1. Hvilket titanium er medicinsk kvalitet?
Titanium i medicinsk kvalitet refererer til specifikke titanlegeringer eller rent titanium, der opfylder streng biokompatibilitet, korrosionsbestandighed og mekaniske egenskabsstandarder til brug i medicinsk udstyr og implantater. De mest almindelige titaniummaterialer i medicinsk kvalitet er:
Ren titanium (CP Titanium, grad 1, 2, 3, 4): Kommercielt rene (CP) titaniumkarakterer 1–4 bruges i medicinske applikationer, hvor klasse 2 er den mest vedtagne. De tilbyder fremragende biokompatibilitet, modstand mod kropslige væsker og duktilitet, hvilket gør dem velegnede til ikke-bærende implantater (f.eks. Tandplader, klip) eller komponenter, hvor der er behov for fleksibilitet.
Titaniumlegeringer (Ti-6al-4v Eli): En modificeret version af Ti-6al-4V-legeringen, "Eli" står for "Ekstra lav interstitial." Det har reducerede niveauer af interstitielle elementer (f.eks. Oxygen, kulstof, nitrogen) for at øge sejhed og biokompatibilitet. Denne legering er guldstandarden for bærende implantater (f.eks. Hofte- og knæudskiftninger, spinalhardware) på grund af dets høje styrke-til-vægt-forhold og træthedsmodstand.
Disse materialer er certificeret af regulatoriske organer (f.eks. FDA, ISO) for at sikre, at de ikke reagerer skadeligt med humant væv eller kropsvæsker.
2. Hvilken type titanium bruges til medicinske implantater?
De primære titaniummaterialer, der bruges i medicinske implantater, er:
Ti-6al-4v Eli: Som nævnt er denne legering dominerende for bærende implantater (f.eks. Hofte-stængler, knæproteser, knogleskruer). Dens kombination af høj trækstyrke (~ 860 MPA), træthedsmodstand og biokompatibilitet gør det ideelt til at modstå de mekaniske stress ved den daglige bevægelse.
Kommercielt ren (CP) Titanium (klasse 2 og 4): Grad 2 CP Titanium bruges til ikke-belastningsbærende applikationer som tandimplantater, pacemaker-foringsrør og kirurgiske instrumenter takket være dens duktilitet og korrosionsbestandighed. Grad 4, stærkere end klasse 2, bruges til lidt mere krævende roller, såsom knoglerplader.
Beta titanium legeringer (f.eks. Ti-13nb-13zr, ti-6al-7nb): Disse legeringer giver forbedret biokompatibilitet (reduceret risiko for allergiske reaktioner sammenlignet med vanadiumholdige legeringer som Ti-6al-4V) og anvendes i specialiserede implantater, herunder tand- og ortopædiske enheder, hvor forbedret vævskompatibilitet er kritisk.
3. Hvad er den højeste kvalitet af titanium?
Titaniums "kvalitet" henviser typisk til renhed (for CP -titanium) eller legeringssammensætning, med højere kvaliteter, der ofte indikerer større styrke eller specifikke egenskaber. Der er dog ingen enkelt "højeste klasse", da det afhænger af konteksten:
For kommercielt ren (CP) titanium: Karakterer spænder fra 1 til 4, med højere kvaliteter med højere iltindhold og dermed større styrke. Grad 4 er den stærkeste CP -titanium (trækstyrke ~ 485 MPa), men mindre duktil end lavere kvaliteter.
For titanlegeringer: Styrken varierer efter legering. For eksempel:
Ti-6al-4v (udglødet) har en trækstyrke på ~ 860 MPa.
Ti-10V-2Fe-3al, en højstyrke beta-legering, kan nå trækstyrker på ~ 1.100–1.200 MPa, hvilket gør det til en af de stærkeste titanlegeringer. Det bruges i rumfarts- og højtydende applikationer, hvor der kræves ekstrem styrke.
Således betragtes TI-10V-2FE-3AL og lignende højstyrke-beta-legeringer ofte som den "højeste kvalitet" med hensyn til mekanisk styrke.
4. Kan titaniumrust?
Nej, titanium ruster ikke i traditionel forstand. Rust henviser specifikt til oxidation af jern (danner jernoxid). Dog titaniumgøroxiderer, men denne proces skaber et beskyttende lag, der forhindrer yderligere korrosion:
Når det udsættes for luft eller vand, danner titanium et tyndt, tæt oxidlag (titandioxid, TiO₂) på dens overflade. Dette lag er selvhelende-hvis ridset, det reformerer hurtigt, blokerer ilt og fugt fra at nå det underliggende metal.
Denne passivering gør titanium meget modstandsdygtig over for korrosion i de fleste miljøer, herunder saltvand, syrer og kropsvæsker (en vigtig årsag til dens anvendelse i medicinske implantater og marine anvendelser).
Mens titan ikke ruster, kan det korrodere under ekstreme forhold, såsom i koncentreret, varm hydrochlor eller svovlsyre eller i miljøer med høje niveauer af fluorider (f.eks. Nogle industrielle kemikalier). Disse scenarier er sjældne, og Titaniums korrosionsbestandighed forbliver langt bedre end de fleste metaller, inklusive stål og aluminium.
