Titanio de uso médico
¿Qué es el titanio?
Los materiales de titanio se han utilizado en la vida cotidiana durante mucho tiempo. La década de 1930 fue el comienzo de los materiales funcionales biomédicos modernos. Inicialmente, el acero inoxidable se desarrolló para su uso en aplicaciones médicas y de implantes. Una aleación hecha de cobalto es el segundo material. El titanio y su aleación se convirtieron en la última generación de biomateriales metálicos alrededor de la década de 1960. Desde su aparición más memorable, el titanio ha sido retratado como un metal maravilloso y ha recibido amplias consideraciones.
¿Por qué el titanio es tan único?
TitanioEs un metal de transición que tiene alta resistencia y baja densidad. Bajo una variedad de condiciones, resiste la corrosión. En particular, el titanio es latente y resistente a los líquidos y tejidos corporales. Estos son la supuesta biocompatibilidad y la obstrucción del consumo. Son requisitos esenciales para aplicaciones en medicina.
Las propiedades fundamentales del titanio, el acero inoxidable y la aleación de cobalto se describen en la Tabla 1. La densidad más baja es de 4,51 g/cm-3 para el titanio, mientras que la densidad más alta es de 8 g/cm-3 para acero inoxidable. El titanio tiene una relación resistencia-densidad mucho más alta de 76 kNm/kg para la misma resistencia a la tracción. Con una resistencia/densidad de 63 kNm/kg, es un 20 % más resistente que el acero inoxidable. El valor del módulo elástico del titanio es solo la mitad del de la aleación de cobalto y del acero inoxidable convencional. Es significativamente más parecido al hueso humano. Además, el titanio tiene baja expansión térmica y conductividad, lo que lo hace no ferromagnético.
El titanio y su compuesto tienen las propiedades más útiles que los convierten en un gran resultado en la salud muscular, las inserciones y los campos de instrumentos cuidadosos. ciudad de baoji changsheng titanium co. ltd es un fabricante y proveedor de productos terminados y de molienda de metal de titanio y Cu-Ni en la gama más completa de grados, dimensiones y productos de molienda.
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¿Cuál es la densidad del titanio?
Debido a que es más difícil de extraer, el titanio metálico no es tan asequible como el hierro, por lo que sus aplicaciones tienden a ser especializadas. Las propiedades del metal titanio son extremadamente valiosas. Similar al aluminio, forma una fina capa protectora de óxido para evitar la corrosión, haciéndolo prácticamente inerte. Debido a que tiene una densidad de 4,5 gramos por cm3, que es significativamente menor que la del hierro, las aleaciones de titanio son importantes para la industria aeroespacial. Se utilizó para hacer mucho del SR-71 Blackbird, que era el avión tripulado más rápido del mundo. También se usó para fabricar muchos motores y fuselajes de grandes aviones de pasajeros como los Airbus y los 747.
Debido a su resistencia al agua de mar, este metal se utiliza en aplicaciones marinas como ejes de hélice. También se dice que los rusos lo usaron para construir submarinos. El titanio no es venenoso y el cuerpo no lo elimina. Debido a que también se conecta al hueso, se ha utilizado en procedimientos quirúrgicos como implantes dentales y reemplazos articulares, particularmente en las articulaciones de la cadera.
¿Por qué se utiliza el titanio para los implantes?
El mercado de los implantes dentales, que se estima en un valor aproximado de 4600 millones de USD en todo el mundo, abrió la puerta a la posibilidad de restaurar la salud y la función dental de un paciente [6]. Debido a su biocompatibilidad y bajo costo, los implantes de titanio son el material más utilizado en el mercado.
