정형외과의 티타늄 - 최근 발전
티타늄은 약 70년 전부터 정형외과용 임플란트에 사용되기 시작했습니다. 기술이 향상되고 티타늄이 보편화되면서 어깨와 엉덩이 소켓을 개발하는 데 금속이 사용되었습니다. 치과용 임플란트와 보청기조차도 티타늄으로 만들어져 수명이 더 길다(다른 재료에 비해).
정형외과용 임플란트의 일반적인 선택인 티타늄
제조업체는 금속이 제공해야 하는 자연적 특성을 인식했기 때문에 정형외과 임플란트에 티타늄을 사용하기 시작했습니다. 놀라운 강도 대 중량비, 우수한 내식성, 그리고 가장 중요한 것은 100% 생체 적합성입니다.
티타늄이 골유착 과정을 촉진하여 뼈와 물리적 결합을 형성한다는 사실이 곧 발견되었습니다(추가 접착제 필요 없이). 또한 티타늄 임플란트는 높은 에너지를 견딜 수 있는 것으로 확인되었습니다(파손되지 않음). 그들은 그들이 놓인 환경에 반응하지 않고 오랫동안 지속됩니다(어떤 경우에는 교체할 필요가 없습니다).
오늘날 티타늄은 내부 고정뿐만 아니라 보철, 의료 기기 및 내부 장치에도 사용됩니다. Ti-6Al-4V 및 Ti-6Al-4V ELI와 같은 일부 합금은 의료 및 치과 임플란트에 선호됩니다. 이들은 일반적으로 알루미늄과 바나듐과 합금되는 알파-베타 합금입니다. 골유착(빠른 회복)을 촉진하는 것은 말할 것도 없고 높은 수준의 골절 저항성을 제공합니다.
티타늄은 자연적으로 발생하는 산소에 노출될 때 형성되는 보호 산화막 덕분에 불활성 금속으로 알려져 있습니다. 이 금속은 체액과 조직으로 인한 손상에 저항하므로 우리 몸에서 거부되지 않습니다.
이러한 이유로 두개골 판, 팔꿈치 및 무릎 관절, 심지어 갈비뼈를 만드는 데 티타늄이 사용되는 것을 볼 수 있습니다. 뼈 나사, 스테이플 및 케이블은 티타늄으로 만들 수 있습니다. 티타늄으로 제작된 모든 정형외과 임플란트는 골절에 대한 탁월한 지지력을 제공하여 고정 과정을 용이하게 합니다.
정형외과용 임플란트를 위해 개발된 새로운 티타늄 합금
베타 티타늄 합금은 성형성 및 기계적 특성이 우수하기 때문에 오랫동안 정형외과 임플란트의 초점이 되어 왔습니다. 그들은 놀라운 내식성과 높은 수준의 기계적 및 피로 저항성을 가지고 있습니다.
정형외과용 임플란트에 베타 티타늄 합금을 사용하는 주된 이유 중 하나는 낮은 탄성 계수입니다. 최근에 새로운 베타 합금인 Ti-35Nb-7Zr-5Ta가 이러한 응용 분야를 위해 개발되었습니다. 분말 야금으로 생산되는 이 합금은 다공성 구조를 가지며 성공적인 골유착에 적합한 선택입니다.
소아 장골 골절을 위한 티타늄 탄성 네일 시스템
Titanium Elastic Nail System(TEN)은 긴 뼈의 골간 골절을 고정하도록 설계되었습니다. 이러한 뼈는 수질관이 좁기 때문에 유연한 임플란트를 사용할 수 있는 것이 중요합니다. 10번은 합병증의 위험을 줄이기 때문에 선호되는 옵션입니다.
티타늄 탄성 네일 시스템의 주요 이점은 수술 후 즉각적인 안정화입니다. 이를 통해 해당 부분을 조기에 가동할 수 있어 환자가 더 짧은 시간에 정상적인 활동으로 돌아갈 수 있습니다. 또한, 이 정형외과용 임플란트는 합병증 발생률이 낮고 최소 침습적 시술입니다.
5~14세 소아의 골절에 사용할 수 있습니다. 이 시스템은 안전하고 신뢰할 수 있으며 긴 뼈에 권장됩니다. 개입 시간이 짧고 회복이 빠르며 기능적 효과가 좋습니다.
TEN 덕분에 환자는 초기에 체중을 견딜 수 있고 뼈 성장에 대한 방해를 최소화하면서 빠르게 치유할 수 있습니다. 티타늄 탄성 네일 시스템은 위치나 패턴에 관계없이 이러한 골절에 사용할 수 있다는 점도 언급할 가치가 있습니다.
수직 확장형 티타늄 리브
인공 티타늄 갈비뼈는 두 개의 소아 흉벽 기형이 있는 척추와 갈비뼈를 안정화하도록 설계된 혁신적인 장치입니다. 구부러진 금속 막대는 호흡을 개선하도록 설계되었으며 심한 척추 측만증에도 권장됩니다. 의료 전문가들은 여러 개의 갈비뼈를 제거하는 등 암 수술 후 흉부 재건이 필요한 어린이에게도 티타늄 갈비뼈를 사용했습니다.
흉부 기능 부전 증후군 진단을 받은 어린이도 티타늄 늑골을 사용하면 도움이 될 수 있습니다. 이 장치는 척추를 곧게 펴고 갈비뼈를 분리하여 새로 생성된 공간에서 폐가 더 효율적으로 확장되도록 합니다. 또한 호흡에 사용되는 근육인 횡격막을 안정화시킵니다.
인공 티타늄 갈비뼈는 각 어린이와 어린이의 필요에 맞게 조정됩니다. 장치를 확장할 수 있다는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 아이가 성장함에 따라 길이를 늘리기 위해 새로운 개입이 이루어질 것입니다.
보다 효율적인 골유착을 가능하게 하는 티타늄 나노튜브
티타늄 나노튜브는 정형외과 임플란트의 골유착을 향상시키면서 박테리아 집락의 위험을 줄일 수 있습니다. 이 발견에 비추어 연구자들은 티타늄 나노튜브로 티타늄 임플란트의 표면을 향상시켰다.
이산화티타늄 나노튜브로 처리된 정형외과 임플란트는 보다 효율적인 골유착을 보장합니다. 따라서 임플란트와 뼈 사이의 결합이 강화됩니다. 이 임플란트를 받은 환자에서 초기 체중 부하가 우수했습니다.
그래핀 코팅 티타늄 합금 - 보다 효율적인 골형성 및 골유착
그래핀으로 티타늄 합금을 코팅하면 실제로 표면 생체 활성을 향상시켜 효율적인 골형성 및 골유착 과정을 더욱 지원할 수 있습니다. 그래핀 코팅은 티타늄 합금의 생체 적합성을 향상시키고 뼈 조직의 재생을 촉진하며 뼈-임플란트 통합을 향상시킵니다.
그래핀은 티타늄 합금의 생체 활성을 촉진하고 위에서 언급한 공정을 용이하게 할 수 있는 혁신적인 나노 코팅 소재입니다. 이 정형외과용 임플란트는 높은 기계적 강도와 파괴 인성, 내식성 및 100% 생체 적합성을 가지고 있습니다.
마지막 문장
결론적으로 티타늄은 강하고 내부식성이며 생체 적합성 때문에 정형외과용 임플란트에 탁월한 선택입니다. 연구원들은 각각 후속 요구에 맞게 조정된 혁신적인 장치를 개발하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 앞으로는 몸에 거부감 없이 오래 버틸 수 있는 정형외과용 임플란트에 의사들이 관심을 갖게 되면서 티타늄이 더 많이 쓰일 것이다.
