Применение титана и титановых сплавов в эндопротезах суставов

Вывод

Применение титановых сплавов для изготовления деталей эндопротезов позволяет наиболее полно реализовать в изделиях такие важнейшие преимущества титановых сплавов по сравнению со сталями и кобальтовыми сплавами, как наилучшую биологическую совместимость и высокую коррозионную стойкость, сравнительно низкий модуль упругости и хорошую механическую совместимость с костными структурами, высокие удельную выносливость и прочность.
Большой выбор эндопротезов свидетельствует о том, что идеальных эндопротезов в настоящее время не существует.
Но все-таки со свойствами титановых сплавов на сегодняшний день нельзя сравнить свойства ни одного другого сплава.

...

Содержание
Введение 2
1. Материалы для изготовления эндопротезов 3
1.1. Историческая справка 4
1.2. Сталь 8
1.3. Кобальтовые литые и деформируемые сплавы 9
1.4. Тантал 11
1.5. Керамика 12
1.6. Алюминиевая и другие керамики 14
1.7. Пластмассы 16
2. Применение титана и титановых сплавов для изготовления эндопротезов 19
2.1. Влияние легирующих элементов на свойства титановых сплавов ……………………………………………………………………20
2.2. Производство титана 26
2.3. Рассмотрение свойств титановых сплавов, используемых в медицине 35
2.4. Новые сплавы 37
3. Сравнение изученных материалов с титаном 43
3.1. Физико-механические свойства 43
3.2. Биосовместимость 44
3.3. Биоадгезия 46
3.4. Трибологические аспекты, смазка и износ 47
3.5. Коррозия 50
3.6. Стоимость 51
Вывод 52
Список использованных источников 53

Введение

Травматизм и заболевания опорно-двигательного аппарата занимают второе место среди причин временной нетрудоспособности и третье — среди причин инвалидности и смертности населения. Болезни органов движения и опопры составляют 13,5% всех заболеваний, из них заболевания и повреждения тазобедренного сустава — 8,1%. За последние годы число пациентов с заболеваниями тазобедренного сустава увеличилось почти в 2 раза. По прогнозам многих специалистов Всемирной организации здравоохранения число пациентов будет неуклонно расти, что связано с увеличением средней продолжительности жизни и старением населения планеты.
К 2000 г. количество лиц в возрасте 60 лет и старше составило 590 млн, а к 2025 г. превысит 1100 млн человек.
Каждый одиннадцатый человек при заболевании тазобедренного суста ва становится инвалидом, в то время как при других заболеваниях опорно-двигательного аппарата инвалидом становится каждый сотый.
Комплексное консервативное лечение тазобедренного сустава на ранних стадиях его поражения является эффективным и направлено на улучшение микроциркуляции тканей в области сустава, устранение спазма мышц и улучшение функции конечности в целом.
При более выраженных анатомических изменениях тазобедренного сустава используют различные варианты оперативного вмешательства. Хирургическое лечение дегенеративно-дистрофических заболеваний в 85,5% случаев обеспечивает положительный результат, а в 75,5% — восстановление трудоспособности, что свидетельствует о высокой эффективности данного метода лечения.
Эндопротезирование - самым эффективный способ оперативного лечения заболеваний тазобедренного и коленного суставов. Традиционно эндопротезы делают из сплавов на основе титановых сплавов, сплавов кобальта и хрома, нержавеющей стали.
Применение титановых сплавов для изготовления деталей эндопротезов позволяет наиболее полно реализовать в изделиях такие важнейшие преимущества титановых сплавов по сравнению со сталями и кобальтовыми сплавами, как наилучшую биологическую совместимость и высокую коррозионную стойкость, сравнительно низкий модуль упругости и хорошую механическую совместимость с костными структурами, высокую удельную прочность и выносливость.
В среднем в России устанавливается 30 тыс. эндопротезов. По данным ВОЗ около 20% ортопедических коек занимают больные с переломом шейки бедра.
Актуальность данной работы заключается в привлечении внимания специалистов в металловедении к проблемам эндопротезирования. Показать насколько важна данная проблема для людей. В меру сил показать насколько может быть тема проектирования протезов интересна для инженера, что ею занимаются ученые всего мира.
На стыке наук непочатый край для изобретений и открытий.

Структурное состояние сплава 18%Cr и 8-15% Ni также может быть устойчивым и неустойчивым. Пластическое деформирование при низкой температуре может вызывать образование гексагонального ε-мартенсита (промежуточное состояние), который затем может перейти в обычный α-мартенсит. Прочность нержавеющей стали может быть повышена холодным упрочнением (пластическая деформация - наклеп), горячей деформацией или термообработкой (закалкой, отпуском и т.д.). Но при холодном деформировании, как было указано выше, аустенитная структура может перейти в мартенситную. В протезтровании в основном применяют сталь, содержащую 15-20% Cr и 5-15% Ni , имеющую аустенитную (с устойчивым аустенитом) структуру. Структура устойчива к коррозии, легко подвергается тепловой обработке, хорошо сваривается. Сплав стали BioDur108, содержащий Ni, с высоким содержанием азота и обладающий значительной коррозионной устойчивостью и лучшими прочностными характеристиками, применяют для изготовления цементных ножек эндопротезов.В хирургии также применяется разновидность нержавеющей стали - сталь AISI 316. У нас применяется чаще сталь Х18Н9Т.