Titaani ortopediassa – viimeaikaiset edistysaskeleet
Titaania alettiin käyttää ortopedisissa implanteissa noin 70 vuotta sitten. Kun tekniikka kehittyi ja titaani yleistyi, metallia käytettiin olka- ja lantiopohjan kehittämiseen. Jopa hammasimplantit ja kuulolaitteet on valmistettu titaanista pidempään käyttöikään (muihin materiaaleihin verrattuna).
Titaani, yleinen valinta ortopedisiin implantteihin
Valmistajat alkoivat käyttää titaania ortopedisissa implanteissa, koska he tunnistivat metallin luonnolliset ominaisuudet. Siinä on uskomaton lujuus-painosuhde, erinomainen korroosionkestävyys ja mikä tärkeintä, se on 100 % bioyhteensopiva.
Pian havaittiin, että titaani jopa helpotti osseointegraatioprosessia muodostaen fyysisen sidoksen luun kanssa (ilman ylimääräistä liimaa). Lisäksi on todettu, että titaani-implantit kestävät suurta energiaa (murtumatta). Ne eivät reagoi ympäristöön, johon ne asetetaan, ja kestävät pitkään (joissakin tapauksissa niitä ei tarvitse vaihtaa).
Nykyään titaania ei käytetä vain sisäiseen kiinnitykseen, vaan myös proteeseihin, lääketieteellisiin laitteisiin ja sisäisiin laitteisiin. Jotkut seokset ovat suositeltavia lääketieteellisissä ja hammaslääketieteellisissä implanteissa, kuten Ti-6Al-4V ja Ti-6Al-4V ELI. Nämä ovat alfa-beta-seoksia, jotka on yleensä seostettu alumiinilla ja vanadiinilla. Ne tarjoavat korkean murtumakestävyyden, puhumattakaan siitä, että ne edistävät osseointegraatiota (nopeampaa palautumista).
Titaanin tiedetään olevan inertti metalli suojaavan oksidikalvon ansiosta, joka muodostuu altistuessaan hapelle (jota esiintyy luonnossa). Tämä metalli vastustaa kehon nesteiden ja kudosten aiheuttamia vaurioita, mikä tarkoittaa, että kehomme ei hylkää sitä.
Tästä syystä titaania käytetään kallolevyjen, kyynär- ja polvinivelten ja jopa kylkiluiden valmistukseen. Luuruuvit, niitit ja kaapelit voidaan valmistaa titaanista. Kaikki titaanista valmistetut ortopediset implantit tukevat erinomaisesti murtumia, mikä helpottaa kiinnitysprosessia.
Uusi titaaniseos kehitetty ortopedisiin implantteihin
Beta-titaaniseokset ovat pitkään olleet ortopedisten implanttien painopisteenä niiden hyvän muovattavuuden ja erinomaisten mekaanisten ominaisuuksien vuoksi. Niillä on hämmästyttävä korroosionkestävyys sekä korkea mekaaninen ja väsymiskestävyys.
Yksi tärkeimmistä syistä beeta-titaaniseosten käyttöön ortopedisissa implanteissa on niiden alhainen kimmomoduuli. Äskettäin uusi beetaseos, Ti-35Nb-7Zr-5Ta, kehitettiin tällaisia sovelluksia varten. Tällä jauhemetallurgialla valmistetulla seoksella on huokoinen rakenne ja se on sopiva valinta onnistuneeseen osseointegraatioon.
Titaaninen elastinen kynsijärjestelmä lasten pitkien luunmurtumien hoitoon
Titanium Elastic Nail System (TEN) on suunniteltu korjaamaan pitkien luiden diafyysimurtumia. Tällaisissa luissa on kapeat ydinkanavat, joten on tärkeää pystyä käyttämään joustavia implantteja. Kymmenen on suositeltava vaihtoehto, koska se vähentää komplikaatioiden riskiä.
Suuri etu titaanista valmistettujen elastisten kynsien käytössä on välitön leikkauksen jälkeinen stabilointi. Tämä mahdollistaa asiaankuuluvan osan varhaisen mobilisoinnin, jolloin potilas voi palata normaaliin toimintaan lyhyemmässä ajassa. Lisäksi tällä ortopedisella implantilla on alhainen komplikaatioiden määrä ja se on minimaalisesti invasiivinen toimenpide.
