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钛合金在医疗和牙科植入中发挥越来越重要的作用

[ 信息发布:本站 | 发布时间:2019-11-30 | 浏览:43 ]

在医疗领域方面,人体脊柱植入物只是精密ADM(外国一家精密零件制造公司)为医疗领域创造的众多部件之一。

多伦多Sunnybrook研究所(SRI)的先进机加工车间(AMS)为外科医生生产钛合金医疗零件和产品。

在Sunnybrook健康科学中心的七楼,AMS多年来为重建手术制作了一些钛网植入物。植入患者的脸部以帮助骨骼再生,钛合金网状产品使用5轴水射流切割机制成。

“这是一个有趣的任务,因为当你用水刀切割钛金属时,它看起来就像烟花一样,因为切割时会有火花飞出来。这是我们遇到的唯一一种在我们用水刀切割时产生火花的材料,“AMS经理Michael Pozzobon解释道。

完成后,将钛网植入物移交给要求它们最终用于重建手术的医生。

在2,000平方英尺的工作车间里。AMS有一台工业3D打印机,CNC车床和CNC铣床。

用于面部网状植入物钛合金材料的选择并非偶然。多伦多大学生物材料与生物医学工程研究所和牙科学院教授John E.Davies博士说,钛是加拿大最受欢迎的医疗和牙科植入材料。

“在牙科方面,商业纯钛,四级[CP Ti]是最常见的材料。还有用于[医疗植入物]的钛合金。从历史上看,它一直是钛64合金。这是整形外科领域的首选材料。还有其他钛合金更深奥,并没有在很大程度上商业化。但商业纯钛和钛64合金是最突出的,“戴维斯说。

Ti6Al4V(戴维斯所指的钛合金的官方成分)含有6%的铝和4%的钒。它通常用于替代膝关节和髋关节以及骨螺钉。

Precision ADM(PADM)是一家位于温尼伯的公司,生产航空航天和医疗零件,是Ti64ELI的一部分。这种钛合金具有优异的耐腐蚀性和机械性能,并且具有生物相容性,使植入后更容易被人体接受。

几年前,PADM使用传统和金属添加剂制造方法的组合成功设计和制造了钛制臀杯。

钛髋杯是使用传统和金属添加剂制造方法的组合制造的。照片由Precision ADM提供。

“目前的客户项目包括脊柱融合器,胫骨托,不锈钢器械和钛医用螺钉,”PADM销售和营销总监Derek VanDenDriessche说。胫骨托是全膝关节置换术的一部分,通常由钛制成。

PADM用于医疗产品的其他材料是钴铬合金和316L不锈钢。在增材制造和传统制造之间的生产分为60/40,这是使用四台可以3D打印金属零件的EOS M 290机器完成的。

那么,为什么钛是医疗和牙科植入物的流行材料呢?

“答案其实很简单。钛是一种吸氧剂,它在其表面自发形成保护性氧化层,这使得散装材料比裸金属更耐腐蚀,“戴维斯说。

他指出,人体的平均内部温度为37摄氏度,与海水类似,因为它含有各种潜在的腐蚀性元素。

“当金属被放入人体内时,它们能够抵抗这种相当恶劣的环境,这一点非常重要,”他补充道。

根据英国皇家学会界面杂志的研究论文“骨科生物材料”,除了具有高度抗腐蚀性外,钛及其合金能够与骨骼紧密结合。该特性显着改善了植入装置的长期性能,降低了松动和失效的风险。


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