மனித எலும்பு உள்வைப்புகளில் ASTM F136 டைட்டானியம் கம்பிகள் GR5 (Ti-6Al-4V ELI) பயன்படுத்துவதற்கான காரணங்கள்

மனித எலும்பு உள்வைப்புகளில் ASTM F136 டைட்டானியம் கம்பிகள் GR5 (Ti-6Al-4V ELI) பயன்படுத்துவதற்கான காரணங்கள்

பாவ்ஜி டோங்கிண்ட் மெட்டல் மெட்டீரியல்ஸ் கோ., லிமிடெட், "சீனா டைட்டானியம் பள்ளத்தாக்கு" என்று அழைக்கப்படும் ஷாங்சி மாகாணத்தின் பாவ்ஜியில் ஆழமாக வேரூன்றியுள்ளது. உள்ளூர் முழுமையான டைட்டானியம் தொழில்துறை சங்கிலி நன்மைகளைப் பயன்படுத்தி, நிறுவனம் உயர்நிலை டைட்டானியம் மற்றும் டைட்டானியம் கலப்பு பொருட்களின் ஆராய்ச்சி, உற்பத்தி மற்றும் விநியோகத்தில் கவனம் செலுத்துகிறது. அதன் முக்கிய தயாரிப்பு ASTM F136 Gr5 (Ti-6Al-4V ELI) மருத்துவ டைட்டானியம் கம்பிகள் ஆகும், இது உள்நாட்டு மற்றும் வெளிநாட்டு மருத்துவ சாதன உற்பத்தியாளர்களுக்கு நிலையான மற்றும் இணக்கமான மருத்துவ டைட்டானியம் மூலப்பொருள் தீர்வுகளை வழங்குகிறது.

ASTM F136 GR5 டைட்டானியம் கம்பிகள் Ti-6Al-4V ELI டைட்டானியம் உலோகக்கலவையால் செய்யப்பட்ட அறுவை சிகிச்சை உள்வைப்புகளுக்கான குறிப்பிட்ட தரநிலையாகும், இது சீனாவின் TC4-ELI உடன் ஒத்துள்ளது. இவை மிகக் குறைந்த இடைச்செருகல் தனிமங்களை (ஆக்ஸிஜன், நைட்ரஜன், கார்பன், இரும்பு) கொண்டுள்ளன, மேலும் எலும்பு பொருத்துத் தகடுகள், திருகுகள், எலும்புக்குள் ஆணிகள், செயற்கை மூட்டுகள் மற்றும் எலும்பு சாரக்கட்டுகளுக்கான மிகவும் பிரபலமான உலோக உள்வைப்பு பொருட்களாகும். சாதாரண GR5, தூய டைட்டானியம், கோபால்ட்-குரோமியம் உலோகக்கலவைகள் மற்றும் துருப்பிடிக்காத எஃகு ஆகியவற்றுடன் ஒப்பிடும்போது, இவை விரிவான நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன.

வேறுபாடுகள்: சாதாரண GR5 டைட்டானியம் கம்பிகள் ASTM B348 தரநிலையைப் பின்பற்றுகின்றன; மருத்துவ டைட்டானியம் கம்பிகள் ASTM F136 GR5 ஆக இருக்க வேண்டும், இடைச்செருகல் அசுத்தங்களை கண்டிப்பாகக் குறைத்து, மனித உடலுக்கு ஏற்றதாக இருக்க வேண்டும்.

மீள் குணகம் துருப்பிடிக்காத எஃகு மற்றும் கோபால்ட்-குரோமியம் உலோகக்கலவைகளை விட மிகக் குறைவு

TC4-ELI இன் மீள் குணகம் தோராயமாக 110 GPa; மனித மண்டை ஓட்டு எலும்பு தோராயமாக 10-30 GPa; 316L துருப்பிடிக்காத எஃகு ≈ 200 GPa, கோபால்ட்-குரோமியம் ≈ 230 GPa.

மீள் குணகம் குறைவாக இருந்தால், அழுத்தக் கவச விளைவு சிறியதாக இருக்கும்:

அதிக கடினத்தன்மை கொண்ட உள்வைப்புகள் பெரும்பாலான சுமைகளைச் சுமக்கும், மேலும் எலும்பு விசையின் தூண்டுதலைப் பெறாது, இதன் விளைவாக எலும்பு மறுஉருவாக்கம், எலும்பு சிதைவு மற்றும் உள்வைப்பு தளர்வு ஏற்படுகிறது. ASTM F136 GR5 டைட்டானியம் கம்பிகள் எலும்புக்கு நெருக்கமான மீள் குணகத்தைக் கொண்டுள்ளன, இது அழுத்தக் கவச விளைவை கணிசமாகக் குறைக்கிறது.