Sitä voidaan käyttää lasten murtumien hoitoon 5–14-vuotiailla lapsilla. Tämä järjestelmä on turvallinen ja luotettava ja sitä suositellaan pitkille luille. Interventioaika on lyhyt, toipuminen nopeaa ja toimintakyky hyvä.
TEN:n ansiosta potilaat voivat kantaa painon varhain ja parantua nopeasti ilman, että luuston kasvu häiriintyy. On myös syytä mainita, että titaanista elastista kynsijärjestelmää voidaan käyttää tällaisiin murtumiin niiden sijainnista tai kuviosta riippumatta.
Pystysuuntaisesti laajennettavissa oleva proteesi titaaninen ripa
Proteettinen titaaninen kylkiluu on innovatiivinen laite, joka on suunniteltu vakauttamaan selkärankaa ja kylkiluita kahdella lasten rintakehän epämuodostuksella. Kaareva metallitanko on suunniteltu parantamaan hengitystä ja sitä suositellaan myös vaikean skolioosin hoitoon. Lääketieteen asiantuntijat ovat käyttäneet titaanikylkiluita myös lapsille, jotka tarvitsevat rintakehän rekonstruktiota syöpäleikkauksen jälkeen, mukaan lukien useiden kylkiluiden poistaminen.
Lapset, joilla on diagnosoitu rintakehän vajaatoimintaoireyhtymä, voivat myös hyötyä proteeseista titaanikylkiluista. Laite suoristaa selkärankaa ja erottaa kylkiluut, jolloin keuhkot voivat laajentua tehokkaammin uudessa tilassa. Lisäksi se stabiloi palleaa, hengitykseen käytettävää lihasta.
Proteettinen titaaninen kylkiluora sovitetaan jokaisen lapsen ja hänen tarpeidensa mukaan. On tärkeää ymmärtää, että laite on laajennettavissa; lapsen kasvaessa tehdään uusia toimenpiteitä pituuden lisäämiseksi.
Titaaninanoputket mahdollistavat tehokkaamman osseointegraation
Titaaninanoputket voivat parantaa ortopedisten implanttien osseointegraatiota ja samalla vähentää bakteerien kolonisaation riskiä. Tämän havainnon valossa tutkijat paransivat titaani-implanttien pintaa titaaninanoputkilla.
Titaanidioksidinanoputkilla käsitellyt ortopediset implantit varmistavat tehokkaamman osseointegraation. Siten implantin ja luun välinen side vahvistuu. Tämän implantin saaneilla potilailla varhainen painonsieto oli erinomainen.
Grafeenilla päällystetyt titaaniseokset - tehokkaampi osteogeneesi ja osseointegraatio
Titaaniseosten päällystäminen grafeenilla voisi itse asiassa parantaa niiden pinnan bioaktiivisuutta, mikä tukisi edelleen tehokkaita osteogeneesi- ja osseointegraatioprosesseja. Grafeenipinnoite parantaa titaaniseosten bioyhteensopivuutta, edistää luukudoksen uusiutumista ja parantaa luu-implanttiintegraatiota.
Grafeeni on innovatiivinen nanopinnoitemateriaali, joka voi edistää titaaniseosten bioaktiivisuutta ja helpottaa edellä mainittuja prosesseja. Näillä ortopedisilla implanteilla on korkea mekaaninen lujuus ja murtolujuus, korroosionkestävyys ja 100 % bioyhteensopivuus.
Viimeinen lause
Yhteenvetona voidaan todeta, että titaani on erinomainen valinta ortopedisiin implantteihin, koska se on vahvaa, korroosionkestävää ja bioyhteensopivaa. Tutkijat työskentelevät jatkuvasti kehittääkseen innovatiivisia laitteita, joista jokainen on räätälöity myöhempien tarpeiden mukaan. Tulevaisuudessa titaania käytetään entistä useammin, koska lääkärit ovat kiinnostuneita ortopedisista implanteista, jotka kestävät pidempään ilman, että keho hylkää niitä.
