Hvorfor brukes titanium i medisinske enheter og implantater?

tannlege oslo

Siden 1950-tallet har titan blitt brukt i ulike medisinske applikasjoner av medisinsk industri. Disse inkluderer tannimplantater, skulderledd, høreapparater og hoftestik. Dette sterke og korrosjonsbestandige elementet har naturlige egenskaper som gjør den pålitelig og fullt biokompatibel.

Hva som er enda mer interessant om titan er at det fremmer osseointegrasjon ved fysisk liming med beinet rundt det det er plassert uten behov for ekstra lim. Titaniumimplantater kan motstå høye energikrefter uten brudd, er inerte for kroppslige miljøer, og varer lenger enn mange andre materialer.

Metaller i ortopediske implantater gjennom tidene
Metalliske materialer har tradisjonelt blitt brukt av mennesker til å erstatte kroppsdeler og å behandle brudd i mer enn et århundre. Tidligere bruksområder med aluminium, bly, gull og sølv har siden blitt forlatt fordi materialene var ekstremt svake for langvarig bruk.

Sink-, kobber-, nikkel-, jern- og stålimplantater brukt mellom 1920 og 1950 resulterte i ugunstige kroppslige reaksjoner. Titan ble først populært i dentalindustrien på 1940-tallet, og fant seg raskt inn i ortopedikken på 1950-tallet. For tiden er titan det mest ettertraktede materialet for indre kroppsinnretninger, indre fiksering, medisinske instrumenter og proteser.

Egenskaper av titan legeringer brukt i medisin
Titan, i ren form, har lav tetthet, høy styrke og høyt korrosjonsmotstand. I tillegg er det også giftfri og ikke-magnetisk – to egenskaper som er spesielt gunstige for bruk i biomedisinske applikasjoner.

Dens elastiske modulus og termisk ekspansjonskoeffisient ligner den av menneskelig bein. Den mest korrosjonsbestandige form for titan på det medisinske markedet er ren titan, som ofte brukes når smidighet og duktilitet er viktig. Legeringer blir brukt når forholdet mellom styrke og vekt er avgjørende for implantatets suksess. Mest interessant, integrerer titan godt til menneskelig bein og vev.

tannlege oslo

Osseointegration: Titan er lim og ikke-ætsende
Når et implantat settes inn i kroppen, blir det behandlet som et overfall, og vævet som omgir det, er også ekstremt følsomt. Videre er titan helt inert fordi det naturlig danner en beskyttende oksydfilm ved eksponering for oksygen. Siden dette metallet er helt motstandsdyktig mot væske og vev korrosjon, vil det ikke bli avvist av kroppen.

På grunn av sin høye dielektriske konstant, titanbindinger godt med menneskelig bein. I motsetning til andre typer biomaterialer, krever titan ikke lim for å koble til vev og bein og letter denne prosessen naturlig – en fordel som ikke finnes i noe annet metall. Så snart bindingen er dannet, er det nødvendig med en meget sterk kraft for å bryte den.

Hoder og skuldre, knær og tenner
Kirurgiske instrumenter som laserelektroder, tannbørster og tanger inneholder vanligvis titan fordi det er kompatibelt med stråling, resistent mot bakterier, slitesterk, men ikke-korrosiv og lett. Neurokirurgiske anvendelser inkluderer akryl-, mesh- og kranialplater. Barnas titanribbeholdere muliggjør utvidelse ettersom kroppen vokser.

Til slutt er titan det foretrukne biomaterialet rundt om i verden for albue- og skulderleddsutskiftninger samt hofte- og kneutskiftninger. Benskruer, stifter, plater, stifter, kabler og masker laget av titan støtter ikke bare brutte bein, men også hjelpefiksering.