
С постоянным развитием титановых сплавов, расширением ассортимента продукции и снижением затрат использование титана в гражданских отраслях промышленности возросло в геометрической прогрессии. Управление по контролю за продуктами питания и лекарственными средствами Китая (CFDA) классифицирует медицинские устройства по трем категориям в зависимости от уровня безопасности, при этом имплантаты из титана и титановых сплавов попадают под Медицинские изделия III класса—классифицируются как дорогостоящие расходные материалы. Ключевые подсекторы с долей рынка более 5% включают in vitro диагностика, кардиология, визуализационная диагностика, ортопедия, офтальмология и пластическая хирургия, с in vitro диагностика, ортопедия и кардиологические вмешательства являются наиболее быстрорастущими сегментами.
Распространенные изделия из титанового сплава в хирургических имплантатах и ортопедических устройствах
Тип продукта | Типичный продукт |
Замена костей и суставов | Искусственные головки бедренных костей, тазобедренные суставы, коленные суставы, голеностопные суставы, плечевые суставы |
Дентальные имплантаты | Зубные протезы, зубные протезы, основания зубных протезов и каркасы |
Сердечно-сосудистые имплантаты | Сосудистые стенты, сердечные клапаны, кардиостимуляторы |
Имплантаты для восстановления черепа | 2D/3D сетчатые пластины, костные винты, костные пластины |
Имплантаты для фиксации костей | Фиксирующие винты, костные пластины, межпозвоночные кейджи, интрамедуллярные гвозди |
Спинальные имплантаты | Системы фиксации позвоночника, системы фиксации грудопоясничного отдела позвоночника |
· Биосовместимость: Минимальная биологическая реакция с тканями человека, нетоксичен и немагнитен, что делает его безопасным для имплантации.
· Механические свойства: Высокая прочность и низкий модуль упругости, максимально приближенные к натуральной кости, что снижает экранирование напряжений и способствует заживлению костей.
· Коррозионная стойкость: Биоинертный материал, устойчивый к деградации в физиологических средах, обеспечивающий долгосрочную стабильность.
· Немагнитный: Не подвержен влиянию электромагнитных полей и гроз, что повышает безопасность пациентов.
· Легкий: Титановые сплавы На 43% легче нержавеющей стали, что снижает нагрузку на пациентов.
Развитие биомедицинских титановых сплавов прошло три основных этапа:
· Чистый титан и Ti-6Al-4V (1950-е годы): Ранние применения включали костные пластины, винты и тазобедренные суставы. Ti-6Al-4V стал широко использоваться в хирургических операциях.
· Ti-6Al-7Nb (1980-е): Заменен ванадием (V) из-за проблем с токсичностью. Швейцарская компания Mathys приняла его для интрамедуллярных гвоздей и полых винтов при переломах шейки бедренной кости.
· Пористые Ni-Ti (PNT) и бета-титановые сплавы:
o ACTIPORE™ (Канада BIORTHEX): Пористые Ni-Ti клетки для лечения травм позвоночника.
o Ti-13Nb-13Zr: Улучшенная биосовместимость и более низкий модуль упругости, расширяющие возможности применения в ортопедии, стоматологии и сосудистых вмешательствах.
The сектор ортопедических медицинских изделий счета для 9% мирового рынка медицинских приборов и продолжает стремительно расти.
The ортопедический рынок сегментирован на травмы (34%), суставы (28%), позвоночник (20%) и другие (18%).
· Замена тазобедренного и коленного суставов доминируют (>95% мирового рынка совместных поставок), с 1 миллион пациентов ежегодно прохождение этих процедур.
· Титановые наколенники они легче и более устойчивы к коррозии, чем нержавеющая сталь, что обусловливает переход на титановое протезирование.
· Кейджи для межтелового спондилодеза (50% рынка спинальных имплантатов) имеют решающее значение для замены межпозвоночного диска.
· «Искусственные кости» из титана Интеграция с естественной тканью — кость прорастает в пористый титан, а мышцы прикрепляются к имплантату, обеспечивая структурную поддержку.
· Титановые когти надколенника представляют собой имплантаты с эффектом памяти формы: их охлаждают для придания им нужной формы, а при нагревании они затягиваются, фиксируя сломанные коленные чашечки.
Титан произвел революцию в области зубных имплантатов благодаря своим свойствам совместимость с костями, прочность и легкость, комфорт.
В стоматологии изначально использовался чистый титан, но он не мог удовлетворить требованиям точного шлифования. Затем отрасль перешла на сплав Ti-6Al-7Nb, который теперь сертифицирован ASTM. Сегодня титановые сплавы изготавливают почти все металлические детали зубных протезов - от коронок и мостов до кламмеров и штифтов имплантатов. Теперь они стали стандартом для таких важных компонентов, как зубные имплантаты и фарфоровые основы зубных протезов.
Распространенные стоматологические изделия из титана
Тип сплава | Форма продукта | Приложения |
Чистый титан | Отливки | Зубные коронки, мосты, вкладки, зубные протезы, основания зубных протезов, искусственные корни зубов, имплантаты |
Чистый титан | Детали, полученные методом холодной штамповки | Базы зубных протезов |
Чистый титан | Детали порошковой металлургии | Искусственные корни зубов, имплантаты |
Чистый титан | Детали специальной формы | Хирургические инструменты |
Ti-6Al-4V | Отливки | Зубные протезы, основания зубных протезов, искусственные корни зубов, имплантаты |
Ti-6Al-4V | Детали, изготовленные методом сверхпластичной формовки | Зубные протезы, основания зубных протезов |
Ti-6Al-4V | Детали порошковой металлургии | Искусственные корни зубов, имплантаты |
Сплав Ti-Ni | Провода | Ортодонтические дуги |
Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr | Отливки | Зубные протезы, основания зубных протезов |
· Сердечные клапаны, стенты и кардиостимуляторы положиться на прочность титана.
o Спрос Китая: 250 тыс. замен клапанов в год (выполнено только 25 тыс.); кардиостимуляторы (необходимо 40 тыс., 2 тыс. поставлены внутри страны).
o Коронарные стенты иметь 50% внутреннего производства.
· Немагнитные, устойчивые к коррозии инструменты: Скальпели, щипцы, костные сверла и хирургические иглы.
· Специализированные устройства: Электроды ЭКГ, кислородные фильтры и ультразвуковые датчики.