti che non possono essere sostituite da molti altri tipi di materiali medici ed è il materiale per impianti portanti più utilizzato nella pratica clinica. Soprattutto con lo sviluppo della tecnologia di stampa 3D in metallo, i materiali medici metallici sono stati ampiamente utilizzati. Le applicazioni più importanti sono: placche per la fissazione di fratture, viti, articolazioni artificiali e impianti di radici dentali.
Lega di titanio medicale
La lega di titanio medicale (materiale biomedico in lega a base di titanio) è uno dei metalli più biocompatibili finora conosciuti. Dagli anni ’40 il titanio e le leghe di titanio sono stati gradualmente utilizzati nella medicina clinica. Nel 1951, gli esseri umani iniziarono a utilizzare il titanio puro per produrre placche ossee e viti ossee. A metà degli anni '50, il titanio e le leghe di titanio iniziarono ad essere ampiamente utilizzati in medicina e divennero uno dei materiali medici più promettenti. Attualmente, il titanio e le leghe di titanio vengono utilizzati principalmente in ortopedia, in particolare nella riabilitazione delle ossa e dei crani degli arti, per la produzione di vari dispositivi di fissazione interna per fratture, articolazioni artificiali, crani e dura madre (Figura 1), valvole cardiache artificiali, denti , gengive, attacchi, ecc. invasature e corone. Tra queste, la lega di titanio medicale più utilizzata è la GR5 (Ti-6A1-4V). La lega ha una struttura mista bifase dieci-beta a temperatura ambiente e la sua resistenza e altre proprietà meccaniche possono essere significativamente migliorate mediante il trattamento della soluzione e il trattamento di invecchiamento.
Figura 1 Stent cardiovascolare in lega medica a memoria di forma del cranio in lega di titanio medico
La densità del titanio e delle leghe di titanio è di circa 4,5 g/cm3, ovvero quasi la metà di quella dell'acciaio inossidabile e delle leghe di cobalto. La densità è vicina a quella del tessuto duro umano e la sua biocompatibilità, resistenza alla corrosione e resistenza alla fatica sono migliori dell'acciaio inossidabile e delle leghe di cobalto. Attualmente è il miglior materiale medico in metallo. L'affinità del titanio e delle leghe di titanio con il corpo umano deriva dal fatto che il denso film di passivazione dell'ossido di titanio (TiO2) sulla superficie può indurre la deposizione di ioni calcio e fosforo nei fluidi corporei per formare apatite, mostrando una certa attività biologica e osteointegrazione capacità. Robusto, particolarmente adatto per l'impianto intraosseo. Gli svantaggi del titanio e delle leghe di titanio sono la bassa durezza e la scarsa resistenza all'usura. Se si verifica usura, porterà prima alla distruzione della pellicola di ossido, quindi i prodotti della corrosione delle particelle di usura entreranno nel tessuto umano, in particolare il vanadio tossico (V) contenuto nel Ti-6A{{ 5}}La lega V porterà al fallimento dell'impianto. Al fine di migliorare la resistenza all'usura del titanio e delle leghe di titanio, la superficie dei prodotti in titanio e leghe di titanio può essere trattata con ammoniazione ionica ad alta temperatura o tecnologia di impianto ionico per migliorare la resistenza all'usura superficiale. Negli ultimi anni sono state sviluppate alcune nuove leghe di titanio (principalmente leghe di tipo -), tutte focalizzate sulla riduzione di V, Al e altri elementi dannosi per il corpo umano e sul miglioramento efficace della biocompatibilità delle leghe di titanio.
