Titanium in orthopedie - Recente ontwikkelingen
Titanium begon ongeveer 70 jaar geleden te worden gebruikt in orthopedische implantaten. Naarmate de technologie verbeterde en titanium gebruikelijker werd, werd het metaal gebruikt om schouder- en heupkassen te ontwikkelen. Zelfs tandheelkundige implantaten en hoortoestellen zijn gemaakt van titanium voor een langere levensduur (in vergelijking met andere materialen).
Titanium, een veel voorkomende keuze voor orthopedische implantaten
Fabrikanten begonnen titanium te gebruiken voor orthopedische implantaten omdat ze de natuurlijke eigenschappen herkenden die het metaal te bieden had. Het heeft een ongelooflijke sterkte-gewichtsverhouding, uitstekende corrosiebestendigheid en het belangrijkste is dat het 100% biocompatibel is.
Al snel werd ontdekt dat titanium zelfs het proces van osseo-integratie vergemakkelijkte en een fysieke binding met het bot vormde (zonder de noodzaak van extra lijm). Daarnaast is vastgesteld dat titanium implantaten bestand zijn tegen hoge energie (zonder breuk). Ze reageren niet op de omgeving waarin ze worden geplaatst en gaan lang mee (in sommige gevallen hoeven ze niet te worden vervangen).
Tegenwoordig wordt titanium niet alleen gebruikt voor interne fixatie, maar ook voor prothesen, medische apparaten en interne apparaten. Sommige legeringen hebben de voorkeur voor medische en tandheelkundige implantaten, zoals Ti-6Al-4V en Ti-6Al-4V ELI. Dit zijn alfa-bètalegeringen, meestal gelegeerd met aluminium en vanadium. Ze bieden een hoge mate van breukweerstand, om nog maar te zwijgen van het feit dat ze osseointegratie (sneller herstel) bevorderen.
Titanium staat bekend als een inert metaal dankzij een beschermende oxidefilm die ontstaat bij blootstelling aan zuurstof (die van nature voorkomt). Dit metaal is bestand tegen schade veroorzaakt door lichaamsvloeistoffen en weefsels, wat betekent dat het niet wordt afgewezen door ons lichaam.
Om deze reden zul je zien dat titanium wordt gebruikt om schedelplaten, elleboog- en kniegewrichten en zelfs ribben te maken. Botschroeven, nietjes en kabels kunnen van titanium worden gemaakt. Alle orthopedische implantaten van titanium bieden uitstekende ondersteuning voor fracturen, waardoor het fixatieproces wordt vergemakkelijkt.
Nieuwe titaniumlegering ontwikkeld voor orthopedische implantaten
Beta titanium legeringen zijn al lang de focus van orthopedische implantaten vanwege hun goede vervormbaarheid en uitstekende mechanische eigenschappen. Ze hebben een verbazingwekkende corrosiebestendigheid, evenals hoge niveaus van mechanische en vermoeidheidsbestendigheid.
Een van de belangrijkste redenen voor het gebruik van bèta-titaniumlegeringen voor orthopedische implantaten is hun lage elastische modulus. Onlangs is een nieuwe bètalegering, Ti-35Nb-7Zr-5Ta, ontwikkeld voor dergelijke toepassingen. Geproduceerd door poedermetallurgie, heeft deze legering een poreuze structuur en is een geschikte keuze voor succesvolle osseointegratie.
Titanium elastisch nagelsysteem voor pediatrische lange botbreuken
Het Titanium Elastic Nail System (TEN) is ontworpen om diafysaire fracturen van lange botten te repareren. Dergelijke botten hebben smalle medullaire kanalen, dus het is belangrijk om flexibele implantaten te kunnen gebruiken. Tien heeft de voorkeur omdat het het risico op complicaties vermindert.
