Biosobitavad metallid on materjalid, mis võivad bioloogiliste süsteemidega ohutult suhelda, põhjustamata kahjulikke reaktsioone nagu toksilisus, põletik või immuunhülgamine. Neid metalle kasutatakse laialdaselt meditsiinilistes implantaatides, hambaravi taastamisel ja kirurgilistes instrumentides. Allpool on kõige sagedamini kasutatavad biosobivad metallid ja nende rakendused.
1. titaan (Ti) ja selle sulamid
Esmased kasutusalad:
Hambaimplantaadid(kõige sagedamini4. klass CP Tija5. klass ti -6 al -4 v)
Ortopeedilised implantaadid(Puusa/põlve asendamine, luuplaadid, kruvid)
Kardiovaskulaarsed stendid
Peamised omadused:
Suurepärane osseointegratsioon(Luu sidumine)
Kõrge korrosioonikindluspassiivse oksiidikihi (tio₂) tõttu
Madal elastsusmoodul, vähendades luude stressi varjestust
Mittemagnetiline, muutes selle MRI-ga ühilduvaks
Ühised hinded:
Klass 1-4 (kaubanduslikult puhas titaan, CP Ti)- kasutatakse hambaimplantaatides
5. klass (ti -6 al -4 v)-tugevam, kasutatud koormuse kandvates implantaatides
Klass 23 (ti -6 al -4 v Eli)-eriti madala interstitsiaalne, parem meditsiiniseadmete jaoks
2. roostevaba teras (meditsiinilised hinded)
Esmased kasutusalad:
Luukruvid, taldrikud ja luumurdude fikseerimisseadmed
Ajutised hambaimplantaadid ja ortodontilised juhtmed
Kirurgilised instrumendid
Peamised omadused:
Kõrge tugevus ja vastupidavus
Kulutõhusvõrreldes titaaniga
Aja jooksul kalduvus korrosioonile, mis viib metalliioonide vabanemiseni (Ni, CR)
Ühised hinded:
316L (madala süsinikusisaldusega austeniitseteras)- kõige tavalisem meditsiinilistes implantaatides
304- kasutatakse kirurgilistes tööriistades
Märkus:Mõnel patsiendil võib ollanikli allergia, Roostevabast terase kasutamise piiramine pikaajalistes implantaatides.
3. Cobalt-Chromium (Co-CR) sulamid
Esmased kasutusalad:
Hambakroonid, sillad ja osalised proteesid
Puusa- ja põlveliigesed
Südame stendid
Peamised omadused:
Äärmiselt kulumiskindlane, Ideaalne liigese asendamiseks
Kõrge tugevus ja väsimuskindlus
Vähem biosoblik kui titaan, kuid siiski laialdaselt kasutatud
Levinud sulamid:
Kaas-cr-mo (ASTM F75, F799)- levinud ortopeedilistes implantaatides
Kaas-cr-w-ni (ASTM F90)- kasutatud hambaproteesides
4. tantaal (TA)
Esmased kasutusalad:
Luusiirikud ja poorsed implantaadid
Neurokirurgilised ja kardiovaskulaarsed rakendused
Peamised omadused:
Väga korrosioonikindel
Reklaamib luude sissetungipoorse struktuuri tõttu
Kallis, piirates laialt levinud kasutamist
5. tsirkoonium (ZR) ja selle sulamid
Esmased kasutusalad:
Hambaimplantaadid (Zro₂, tsirkoonia)
Ortopeedilised rakendused
Peamised omadused:
Keraamiline biosobivus(Zirconia on oksiidi vorm)
Kõrge luumurdude sitkus
Hambavärviline, muutes selle populaarseks hambaravi esteetilisteks taastamiseks
6. kuld (Au) ja plaatina (PT) rühmametallid
Esmased kasutusalad:
Hambakroonid, sisestused ja sillad
Südamestimulaatori elektroodid ja stendid
Peamised omadused:
Väga inertne ja korrosioonikindel
Kallis, enamasti kasutatud nišide rakendustes
7. Magneesium (MG) ja selle sulamid (tekkivad)
Esmased kasutusalad:
Biolagunevad implantaadid (nt kardiovaskulaarsed stendid, luukruvid)
Peamised omadused:
Looduslikult laguneb kehas, kõrvaldades eemaldamise vajaduse
Ikka uurimistöö allpikaajalise stabiilsuse jaoks
Biosobitavate metallide võrdlus
| Metall | Biosobivus | Tugevus | Korrosioonikindlus | Ühised rakendused |
|---|---|---|---|---|
| Titaan (Ti) | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | Hambaravi/ortopeedilised implantaadid |
| Roostevaba teras | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ | Ajutised implantaadid, kirurgilised tööriistad |
| Kaas-crlamid | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | Liigese asendamine, hambaproteesimine |
| Tantaal (ta) | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | Luu siirikud, stendid |
| Tsirkoonium (ZR) | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | Hambaimplantaadid, kroonid |
| Kuld (AU) | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | Hambaravi taastamine, südamestimulaatorid |
| Magneesium (mg) | ⭐⭐⭐ (tekkiv) | ⭐⭐ | ⭐ (laguneb) | Biolagunevad implantaadid |
Järeldus
Kõige rohkembiosobivad metallidMeditsiinilise ja hambaarsti kasutamiseks ontitaan, tsirkoonium ja tantaal, nende tõttuSuurepärane korrosioonikindlus ja kudede ühilduvus. Roostevabast terasest ja kobalt-kroomisulamidon tugevad, kuid võivad mõnel patsiendil põhjustada allergilisi reaktsioone.Kuld ja plaatinaon väga inertsed, kuid kallid.Magneesiumisulamidon paljulubavad biolagunevate implantaatide jaoks, kuid vajavad täiendavaid uuringuid.
Metalli valik sõltubrakendus, mehaanilised nõuded ja patsiendipõhised tegurid(nt allergia, MRI ühilduvus).
