Die Verwendung von Metallmaterialien in der Medizinindustrie muss für den menschlichen Körper absolut unbedenklich sein. Wenn Metall korrodiert, kann es Metallionen auflösen, die auf den Organismus (menschlichen Körper) der zellulären Organisation des Aufpralls wirken. Daher ist es notwendig, nicht leicht zu korrodierende, hoch korrosionsbeständige Metallmaterialien zu wählen, Titan ist eine Art Hoch korrosionsbeständige Materialien. Medizinische Metallmaterialien, von Edelstahlserien bis hin zu Legierungsserien auf Kobalt- und Titanbasis, der Anteil von Titan und Titanlegierungen nimmt zu. Die Menge an Titan, die in der medizinischen Industrie weltweit verwendet wird, beträgt etwa 1.000 Tonnen pro Jahr.
Um die Reaktion von Metallionen auf die Anpassungsfähigkeit des menschlichen Körpers zu beobachten, wurde in einem Labor eine Methode zur Bewertung der Zellanpassungsfähigkeit unter Verwendung von Zellen durchgeführt, die gegenüber Metallionen empfindlich sind, wie z. B. Lungenfibroblasten von Mäusen (V79-Zellen) und Maus-(20-Tag- alte Maus) Fibroblastengewebe (I929-Zellen), die für medizinische Experimente in China verwendet werden, und von der Independent Administrative Institution of Product Evaluation Technology (IAIPET). Wir haben die vom Technischen Komitee zur Standardisierung der biologischen Bewertung von Medizinprodukten (TCSBMD) bereitgestellten elementaren Monomerionen anhand ihrer Reaktionen auf den menschlichen Körper (lebende Organismen) in drei Gruppen eingeteilt, wie in Abb. 1 dargestellt.
Vanadium (V), Nickel (Ni) und Kupfer (Cu) gelten als hochgiftig und der Zelltod tritt innerhalb kurzer Zeit bei einer Konzentration von Teilen pro Million (×{{0}}) ein. dieser Elemente. Die Ergebnisse des Experiments mit Vanadium (V) und Nickel (N) in V79-Zellen sind in Abbildung 2 dargestellt. Die Ergebnisse des einwöchigen Eintauchtests zeigten, dass alle Zellen abstarben, als der Nickelgehalt etwa 10×10-6 ( pm=Teile pro Million), während Vanadium (V) zwei Ziffern weniger betrug und alle Zellen starben, als Vanadium etwa 0,6×10-6 betrug. Zweitens ist es sicher, dass diese giftigen Metalle Nekrose in den harten Geweben (Knochen) verursachten, wenn das harte Gewebe (Knochen) und das weiche Gewebe (Sehnen) von Kleintieren wie Ratten und Kaninchen zu Testzwecken in Metallblechen vergraben wurden Weichteile (Sehnen) im Kontaktbereich.
a-V79-Zellpopulationsbildungsenergie im Verhältnis zur Nickel(Ni)-Ionenkonzentration.
Bildungsenergie der b-V79-Zellpopulation im Vergleich zur Vanadium (V)-Ionenkonzentration.
Von der anderen Gruppe wird angegeben, dass sie im Zustand der Implantation und Befestigung im Fasergewebe an der Kontaktstelle schädlich ist und eine Art Biomassereaktion auslöst, die nach außen aus dem Körper abgegeben wird. Dies ist bei Eisen der Fall. Aluminium, Gold, Silber und so weiter. Zu diesem Typ gehören allgemeine Metallmaterialien wie Edelstahl SUS 304L und Edelstahl SUS 36L sowie Kobalt-Chrom-Legierungen. Das im Hartgewebe eingebettete Metallstück, das nicht mit den Knochenzellen verwachsen ist, wird bei der Durchführung des Entnahmetests einige Wochen später sanft und widerstandslos entfernt.
Die dritte Gruppe reagiert am wenigsten mit lebenden Organismen und eignet sich für die Implantation und Befestigung von Titan, Zirkonium, Niob, Tantal, Platin usw. Wenn diese Metalle in lebende Organismen implantiert oder daran befestigt werden, binden sie sich eng an das Hart- und Weichgewebe und werden somatisiert.
Daher ist Titan ein sicheres Metall, da es bei lebenden Organismen weniger Schaden anrichtet. Bei der Verwendung von Titanlegierungen sind die verwendeten Legierungselemente weniger korrosionsbeständig als reines Titan und bei Korrosion kommt es zur Auflösung der Legierungselemente. Es ist notwendig, Legierungselemente auszuwählen, die korrosionsbeständig und nichtinvasiv sind. In Titanlegierungen wird die Ti-6AI-4V-Legierung seit langem im Flugzeugbau und bei seewasserbeständigen technischen Geräten verwendet und weist eine Vielzahl von Anwendungsbeispielen auf. Im medizinischen Bereich werden seit langem ELI-Legierungen eingesetzt, die eine gute Korrosionsbeständigkeit (geringer Eisen-, Sauerstoff- und Wasserstoffgehalt) aufweisen. Kürzlich haben wir jedoch im Rahmen der Forschung und Entwicklung von Titanlegierungen für Implantation und Platzierung die Ti-13Nb-13Zr-Legierung standardisiert, indem wir Vanadium (V) durch Niob (Nb) ersetzt haben ist eine ungefährliche Legierung, basierend auf dem Bericht über die Mutagenität des Monomers (ASTM, ISO). Es gibt auch eine gut angenommene und aggressive Aluminium austreibende Legierung, die bald verfügbar sein wird.