El titanio es un material bioinerte, que inicia prácticamente ningún impacto pernicioso en el tejido que lo rodea. Sin embargo, a pesar de la descripción del material de una serie de ventajas inherentes, no logra integrarse bien con el tejido óseo y gingival sin un tratamiento de superficie adecuado, lo que puede provocar el fracaso del implante. La mala osteointegración es la causa de estos fracasos, que afectan la estabilidad del implante en el hueso y pueden resultar en el desarrollo de infecciones y procesos inflamatorios en el espacio periimplantario [7]. Se están estudiando diferentes tratamientos de superficie para prevenir la formación de biopelículas bacterianas dañinas y mejorar la osteointegración como medio para reducir estos problemas. La nanotecnología ha creado efectos positivos en la odontología, teniendo la opción de entregar superficies con una geografía particular y pieza sintética para trabajar las cualidades biocompatibles de los materiales.
¿El titanio quirúrgico es magnético?
Los implantes metálicos son particularmente vulnerables a los riesgos de la migración del implante y el calentamiento inducido por radiofrecuencia (RF), los cuales tienen el potencial de dañar el tejido circundante porque las máquinas de resonancia magnética utilizan imanes potentes [11].
Los implantes que están bien sujetos al hueso no se ven afectados por el desplazamiento inducido por resonancia magnética, según los estudios [1,12]. Dada la falta de exámenes continuos, no se sugiere la radiografía en el período posoperatorio inmediato en pacientes con incrustaciones no involucradas como rizos, canales y stents [6]. Debido a que las corrientes de Foucault del implante son paralelas al campo magnético estático del escáner, el calentamiento por RF es teóricamente posible. En cualquier caso, todos los estudios de socios han descubierto que este cambio de temperatura no es importante, lo que demuestra que las preocupaciones sobre el daño a los tejidos por el calentamiento de RF no están justificadas.
Los artefactos de imagen causados por los implantes metálicos pueden hacer que los resultados se malinterpreten. Al optimizar los parámetros de escaneo y modificar las secuencias de pulsos de resonancia magnética, los avances tecnológicos pueden reducir la distorsión de la imagen. Los médicos deben tener en cuenta las ventajas de las imágenes, así como la posibilidad de distorsión de la imagen inducida por el implante al decidir si realizar o no resonancias magnéticas en los pacientes.
El campo magnético de la resonancia magnética no tiene efecto sobre el titanio porque es un material paramagnético. La resonancia magnética se puede usar de manera segura en pacientes que tienen implantes porque existe un riesgo muy bajo de complicaciones causadas por los implantes. Sin embargo, se utilizan aleaciones para fabricar las placas de titanio que se utilizan en la zona craneofacial. Debido a que los efectos de la resonancia magnética están influenciados por la proporción de los constituyentes de la aleación, se requiere una investigación más precisa.
Unión falsificada e incrustación clínica
La población total está progresando en años. Queremos vivir más tiempo y vivir una vida muy activa hoy. Los accidentes relacionados con el deporte, el tráfico y otros tipos de accidentes resultan en lesiones. Claramente, el interés por los porros falsificados continúa desarrollándose. El titanio y sus compuestos se han utilizado generalmente para fabricar dispositivos integrados, por ejemplo, placas óseas, tornillos para reparar fracturas, prótesis de válvulas cardíacas, marcapasos y corazones artificiales son ejemplos de articulaciones artificiales. Más de 100 millones de pacientes en todo el mundo reciben terapia de reemplazo anualmente, y más de 1,000 toneladas de titanio se insertan en el cuerpo de los pacientes.
Estos implantes metálicos deben moldearse mecánicamente de cierta manera para mantener sus funciones durante el uso. Durante nuestras actividades diarias, doblamos, giramos, apretamos y contraemos los músculos. Cuando se someten a cargas de fatiga, abrasión e impacto, estas piezas artificiales no deben deteriorarse. El titanio es un 50 % más ligero que el acero inoxidable y tiene una relación resistencia-densidad un 20 % superior. Es más fuerte y más ligero. En el momento en que se incrusta dentro del cuerpo humano, disminuirá la carga corporal. Los pacientes podrán moverse con mayor libertad. Entre la parte artificial y el cuerpo humano habrá tensión. Un desajuste en el módulo elástico es lo que conduce a la llamada tensión de interfaz. En la tabla 1, podemos ver que el titanio tiene el módulo flexible más mínimo entre estos tres materiales. El implante de titanio y el hueso humano son mucho más compatibles mecánicamente.
