人体是一个了不起的系统,完全集成承载和电力传输系统,都是自我复制和适应变化的环境,工作率和功率要求。工程师、生物学家和外科医生面临巨大的任务时,他们试图设计程序,组件和系统来取代组织损坏无法修复的疾病或创伤。这使得正确的材料选择假体和其他设备用于植入手术关键问题和重大挑战。 复杂的自然植入物当诺丁汉肩部和肘部单位决定更换演员蒂姆Baggaley去年的锁骨,是破碎的超出有效修复在一次摩托车事故中,钛替代是由Biomet默克公司设计的,以便它可以与其他骨头用人工韧带由埃利斯发展,Pearsall Surgicraft。更换的锁骨,世界第一的团队,是完全成功,变形或磨损的问题是克服通过涂层植入Tecvac氮化钛(锡)。 复制在人体关节人体中复制任何关节的性能对传统工程和材料技术是困难的,虽然陶瓷、塑料和细胞复制技术很可能提供解决方案在未来三十年里,承载结构的可靠的金属选项植入还是不锈钢,各种铬合金和钛。亚博网站下载所有这些可以提高涂层植入或设备,这一过程可以改善磨损,润滑和生物相容性,避免与体液和组织反应。 氮化钛涂层钛植入体为什么外套Ti6Al4V与氮化钛植入与沉重的材料,如铬合金,钛亚博网站下载,以其更低的密度和高水平的生物相容性,是一种可靠的材料结构体,特别是骨骼需要更换的重要领域。然而,使用钛合金作为主要医学应用材料(Ti6Al4V)有一个很大的缺点。在所有的地区是承载和清晰度,交配钛合金表面可以胆或相互磨损产生磨损率增加。Tim Baggaley涂层的锁骨和氮化钛植入,应用Tecvac:有限使用物理气相沉积(PVD),一个非常困难的(2000高压),但光滑、低摩擦表面产生,使所有连接假体组件能够自由移动和轻松,没有任何人工润滑。
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图1所示。氮化钛涂层钛植入锁骨。 |
生产钛植入锁骨锁骨的目的是使用模拟实现,一个独特的软件,允许Biomet产生的镜像蒂姆Baggaley健康锁骨的CT扫描的数据导入CAE程序机器替代从固体块钛合金(Ti6Al4V)。 生产氮化钛涂层氮化钛涂层是由使用电子束蒸发高纯钛和与此相结合的氮在真空室产生的罚款,蒸汽分子规模。这是完整的表面上沉积金属的锁骨给偶,金色,高完整性一至三层微米厚。 为什么使用钛和氮化钛
钛植入设计中解决了三个问题。首先,它给了高水平的生物相容性,其次它允许联合一生得到显著提升,第三它允许的明度和灵活性钛为病人的利益得到充分利用。一些植入物也使用氮化铬,但氮化钛有证据确凿的历史,导致许多外科医生来指定它作为他们的首选材料。 提高性能和类金刚石碳涂层钛和高密度聚乙烯提供高度生物相容性的解决方案,使用元素,适合人体的化学成分。不过,穿仍然限制了植入或医疗设备的生命周期。进一步加强这些材料的性能,研究人员研究了离子注入金属和塑料表面,和钻石的使用如碳(DLC亚博网站下载)涂料。 的属性类金刚石碳涂层DLC似乎高水平的生物相容性,其极端的硬度4500高压提供了扩展操作生命两个髋关节和膝关节假体有超过二十年的成功应用在法国。
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图2。膝关节假体类金刚石碳膜。 |
冲销许多这些材料考虑应用在各领域亚博网站下载的侵入性手术和治疗调查技术。入侵活动,当然,在任何类型的感染控制是至关重要的,尤其是细菌和病毒变异迅速产生抗药性术后抗生素和其他感染控制管理技术。 涂料防护屏障在冲销这意味着,手术中使用的所有材料必须能够冲亚博网站下载销通过尝试和值得信赖的蒸汽或化学灭菌锅、液相防腐剂或γ辐照。涂料可以主要保护的贡献,尤其是在与外科医生的工具和其他设备,这可能是体内一段时间,也可能都很多次了。app亚博体育 氮化钛涂层的优点而假体和植入物提供相当大的工程挑战,所有入侵探测设备必须考虑表面工程问题,无论是相机探讨消化系统,电极调查或记录大脑功能,或长期设备/组织连接用于药物/流体输送或输血。app亚博体育这里的关键问题是腐蚀、生物相容性、人口趋势的过敏反应,某些金属和身体的敏感性,特别是镍。通过与锡涂层植入或医疗设备,金属的表面密封,减少染色和腐蚀,避免过敏反应。 氮化钛涂层的生物相容性生物相容性的程度提供的锡心胸手术中具有潜在的优势,长期植入心脏起搏器,支架和其他设备支持动脉功能会导致排斥问题和疤痕组织形成(更不用说体液的腐蚀效果的金属部分自己)。 陶瓷薄膜而染色主要是一个化妆品的问题,预防在牙科工作至关重要。在这里,陶瓷薄膜提供了一个很大的优势。 氮化钛涂层的陶瓷薄膜和组合工作先进材料研究所诺桑比亚大学正在探索各种陶瓷膜涂料使用不同组合的锡和其他陶瓷亚博网站下载膜的一面特制Tecvac ECU700 PVD机提供多个层涂料克服具体问题在人体组织/金属表面。 总结植入和修复手术的应用需求不断增加,特别是随着世界人口的平均年龄不断上升。材料挑战亚博网站下载继续增长成正比,因此涂层技术发展迅速同时预算面临越来越大的压力,所以材料科学的每个人都可能会看到更多的挑战创新的解决方案,以确保植入和修复手术是可靠的,有效的,舒适的,通过降低成本,为更多的人可用。亚博老虎机网登录 许多其他涂料目前正在考虑。已经plasma-sprayed羟磷灰石,模仿骨配方和结构已经显示出极大的好处在鼓励植入体周围骨生长。类金刚石碳,没有广泛使用在英国,还提供了巨大的潜力,特别是因为他们的极端的硬度,耐磨性和潜在应用聚合物。一些技术专家声称一个穿10倍比氮化钛的好处,但在生物医学材料选择的复杂性世界仅仅意味着耐磨性是不够的。亚博网站下载无数因素必须严格评估由多学科团队以确保最终病人最舒适、安全、有效的解决方案。 |