Een groot voordeel van het gebruik van een titanium elastisch nagelsysteem is onmiddellijke postoperatieve stabilisatie. Dit zorgt voor vroege mobilisatie van het relevante deel, waardoor de patiënt in minder tijd kan terugkeren naar normale activiteiten. Bovendien heeft dit orthopedisch implantaat een laag complicatiepercentage en is het een minimaal invasieve procedure.
Het kan worden gebruikt voor pediatrische fracturen bij kinderen van 5 tot 14 jaar oud. Dit systeem is veilig en betrouwbaar en wordt aanbevolen voor lange botten. De interventietijd is kort, het herstel is snel en het functionele effect is goed.
Dankzij TEN kunnen patiënten vroeg gewicht dragen en snel genezen met minimale verstoring van de botgroei. Het is ook vermeldenswaard dat het titanium elastische nagelsysteem kan worden gebruikt voor dergelijke breuken, ongeacht hun locatie of patroon.
Verticaal uitbreidbare prothese titanium rib
De prothetische titanium rib is een innovatief apparaat dat is ontworpen om de wervelkolom en ribben te stabiliseren met twee pediatrische borstwandmisvormingen. De gebogen metalen staaf is ontworpen om de ademhaling te verbeteren en wordt ook aanbevolen voor ernstige scoliose. Medische experts hebben ook titanium ribben gebruikt bij kinderen die een borstreconstructie nodig hebben na een kankeroperatie, inclusief het verwijderen van verschillende ribben.
Kinderen met de diagnose thoracale insufficiëntiesyndroom kunnen ook baat hebben bij prothetische titanium ribben. Het apparaat rechttrekt de wervelkolom en scheidt de ribben, waardoor de longen efficiënter kunnen uitzetten in de nieuw gecreëerde ruimte. Bovendien stabiliseert het het middenrif, de spier die wordt gebruikt voor de ademhaling.
De prothetische titanium rib is aangepast aan elk kind en zijn / haar behoeften. Het is belangrijk om te begrijpen dat het apparaat uitbreidbaar is; naarmate het kind groeit, zullen nieuwe ingrepen worden gedaan om de lengte te vergroten.
Titanium nanobuisjes maken efficiëntere osseo-integratie mogelijk
Titanium nanobuisjes kunnen de osseo-integratie van orthopedische implantaten verbeteren en tegelijkertijd het risico op bacteriële kolonisatie verminderen. In het licht van deze bevinding verbeterden de onderzoekers het oppervlak van titaniumimplantaten met titanium nanobuisjes.
Orthopedische implantaten behandeld met titaniumdioxide nanobuisjes zorgen voor een efficiëntere osseointegratie. Zo wordt de binding tussen het implantaat en het bot versterkt. Bij patiënten die dit implantaat kregen, was het vroege gewichtsdragen uitstekend.
Met grafeen gecoate titaniumlegeringen - efficiëntere osteogenese en osseointegratie
Het coaten van titaniumlegeringen met grafeen zou hun oppervlaktebioactiviteit zelfs kunnen verbeteren, wat efficiënte osteogenese en osseo-integratieprocessen verder zou ondersteunen. De grafeencoating verbetert de biocompatibiliteit van titaniumlegeringen, bevordert de regeneratie van botweefsel en verbetert de integratie van botimplantaten.
Grafeen is een innovatief nanocoatingmateriaal dat de bioactiviteit van titaniumlegeringen kan bevorderen en de bovengenoemde processen kan vergemakkelijken. Deze orthopedische implantaten hebben een hoge mechanische sterkte en breukhardheid, corrosiebestendigheid en 100% biocompatibiliteit.
De laatste zin
Kortom, titanium is een uitstekende keuze voor orthopedische implantaten omdat het sterk, corrosiebestendig en biocompatibel is. Onderzoekers werken voortdurend aan de ontwikkeling van innovatieve apparaten, elk afgestemd op latere behoeften. In de toekomst zal titanium vaker worden gebruikt, omdat artsen geïnteresseerd zijn in orthopedische implantaten die langere tijd bestand zijn tegen afwezigheid zonder door het lichaam te worden afgewezen.