Fisiológicamente, el cuerpo rechaza las partes desconocidas. Después de la cirugía de implante, con frecuencia se experimenta inflamación clínica, enrojecimiento y picazón cuando se utilizan acero inoxidable y aleación de carbón como biomateriales. El titanio y sus aleaciones son bien conocidos por su inercia biológica. Son extremadamente resistentes a la corrosión en el entorno de inmersión de la sangre humana. Se opone bien a la sangre humana y al tejido celular en general, lo que garantiza una gran similitud. Prácticamente no hay contaminación y respuestas desfavorablemente susceptibles, lo que favorece extraordinariamente la recuperación de los pacientes. Las numerosas aplicaciones del titanio se basan en esto.
Debido a su biocompatibilidad superior, el titanio comercialmente puro (Cp Ti) generalmente se considera el mejor candidato. Sin embargo, las aleaciones ELI Ti-6Al-7Nb, Ti-13Nb-13Zr, Ti-12Mo-6Zr y Ti{ {6}}Al-4V también se utilizan ampliamente en implantes médicos. ¡Eche un vistazo a nuestro sitio para preguntar sobre nuestros diferentes artículos!
Equipos para ortopedia El tratamiento de las deformidades óseas es el objetivo principal de la ortopedia. Para ayudar a que el cuerpo torcido vuelva a su posición normal, se requiere una fuerza externa. El hardware de salud muscular debe brindar un apoyo sólido y recordar el estado correcto del cuerpo. Además de la obstrucción por desgaste y la oposición a la erosión, la nueva propiedad esperada aquí es la memoria de forma. Las aleaciones con memoria de forma hechas de titanio y níquel poseen propiedades de alta resistencia y memoria. La aleación Ti-Ni se utiliza actualmente para fabricar placas óseas comunes, clavos intramedulares, fijación interna mandibular, corrección de escoliosis y otros dispositivos similares.
Los implantes dentales tienen sus propias características distintivas. Existen tres tipos de incrustaciones dentales: cigomáticas, osteointegradas y un miniimplante para anclaje ortodóncico. El titanio se ha utilizado como coronas, clavos de corona, tramos fijos, tramos de porcelana, tramos de cemento, anillos de sujeción de reemplazo dental, bases, dispositivos de interfaz y dispositivos de refuerzo. El titanio se ha utilizado para cubrir casi todos los componentes metálicos de las dentaduras postizas.
Comencemos con la osteointegración estándar. Primero, un médico insertará una "raíz" o "semilla" en el hueso de la mandíbula. Después de que se asiente, la superestructura del diente se unirá con el incrustado. Después de eso, se desarrollará un nuevo diente encima. Aquí está el contraste entre la inserción clínica y la inserción dental. Un implante médico es un "pegamento" o un "tornillo" que se usa para conectar tejido duro roto o un reemplazo del tejido duro dañado. En cualquier caso, el nuevo diseño asistido por incrustación dental se desarrolló. ¡Qué intrigante!
Este procedimiento "simple" necesita excelentes propiedades térmicas y de biocompatibilidad. Al beber sopa y comer yogur helado, las personas sentirán calor y frío, pero estos sentimientos provienen de la boca, no de los dientes. No habrá ningún estímulo para la salud.dientes.
El titanio se expande muy poco cuando se calienta. Cuando el implante de titanio se utiliza como "raíz", no crecerá ni se marchitará dentro de la boca de las personas. El diente recién enmarcado permanecerá donde debería estar. El titanio tiene una conductividad térmica de solo una quinta parte de la del acero inoxidable, un tercio de la del aluminio y la mitad de la del cobre. No se adherirá a la estructura de los dientes reales cuando se use como corona. La pulpa dental puede protegerse de los estímulos de calor y frío con titanio.