போதுமான வலிமை, கடினத்தன்மை மற்றும் சோர்வு எதிர்ப்பு

எலும்பு உள்வைப்புகள் மீண்டும் மீண்டும் மனித செயல்பாட்டு சுழற்சி சுமைகளை (நடைபயிற்சி, இயக்கம்) தாங்க வேண்டும், அதிக இழுவிசை மற்றும் மகசூல் வலிமை, நல்ல எலும்பு முறிவு கடினத்தன்மை, சிறந்த சோர்வு எதிர்ப்பு ஆகியவற்றைக் கொண்டிருக்க வேண்டும், மேலும் நீண்ட கால சுமை தாங்கும் திருகுகள் மற்றும் நிலைப்படுத்தும் தகடுகள் உடைவதற்கான வாய்ப்பு குறைவு.

ASTM F136 GR5 டைட்டானியம் கம்பிகள் மேலும் மேம்பட்ட கடினத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் உடையக்கூடிய எலும்பு முறிவு அபாயங்களைக் குறைத்துள்ளன, குறிப்பாக அதிர்ச்சி எலும்பியல் சிகிச்சைக்கு ஏற்றவை.

2. சிறந்த உயிர் இணக்கத்தன்மை

டைட்டானியம் மேற்பரப்பு தானாகவே அடர்த்தியான செயலற்ற TiO₂ ஆக்சைடு படலத்தை உருவாக்குகிறது: அரிப்பை எதிர்க்கும், மனித உடல் திரவங்கள் (குளோரைடு அயனிகள், புரதங்கள்) அரிதாகவே அரிக்கும் அல்லது கரைக்கும், மிகக் குறைந்த உலோக அயனிகள் வெளியிடப்படுகின்றன, மேலும் அரிதாகவே வீக்கம், நிராகரிப்பு அல்லது ஒவ்வாமையை ஏற்படுத்துகின்றன.

இது எலும்பு ஒருங்கிணைப்பை அடைய முடியும்: எலும்புகள் நேரடியாக டைட்டானியம் கலவை மேற்பரப்பில் வளர முடியும், இது எலும்புக்கும் உள்வைப்புக்கும் இடையே உறுதியான இணைப்பை அடைகிறது, இது துருப்பிடிக்காத எஃகினால் அடைய முடியாதது.

குறிப்பு: கலவையில் அலுமினியம் மற்றும் வெனடியம் இருந்தாலும், அடர்த்தியான ஆக்சைடு படலம் அவற்றைத் தடுக்கிறது, மேலும் சாதாரண உள்வைப்பின் கீழ் வெளியீட்டு அளவு மிகக் குறைவு; ELI அசுத்தங்களைக் கட்டுப்படுத்தி அபாயங்களை மேலும் குறைக்கிறது.

3. ASTM F136 GR5 டைட்டானியம் கம்பி தரநிலையின் முக்கியத்துவம், ஏன் சாதாரண GR5 ஐப் பயன்படுத்தக்கூடாது

சாதாரண GR5 டைட்டானியம் கம்பிகளில் (ASTM B348) ஆக்ஸிஜன் உள்ளடக்கத்திற்கு மேல் வரம்பு உள்ளது;

ASTM F136 GR5 டைட்டானியம் கம்பிகள் O, N, C, Fe இடைநிலைத் தனிமங்களைக் குறைக்க கட்டாயப்படுத்துகின்றன:

அதிகப்படியான ஆக்ஸிஜன் உலோகக்கலவையை உடையக்கூடியதாக்கி, கடினத்தன்மையைக் குறைக்கும், மேலும் விசையின் கீழ் பொருத்தப்பட்ட பிறகு, நுண் விரிசல்கள் மற்றும் முறிவுகள் ஏற்பட வாய்ப்புள்ளது;

கடுமையான கலவை, அசுத்தம் மற்றும் குறைபாடு கண்டறிதல் தேவைகள், உள் துளைகள் மற்றும் சேர்ப்புகளை நீக்கி, உள்வைப்பின் பாதுகாப்பை உறுதி செய்கிறது.

மருத்துவ உள்வைப்பின் சட்ட மற்றும் மருத்துவ தேவைகள் ASTM F136-க்கு இணங்க வேண்டும், மேலும் தொழில்துறை TC4 கம்பி பொருட்களை நேரடியாக உள்வைப்புகளை செயலாக்க பயன்படுத்த முடியாது.

4. செயலாக்கம் மற்றும் மருத்துவ இணக்கத்தன்மை

இதை வடிக்கலாம், உருட்டலாம், எளிதாக கம்பிகள், தகடுகள், திருகுகள் மற்றும் நிலைப்படுத்தும் தகடுகளாக உருவாக்கலாம்; எலும்பு பல்துளை செயற்கை உறுப்புகளுக்கு 3D அச்சிடவும் முடியும்.

இது அனோடிக் ஆக்சிஜனேற்றம், மேற்பரப்பு மாற்றம் செய்யப்படலாம், இது எலும்பு உள்வளர்ச்சியை மேலும் ஊக்குவிக்கிறது;

இது காந்தம் அல்லாதது, MRI பரிசோதனையின் போது வெப்பமடையாது, நகராது, மற்றும் அறுவை சிகிச்சைக்குப் பிந்தைய மறுபரிசோதனைக்கு எந்த கட்டுப்பாடும் இல்லை; துருப்பிடிக்காத எஃகு உள்வைப்புகள் MRI உடன் குறுக்கிடும்.

