人工関節および人工骨置換材料は、軽くて高強度な材料、生体適合性、耐食性、インプラント体内の組織反応により材料が劣化しない、繰り返しの応力による疲労が少ない、損傷が少ないなどの基本特性を備えている必要があります。 。 金属インプラントの最も重要な特性は、成形性、機械加工性、研磨性です。 これらは、予想されるライフサイクルを通じて機能を維持し、疲労、摩耗、腐食、衝撃荷重を受けても劣化してはならない。 チタンおよびチタン合金は上記の要件をすべて満たします。 義歯粉末、ポリプロピレン、プレキシガラスなどの初期の人工関節材料は、強度が低く、壊れやすく、生体適合性に乏しいものでした。 その後ステンレスに切り替わりますが、ステンレスの割合は人間の骨の約2倍と多く、体内では体液の作用により腐食や破損が現れます。 Co-Cr合金も人工関節の優れた材料ですが、残念ながらコバルトとクロムは人体に有毒です。 チタンおよびチタン合金は、その割合が小さく（人間の骨と同様）、強度が高く、機械加工が良好で、耐食性に優れているため、人工関節に理想的な材料です。
外科的移植に指定されているチタン材料は、主に純チタンと Ti{0}}Al-4VELI 合金です。 最近、人体との適合性に優れた移植材料Ti-6Al-7NbおよびTi-13Nb1-13ZrがASTM規格に承認されました。 チタンを人工骨として使用すると、その上で細胞が再生され、骨が成長することができ、チタンと人骨、上皮、組織は親和性が高くなります。 人骨と結合するインプラント材料の表面品質を向上させるためには、バイオセラミックコーティングも有効な方法です。 現在、チタンおよびチタン合金は、人工骨関節、人工骨、関節フットプレート、骨折固定具、骨髄釘、人工心臓弁、頭蓋骨などに広く使用されています。 統計によると、中国におけるチタン合金人工関節の年間需要は5000セットを超え、臨床応用効果は良好です。
整形外科におけるチタンの応用
医療用チタン合金の弾性率はステンレス鋼よりも人間の骨格に近く、人間の整形外科手術に適しています。 整形外科では、チタンニッケル形状記憶合金がよく使用されます。 研究により、NT-SMA は耐摩耗性、耐食性、形状記憶効果、擬似弾性、消音性などを統合した新しい材料であることが示されており、整形外科での使用がますます広がっています。 一般的な骨プレート、髄内針、下顎内固定、側弯症矯正などに加えて、上海長海病院は NT-SMA の一連の設計と臨床応用を実施しました。 NT-膝蓋骨デバイス、NT-アークフォークネイル、NT-アーチデバイス、NT-フライングデバイス（仙骨再建用）などは十分な効果をあげています。 チタン合金材料の人体への応用については、世界中の人々の利益のために、より安全で信頼性の高い新しいチタン合金を求めて各国で研究が続けられています。
製薬産業におけるチタンの応用
チタンは製薬業界で容器、反応器、ヒーターの製造に使用されています。 医薬品の製造においては、設備が塩酸、硝酸、硫酸などの無機酸、有機酸およびそれらの塩と接触することがよくあります。 設備は腐食により損傷することが多く、鉄鋼設備によってもたらされる鉄イオン汚染は製品の品質に影響を与えます。 チタン製の機器はこれらの問題を解決できます。 例えば、ペニシリンエステル化釜、糖化槽、クロラムフェニコール膜蒸発器、アナイクシン反応器、ミトゥールフィルター、ジメチル硫酸冷却器、薬液フィルターなどはすべてチタン材料の選定に先例があり、生産される薬液の量と品質は常に改善されており、品質は中国薬局方の規定に完全に準拠しています。
医療機器へのチタンの応用