El titanio de fundición de precisión se utiliza en odontología porque tiene una alta precisión dimensional, no se contrae ni se forman burbujas. A partir de ahora, 4 titanio sin adulterar financieramente (Cp Ti) se utilizan únicamente para aplicaciones de incrustaciones dentales. Varían en grado ASTM de 1 a 4. Todos tienen bajo grado de conductividad electrónica, alta oposición a la erosión, estado termodinámico a valores de pH fisiológico, baja propensión al arreglo de partículas en condiciones de fluido y punto isoeléctrico del óxido de 5-6.
La pureza disminuye y la resistencia aumenta entre los grados 1 y 4. El titanio de grado 2 es la estrella más conocida para aplicaciones de incrustaciones dentales. Tiene un límite elástico mínimo de 275 MPa, que es equivalente a los aceros templados austeníticos templados. Cuando se requiera mayor resistencia, también se puede aplicar una combinación de titanio. Otras aleaciones, como Ti-6Al-4V, también se utilizan en una variedad de contextos.
Instrumentos quirúrgicos
La primera generación de instrumentos quirúrgicos estaba hecha de acero al carbono, pero su rendimiento no estaba a la altura del uso clínico después de la galvanoplastia. Con frecuencia conducen a la infección. El acero inoxidable de segunda generación es austenítico, pero el contenido de cromo es tóxico y tiene algunos efectos sobre el cuerpo.
Las propiedades mecánicas y la ductilidad son las primeras cosas que deben tenerse en cuenta al fabricar instrumentos quirúrgicos. El metal prioriza una flexibilidad específica para mantenerse al día con la forma requerida sin rendirse. Bisturíes, pinzas y tijeras son ejemplos de instrumentos quirúrgicos básicos que son largos y delgados. El instrumento requiere una cierta cantidad de fuerza para funcionar con seguridad. Deben ser lo suficientemente intensos y no romperse durante un procedimiento médico. Para instrumentos quirúrgicos, el módulo mínimo requerido es de 100 GPa. El módulo del titanio es de 116 GPa.
Durante la actividad del procedimiento médico, los instrumentos se presentaron directamente al tejido vivo. Es necesario tener resistencia a la corrosión, biocompatibilidad y propiedades magnéticas. El titanio no es venenoso para el tejido humano. No provocará ninguna reacción insensible. El quirófano ocasionalmente experimenta campos magnéticos. Por ejemplo, los rayos X crean un campo atractivo de alrededor de 1,5 Tesla. Este campo atractivo puede influir en los instrumentos cuidadosos de diferentes maneras, entre ellas: movimiento dañino provocado por la interacción de campos magnéticos (el efecto de misil), calor del instrumento causado por la deposición de potencia de radiofrecuencia (RF) y fotografía relacionada con instrumentos El titanio es bienestar no atractivo, confiable de la actividad. Debido a que no es magnético, también elimina la posibilidad de dañar los delicados implantes electrónicos.
La esterilización se realiza mediante un spray de vapor caliente a alta temperatura después de la cirugía. Se utilizan diferentes limpiadores para limpiar microbios y enfermedades. El tamaño del instrumento y la calidad de la superficie no deben cambiar después de limpiezas repetidas. Además, debe haber poco daño. Cada vez que un cirujano utiliza un instrumento, necesita que funcione correctamente. La resistencia a la corrosión del titanio y las aleaciones de titanio es excelente. Por último, pero no menos importante, el bajo peso del titanio lo hace ideal para la microcirugía. La temperatura de trabajo puede oscilar entre 150 y 500 grados centígrados. La fatiga del cirujano se puede reducir mediante el uso de instrumentos quirúrgicos livianos, especialmente para procedimientos prolongados.
El titanio médico y las aleaciones de titanio son metales de alta calidad que se utilizan con frecuencia en equipos médicos. Los cátodos láser, los taladros dentales y las pinzas se fabrican con frecuencia con titanio.
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Referencias: https://www.rsc.org/periodic-table/element/22/titanium
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9104688/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6369045/
