Penerapan dan inovasi paduan titanium dalam ortopedi

Paduan titanium, karena sifat fisik dan kimianya yang unik, memainkan peran yang semakin penting dalam bidang medis, khususnya dalam bedah ortopedi. Modulus elastisitas titanium murni mendekati tulang alami tubuh manusia, sehingga bermanfaat untuk mengurangi efek pelindung stres dan mempercepat penyembuhan tulang. Oleh karena itu, banyak digunakan dalam operasi ortopedi manusia seperti sendi siku dan sendi pergelangan kaki.

1. Sejarah dan situasi terkini penerapan titanium dalam ortopedi. Sejak tahun 1972, negara saya telah mulai menggunakan tulang dan sambungan buatan titanium dan paduan titanium dalam negeri untuk perawatan klinis. Institut Penelitian Logam Nonferrous Beijing adalah salah satu unit paling awal di Tiongkok yang meneliti sambungan buatan titanium. Pada tahun 1973, ia memproduksi sendi femur dan pinggul buatan titanium murni industri untuk penggunaan klinis. Hingga saat ini, meskipun jumlah titanium yang digunakan dalam industri farmasi di negara saya relatif rendah, namun telah berkembang pesat, melebihi 30%, menunjukkan potensi pasar yang sangat besar.

Logam titanium sangat baik dalam membantu pengobatan penyakit ortopedi. Misalnya, dalam pengobatan patah tulang patela, konsentrator patela yang terbuat dari pelat paduan titanium-nikel mudah dioperasikan, menghemat waktu dan tenaga, serta mudah dipromosikan dan diterapkan. Selain itu, produk titanium seperti paku jahitan berkerut bergelombang dan pelat tulang kompresi juga banyak digunakan dalam pengobatan patah tulang dan telah mencapai efek terapeutik yang baik.

2. Nilai dan aplikasi paduan titanium Paduan Ti-6Al-4V dan Ti-6Al-4VELI merupakan paduan titanium yang relatif matang dan telah banyak digunakan sebagai bahan implan. Namun, karena mengandung unsur beracun vanadium, yang mungkin berpotensi membahayakan tubuh manusia dalam jangka panjang, penerapannya secara bertahap menurun. Untuk mengatasi masalah ini, beberapa paduan titanium medis bebas vanadium telah dikembangkan secara internasional, seperti paduan Ti-6Al-7Nb di Swiss, paduan titanium medis bebas vanadium di negara saya, Ti{ {9}}Paduan Al-2.5Fe, paduan Ti-5Al-1.5B India dan Paduan Ti-15Mo-5Zr-3Al, dll. Paduan baru ini tidak hanya menjamin keamanan biologis, namun juga meningkatkan sifat mekanik untuk memenuhi kebutuhan bedah ortopedi.

3. Aplikasi inovatif pencetakan 3D dan logam titanium Dengan pesatnya perkembangan teknologi pencetakan 3D, pembuatan aditif medis dari titanium murni telah menunjukkan potensi besar dalam mengatasi cacat tengkorak, cacat gigi, dan penggantian pinggul. Penelitian telah menemukan bahwa kekakuan jaring titanium murni cetakan 3D lebih baik dibandingkan diafragma lainnya, sehingga bermanfaat untuk pembentukan bahan pencangkokan tulang. Selain itu, dibandingkan dengan jaring titanium komersial, jaring titanium yang disesuaikan memiliki keunggulan yaitu waktu pengoperasian yang lebih singkat dan risiko infeksi pasca operasi yang lebih rendah. Meskipun logam titanium atau paduan titanium masih memiliki keterbatasan kinerja mekanis dan biologis tertentu sebagai bahan pengganti tulang dalam aplikasi klinis, permasalahan ini diharapkan dapat diatasi dengan pengembangan teknologi material baru seperti nanoteknologi. Misalnya, biokompatibilitas dan sifat mekanik paduan titanium dapat ditingkatkan melalui pelapisan material nano.

Singkatnya, paduan titanium memiliki prospek penerapan yang luas dalam pengobatan ortopedi. Dengan kemajuan dan inovasi ilmu pengetahuan dan teknologi yang berkelanjutan, paduan titanium akan memainkan peran yang lebih penting dalam bedah ortopedi, memberikan efek pengobatan dan kualitas hidup yang lebih baik bagi pasien. Pada saat yang sama, industri titanium juga harus memanfaatkan kesempatan ini untuk mendorong perkembangannya sendiri dan memberikan kontribusi yang lebih besar kepada masyarakat.