耐久性,軽量性などの特性のユニークな組み合わせにより,医療インプラントと義肢のための最も有望な材料の一つとして長い間考えられてきました,しかし,医療用用途に適性を決定する最も重要な側面の1つは,生物互換性この研究では,チタン合金による生物互換性を調べています.人体での性能と医療用材料の最適化に伴う課題に焦点を当てた.

1.医療用チタン合金に関する概要

タイタンとその合金物は,以下を含む様々な医療用途で一般的に使用されています.

整形器具(例えば,ヒップと膝の置換器,骨の螺栓)

歯科インプラント

心血管器具(心臓弁,ステントなど)

クランニオマキシロファシアルインプラント

医療分野におけるチタンの広範な使用の理由は,生物学的惰性- 植入されたときに拒絶反応や炎症を最小限に抑えるため,組織や体液に悪影響を及ぼさない.高強度/重量比医用インプラントには不可欠です 医用インプラントには不可欠です

2.チタン合金における主要な生物互換性要因

チタン合金生物互換性にはいくつかの要因が影響する.

A について耐腐食性

タイタンの最も望ましい特徴の1つは,人間の身体の厳しい,液体で満たされた環境において不可欠である,その例外的な耐腐蝕性です.消化酸化物層 (TiO2)この層は,ほとんどの生理環境で安定しているが,生物互換性は以下の要因によって影響を受ける.

オキシド層の分解:時には酸化層が衰えることもあります 特に酸性や炎症性などの環境では

表面変更:表面処理 (例えば,アノジ化,水素酸パチトで塗装) は,腐食耐性を向上させ,骨統合骨がインプラントの表面に成長する過程です

B について細胞毒性

細胞毒性とは,物質が細胞に有害な影響を及ぼす可能性を指します.チタンは一般的に無毒とみなされますが,バナジウム,アルミニウム,モリブデン特にこれらの元素が腐食や磨損により体内に放出される場合,細胞毒性に関する懸念がある可能性があります.この微量元素 が 人体 細胞 に 与える 影響 を 理解 する 研究 が 進行 し て い ます特に免疫反応に関連して

C について免疫反応

抗体システムとの相互作用が最小限であるため,チタンの生物互換性が高い.外来体反応特に,特定の金属合金に対するアレルギーや過敏性のある人.研究 に よれ ば,チタン の 本質 は 免疫 反応 を 引き起こす こと が めった に あり ませ んしかし,他の合金元素や表面汚染物質の存在は,組織統合に影響を与える可能性があります.

D について骨統合

歯科や整骨院のインプラントに理想的なチタン合金を作る重要な特徴の1つは,骨統合チタン表面の荒さ,孔隙性,化学組成は 骨統合に影響を及ぼします表面処理が微小硬化,砂吹き,血球噴霧など,骨芽細胞 (骨形成細胞) の粘着を促進することで,生物学的反応を強化します.

Eさん磨きと粒子の生成

耐用性や次世代の廃棄物粒子バイオコンパティビティに影響を与えるもう一つの重要な要因である.時間の経過とともに,チタンインプラントに対する機械的ストレスは,周りの組織に細粒子を放出させる可能性があります.これらの粒子は炎症反応を誘発し,インプラントの松散や不具合に寄与します耐磨性コーティングの研究と新しいチタン合金の開発は,耐磨率と粒子の放出を削減し,患者の長期的な結果を改善することを目的としています.

3.生物 互換性 に 関する 最近 の 研究 と 革新

A について生物相容性のある表面改変

表面改造技術における最近の進歩は,チタン合金と生物組織間の相互作用を改善することに焦点を当てています.これらの改変には以下が含まれます:

水素酸パチット (HA) コーティング:骨に含まれる鉱物であるHAは,より良い骨結合を促進するためにチタン合金に適用することができます.これは歯科インプラントや関節置換などのアプリケーションに特に有用です.

チタン酸化物 (TiO2) のナノチューブ:タイタンインプラントの表面にナノスケールで特徴が生成することで,細胞粘着,増殖,分化が強化され,特に骨芽細胞はそうである.骨組み合わさりが速く 強くなります.

プラズマ噴霧:プラズマ噴霧塗料をチタンに塗り込み,耐磨性を向上させ,表面の粗さを増強し,骨の成長を促す.

B について毒性 が 低下 し た チタン 合金

合金元素の細胞毒性に関する懸念を解決するためにアルミそしてバナジウム開発に重点を置いています.生物相容性の高い元素を持つチタン合金例えばニオビウム,タンタル,そしてシルコニウムこれらの元素は,毒性が低いだけでなく,骨統合を促進し,長期間の医療インプラントに適しています.

C について生物分解性チタン合金

また,革新的な研究分野は,生物分解性チタン合金徐々に体内で分解し 植入物を外す手術は必要ありませんこれらの合金材は,伝統的なチタン合金材に似た機械的強度を提供するように設計されていますが,制御された方法で分解されます.有害な残留物は残らない.