5. மற்ற உள்வைப்பு பொருட்களின் குறைபாடுகளின் ஒப்பீடு (அது ஏன் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது என்பதைப் புரிந்துகொள்வது)

316L துருப்பிடிக்காத எஃகு: மலிவானது, ஆனால் மிக அதிக மாடுலஸ் உள்ளது, கடுமையான அழுத்த கவசம், உலோக அயனிகளை வெளியிடும், MRI உடன் குறுக்கிடும், மேலும் இப்போது படிப்படியாக டைட்டானியத்தால் மாற்றப்படுகிறது;

கோபால்ட்-குரோமியம் கலவை: மிக உயர்ந்த வலிமை, ஆனால் அதிக மாடுலஸ் மற்றும் அதிக எடை கொண்டது. இது பெரும்பாலும் மூட்டு பந்து தலைகளுக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் அதிர்ச்சி எலும்பு தகடு திருகுகளுக்கு ஏற்றது அல்ல;

தூய டைட்டானியம் (Gr2 ASTM F67 டைட்டானியம் கம்பி): சிறந்த உயிர் இணக்கத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் வலிமை ஒப்பீட்டளவில் குறைவு. இது சிறிய உள்வைப்புகளுக்கு மட்டுமே பயன்படுத்தப்பட முடியும், மேலும் அதிக எலும்பு சுமைகளைத் தாங்க முடியாது;

ASTM F136 GR5 டைட்டானியம் கம்பி: வலிமை, கடினத்தன்மை, குறைந்த மாடுலஸ், எலும்பு ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பு ஆகியவற்றை சமநிலைப்படுத்துகிறது. இது சிறந்த ஒட்டுமொத்த சமநிலையைக் கொண்டுள்ளது, எனவே எடை தாங்கும் எலும்பியல் பயன்பாடுகளுக்கு விருப்பமான டைட்டானியம் கலவையாக மாறுகிறது.

ASTM F136 GR5 டைட்டானியம் கம்பியின் வரம்புகள் (புறநிலை துணைத் தகவல்)

மாடுலஸ் இன்னும் மனித எலும்பை விட அதிகமாக உள்ளது, மேலும் இது மன அழுத்தத்தை குறைக்க மட்டுமே முடியும், ஆனால் மன அழுத்த கவசத்தை முழுமையாக நீக்க முடியாது; 3D அச்சிடப்பட்ட நுண்துளை அமைப்பு சமமான மாடுலஸை மேலும் குறைக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது;

இந்த உலோகக்கலவை அலுமினியம் மற்றும் வெனடியம் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் இது தீவிர உராய்வின் கீழ் மிகக் குறைந்த அளவுகளில் வெளியிடப்படும், மேலும் உடலில் நீண்டகால பாதுகாப்பு பல தசாப்தங்களாக மருத்துவ ரீதியாக நம்பகமானதாக சரிபார்க்கப்பட்டுள்ளது;

கடினத்தன்மை மிக அதிகமாக இல்லை, மேலும் உராய்வு மற்றும் தேய்மான செயல்திறன் மோசமாக உள்ளது, இது மூட்டு உராய்வு மேற்பரப்புகளுக்கு பொருந்தாது. மூட்டு உராய்வு மேற்பரப்புகள் பெரும்பாலும் கோபால்ட்-குரோமியம் அல்லது மட்பாண்டங்களால் செய்யப்படுகின்றன.

ஒரு வாக்கியத்தில் சுருக்கம்

ASTM F136 GR5 டைட்டானியம் கம்பியானது, மிகக் குறைந்த இடைவெளியின் மூலம் அதிக கடினத்தன்மையை வழங்குகிறது, மிதமான நெகிழ்ச்சித்தன்மை மன அழுத்தக் குறைப்பைக் குறைக்கிறது, சிறந்த அரிப்பு எதிர்ப்பு மற்றும் எலும்பு ஒருங்கிணைப்புத் திறன், MRI பொருந்தக்கூடிய தன்மை, மற்றும் இயந்திர மற்றும் உயிரியல் பண்புகளின் சீரான கலவையை வழங்குகிறது. மனித உடலின் எடை தாங்கும் எலும்புகளை சரிசெய்வதற்கான விருப்பமான டைட்டானியம் கலவையாகும். தொழில்துறை GR5 டைட்டானியம் கம்பிகளில் ASTM F136 GR5 டைட்டானியம் கம்பிகளைப் போன்ற அசுத்தங்களின் கட்டுப்பாடு இல்லை, மேலும் அவை நேரடியாக உள்வைப்புக்கு பயன்படுத்தப்படுவது கண்டிப்பாக தடைசெய்யப்பட்டுள்ளது.