陶瓷材料具有其生物相容性和耐磨性，理想地适用于各种各样的医疗植入物应用，从人工关节到可植入的电子传感器，刺激器和药物输送装置。十年来，氧化铝，氧化锆和其他陶瓷成功证明了能力，以承受人体的恶劣环境。
创新技巧ext.陶瓷在医学中的应用领域
Now, driven by the industry’s need for longer-lasting and ever-smaller – yet more complex - components, materials scientists are extending the benefits of ceramics for new medical implant applications with innovative techniques, including injection molding, engineered coatings and ceramic-metal assemblies. This article discusses how these developments in ceramic material and processing are contributing to the evolution of medical implant applications and the key role that Morgan Technical Ceramics (MTC) is playing in this industry. Morgan Technical Ceramics, comprised of Morgan Advanced Materials (MAC) and Morgan Electro Ceramics (MEC), is a leading manufacturer of innovative ceramic, glass, precious metal, piezoelectric and dielectric materials.
人工关节陶瓷
人工关节使用陶瓷的进展已经受到了大量的关注，特别是由于高尔夫球杆杰克·克劳斯在新英格兰浸礼会院的实验程序中获得了1999年的陶瓷上的陶瓷总髋关节替代品。陶瓷上的髋关节2003年获得FDA批准。
用于人工关节的陶瓷材料亚博网站下载
与传统金属和聚乙亚博网站下载烯材料相比，自20世纪70年代以来，陶瓷材料已被用于人工关节以来，当第一代氧化铝产品显示出优异的耐磨性，与传统的金属和聚乙烯材料相比。材料质量和加工技术的进步和更好地了解陶瓷设计导致20世纪80年代引入第二代氧化铝成分，提供了更好的磨损性能。
与更多传统材料相比使用陶瓷的优点亚博网站下载
传统的金属 - 聚乙烯髋关节系统磨损产生聚乙烯颗粒状碎片，诱导骨溶解，周围骨骼的减弱，导致植入物松动，昂贵的修订作业的主要原因。当与轴承耦合中的亚博网站下载聚乙烯髋臼部件结合使用时，陶瓷材料产生显着更少的聚乙烯碎片。实际上，最先进的陶瓷上陶瓷技术，其中氧化铝股头与氧化铝髋臼杯配合，完全消除聚乙烯碎片并显着减少磨损。对MAC的HIPVitox®陶瓷上髋关节的研究表明，磨损率为0.032mm3./百万个周期。除了解决聚乙烯碎片引起的问题之外，如果使用金属髋系统系统上的金属，则使用陶瓷上髋关节系统的使用减轻了对金属离子释放的任何疑虑。
这种卓越的磨损性能延长了人工关节的寿命，使陶瓷陶瓷接缝预测寿命超过20年。服务日益较年轻的患者的需求现在是这种手术现在是可行的操作，这些陶瓷接头允许它们继续领先活跃的生活方式。
植入式电子设备的陶瓷
陶瓷技术的新发展在植入电子设备的演变中起着同样重要的作用。在四十五年内，自从第一心脏起搏器成功植入美国，研究人员和医生创造了广泛的植入电子设备，包括起搏器，除颤器，耳蜗植入物，听力装置，药物递送和神经刺激剂。
可植入电子设备的示例
例如，医疗设备公司正在测试神经刺激器，通过刺激不同的神经来治疗特定的医疗状况:舌下神经(颈部)可以治疗睡眠呼吸暂停;骶神经治疗肠道疾病;胃用于治疗肥胖，丘脑用于治疗癫痫，迷走神经用于治疗慢性抑郁症，而其他大脑深部区域用于治疗偏头痛和强迫症。
陶瓷饲料灌注植入电子设备
这些设备越来越依赖陶瓷组件，例如提供设备和身体组织之间功能界面的馈通器。馈通是陶瓷到金属密封组件，包含金属针或小管通过陶瓷组件。这些针允许电流通过或通过被植入的设备，以感知身体发生了什么，并/或在需要时管理一个电荷。馈通器也可以用来给病人服药。馈通管的陶瓷衬底充当电绝缘体，将针脚彼此隔离。MTC还可以制作陶瓷外壳组件来封装该设备的电子元件，可以连接到馈通模块。
陶瓷饲料基因的性质
用于植入装置的饲料基团必须是密封的，每个销周围有泄密密封。这确保了“身体流体不起器件不起设备并破坏内部电子产品，并且该化学品不会无意中逃离药物递送装置。钎焊材料通常为99.99％的金，用于将每个金属销连接到陶瓷绝缘体。为了确保钎焊牢固，Mac开发了一种专有的方法，其中通过施加诸如铂，铌，钛的生物相容性金属薄膜（PVD）来制备陶瓷的表面用于钎焊。
对陶瓷饲料的要求
新的和改进的植入式医疗设备的开发者不断要求更小和更复杂的组件。例如，MTC已经创造了一种直径为1英寸的陶瓷馈通器，用于药物递送应用，它包含104个独立的针。电压通过每个引脚，激活不同的开关组合，允许在任何给定时间使用更多数量或更复杂的药物组合。
粉末注射成型有助于零件小型化
粉末注射成型（PIM）的应用进一步追求组分小型化。这种方法使得能够生产复杂的特征和不寻常的几何形状，最值得注意的是用于听力辅助装置，骨螺钉和可植入的心脏泵。陶瓷注射成型物体的测试表明，网状时型零件表现出比相同配方的绿色机械加工成型的弯曲强度的变化显着较低。PIM部件的较窄模量分布的较窄模量可以归因于表面光洁度的可变性，而不是可比较加工表面的变化。
金属I.被排出的成型作为传统加工的经济替代品
Mac还提供金属注塑（MIM）技术，可为加工，投资铸造和冲压提供低成本替代品。通过常规技术，MIM机器通常可以在大约10秒内模制零件。MIM应用非常适用于高批量生产复杂组件，从腹腔镜仪器到活组织检查钳口和牙科支架。
陶瓷制品植入物的涂料
陶瓷技术发展的另一个重要领域是对医疗植入应用的重要的陶瓷涂层，如类金刚石(DLC)，为关键的枢轴点和磨损表面提供生物相容性、杀菌相容性、非浸出性和耐磨表面。这种涂层用于减少摩擦，增加表面硬度，并防止离子从金属植入组件转移。
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在医疗植入物市场迅速扩张和发展的驱动下，材料科学家和陶瓷元件制造商将继续开发新的材料和新工艺，用于未来更小、更复杂和更持久的植入物应用。亚博网站下载
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