チタンおよびチタン合金は優れた耐食性を有し、チタンは非毒性、非磁性であり、医療機器材料として良い選択です。 外科用器具の歴史において、第一世代の外科用器具は主に炭素鋼で作られていましたが、電気めっき後の性能が臨床使用の要件を満たすことができなかったため、廃止されました。 第 2 世代のオーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系ステンレス鋼の手術器具ですが、ステンレス鋼の成分であるクロムは有毒で、クロム層の損失が人体に一定の影響を与えるため、第 3 世代のチタン製手術器具です。 チタンは軽量であるため、特に顕微手術に適しています。 チタンは耐食性があり、弾力性があり、変形がなく、繰り返しの洗浄に耐性があり、消毒の表面品質には影響しません。 非磁性であるため、小型で敏感な埋め込み型電子機器への損傷の脅威を排除できるため、チタン製の外科用機器はますます広く使用されています。 現在では、手術用の刃物、止血鉗子、ハサミ、電動骨ドリル、ピンセットなどに使用されています。 医療機器では、チタン血管縫合針、胸骨縫合線、酸素フィルターのチタンフィルター、心臓手術器具の一つ、チタン電極を備えた心電図検査装置、チタンを培養器として使用した体外培養装置。 医療用超音波シュレッダーのプローブ、血液輸送ボックスの自動コントローラー、眼科手術用のチタン器具はすべて良好な状態です。
チタンおよびチタン合金の歯科用途
チタンは耐食性や人体との親和性に優れ、金属アレルギーや比強度を考慮すると歯科分野での使用に適しています。 歯科手術で使用される金属は、1920 年代のアマルガムと金属クラウンに始まり、1960 年代には主に金、銀、パラジウム合金が使用され、1970 年代以降はステンレス鋼が永久的および取り外し可能な歯科矯正器具に最も一般的に使用される素材になり、チタン鋳造が行われました。このテクノロジーは 1990 年代に普及しました。 チタン鋳造機による歯科鋳造は、寸法精度が高く、気泡や引け穴が無いのが特徴です。 人間の硬組織の修復に使用される金属材料の中で、チタンの弾性率は人間の組織の弾性率に最も近いため、金属インプラントと骨組織の間の機械的不適応性を軽減できます。 チタンは歯科修復に使用される金属材料の中で最も熱伝導率が低い素材です。 熱伝導率が低いため、クラウンのある歯髄への熱刺激を軽減できます。これは歯の修復にとって非常に重要です。 チタンインレーとクラウンは歯髄を保護し、熱や寒さの刺激を避ける機能があります。 歯科用チタンは材質的には、本来は純チタンですが、強度が不足し、研磨が難しく、耐摩耗性が悪く、鋳造欠陥が生じやすく、品質が不安定です。 チタン合金は強度が高く、最もよく使われるのはTi-6Al-4V合金ですが、金属Vは人体に有害であるため、Vの代わりにNbを使用し、Ti-6の開発に成功しました。 }Al-7Nb合金は、耐食性に優れ、基本的に人体に無害ですが、強い可塑性、優れた研磨性などの利点もあり、ASTM規格によって承認されています。 現在、超弾性Ti-Ni合金は歯列矯正に広く使用されています。 1980年代以来、先進国は歯科修復におけるチタンの応用を研究し始め、最初は歯科インプラントに使用され、後に義歯ブラケット、クラウンブリッジ、歯科矯正ワイヤーに使用されました。 現在、チタンは歯冠、クラウンネイル、固定ブリッジ、磁器ブリッジ、ボンディングブリッジ、義歯クランプ、ベース、接続装置、強化装置として使用できます。 義歯のほとんどすべての金属部分はチタンで作ることができます。 チタンおよびチタン合金の研究は、歯科用合金の研究においてホットスポットとなっています。 チタン合金磁器の歯は、歯の形状と機能を非常によく復元でき、高強度、美しい外観、安定した色、滑らかな表面、耐摩耗性、耐食性を備え、一種の永久修復であり、すべての固定歯に適しており、特に生体適合性が良好です。ニッケルイオンに敏感なため、人々により適しており、歯科修復に広く使用されています。
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