Uso médico Titânio
O que é Titânio?
Os materiais de titânio são usados na vida cotidiana há muito tempo. A década de 1930 foi o início dos materiais funcionais biomédicos modernos. Inicialmente, o aço inoxidável foi desenvolvido para uso em aplicações médicas e de implantes. Uma liga feita de cobalto é o segundo material. O titânio e sua liga tornaram-se a mais nova geração de biomateriais metálicos por volta da década de 1960. Desde sua aparição mais memorável, o titânio foi retratado como um metal maravilhoso e recebeu amplas considerações.
Por que o titânio é tão único?
Titânioé um metal de transição que tem alta resistência e baixa densidade. Sob uma variedade de condições, resiste à corrosão. Em particular, o titânio é latente e resistente aos líquidos e tecidos corporais. Trata-se da suposta biocompatibilidade e obstrução do consumo. São requisitos essenciais para aplicações em medicina.
As propriedades fundamentais do titânio, aço inoxidável e liga de cobalto são descritas na Tabela 1. A densidade mais baixa é de 4,51 g/cm-3 para o titânio, enquanto a densidade mais alta é de 8 g/cm-3 para aço inoxidável. O titânio tem uma relação resistência-densidade muito maior de 76 kNm/kg para a mesma resistência à tração. Com uma resistência/densidade de 63 kNm/kg, é 20% mais resistente que o aço inoxidável. O valor do módulo de elasticidade do titânio é apenas metade da liga de cobalto e do aço inoxidável convencional. É significativamente mais parecido com o osso humano. Além disso, o titânio possui baixa expansão térmica e condutividade, tornando-o não ferromagnético.
O titânio e seu composto têm as propriedades mais úteis que os tornam um grande resultado na saúde muscular, inserções e campos de instrumentos cuidadosos. Baoji city changsheng titânio co. ltd é um fabricante e fornecedor de titânio e moinho de metal Cu-Ni e produtos acabados na mais ampla gama de classes, dimensões e produtos de moinho.
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Qual é a densidade do titânio?
Por ser mais difícil de extrair, o metal titânio não é tão acessível quanto o ferro, então suas aplicações tendem a ser especializadas. As propriedades do titânio metálico são extremamente valiosas. Semelhante ao alumínio, forma uma fina camada protetora de óxido para evitar a corrosão, tornando-o praticamente inerte. Por ter uma densidade de 4,5 gramas por cm3, significativamente menor que a do ferro, as ligas de titânio são importantes para a indústria aeroespacial. Foi usado para fazer muito do SR-71 Blackbird, que era a aeronave tripulada mais rápida do mundo. Também foi usado para fabricar muitos motores e fuselagens de grandes aviões de passageiros, como Airbuses e 747s.
Devido à sua resistência à água do mar, esse metal é usado em aplicações marítimas, como eixos de hélices. Também é dito que os russos o usaram para construir submarinos. O titânio não é venenoso e não é descartado pelo organismo. Como também se conecta ao osso, tem sido usado em procedimentos cirúrgicos como implantes dentários e substituições de articulações, principalmente nas articulações do quadril.
Por que o titânio é usado para implantes?
O mercado de implantes dentários, estimado em cerca de US$ 4,6 bilhões em todo o mundo, abriu as portas para a possibilidade de restaurar a saúde e a função dentária de um paciente [6]. Devido à sua biocompatibilidade e baixo custo, os implantes de titânio são os materiais mais utilizados no mercado.
O titânio é um material bioinerte, iniciando praticamente nenhum impacto pernicioso no tecido envolvente. No entanto, apesar da descrição do material de uma série de vantagens inerentes, ele não se integra bem com o tecido ósseo e gengival sem tratamento de superfície adequado, o que pode resultar na falha do implante. A má osseointegração é a causa dessas falhas, que afetam a estabilidade do implante no osso e podem resultar no desenvolvimento de infecções e processos inflamatórios no espaço peri-implantar [7]. Diferentes tratamentos de superfície para prevenir a formação de biofilmes bacterianos nocivos e melhorar a osseointegração estão sendo estudados como forma de reduzir esses problemas. A nanotecnologia tem criado efeitos positivos na odontologia, tendo a opção de entregar superfícies com uma geografia particular e peças sintéticas para trabalhar as qualidades biocompatíveis dos materiais.
O titânio cirúrgico é magnético?
Os implantes metálicos são particularmente vulneráveis aos riscos de migração do implante e aquecimento induzido por radiofrequência (RF), ambos os quais têm o potencial de prejudicar o tecido circundante porque as máquinas de ressonância magnética usam ímãs poderosos [11].
Os implantes que estão firmemente presos ao osso não são afetados pelo deslocamento induzido pela ressonância magnética, de acordo com estudos [1,12]. Dada a falta de exames em andamento, o raio-X não é sugerido no período pós-operatório imediato em pacientes com incrustações não envolvidas, como cachos, canais e stents [6]. Como as correntes parasitas do implante são paralelas ao campo magnético estático do scanner, o aquecimento por RF é teoricamente possível. De qualquer forma, todos os estudos de parceiros descobriram que essa mudança de temperatura não é importante, demonstrando que as preocupações com os danos aos tecidos causados pelo aquecimento de RF são injustificadas.
Artefatos de imagem causados por implantes metálicos podem fazer com que os resultados sejam mal interpretados. Ao otimizar os parâmetros de varredura e modificar as sequências de pulsos de ressonância magnética, os avanços tecnológicos podem reduzir a distorção da imagem. Os médicos devem levar em conta as vantagens da imagem, bem como a possibilidade de distorção da imagem induzida pelo implante ao decidir se devem ou não realizar ressonâncias magnéticas em pacientes.
O campo magnético da ressonância magnética não tem efeito sobre o titânio porque é um material paramagnético. A ressonância magnética pode ser usada com segurança em pacientes com implantes porque há um risco muito baixo de complicações causadas por implantes. No entanto, ligas são usadas para fazer as placas de titânio que são usadas na área craniofacial. Como os efeitos da ressonância magnética são influenciados pela proporção dos constituintes da liga, é necessária uma pesquisa mais precisa.
Junta falsificada e incorporação clínica
A população total está progredindo em anos. Queremos viver mais e viver uma vida muito ativa hoje. Acidentes relacionados a esportes, trânsito e outros tipos de acidentes resultam em lesões. Claramente, o interesse por juntas falsificadas continua se desenvolvendo. O titânio e seus compósitos têm sido geralmente usados para fabricar dispositivos embutidos, por exemplo, placas ósseas, parafusos para fixação de fraturas, próteses de válvulas cardíacas, marca-passos e corações artificiais são exemplos de articulações artificiais. Mais de 100 milhões de pacientes em todo o mundo recebem terapia de substituição anualmente e mais de 1.{4}} toneladas de titânio são inseridas nos corpos dos pacientes.
Esses implantes metálicos precisam ser moldados mecanicamente de uma determinada maneira para manter suas funções durante o uso. Durante nossas atividades diárias, dobramos, torcemos, apertamos e contraímos nossos músculos. Quando submetidas a cargas de fadiga, abrasão e impacto, essas peças artificiais não devem se deteriorar. O titânio é 50% mais leve que o aço inoxidável e tem uma relação resistência/densidade 20% maior. É mais forte e mais leve. Quando incorporado ao corpo humano, diminuirá as cargas corporais. Os pacientes poderão se movimentar com mais liberdade. Entre a parte artificial e o corpo humano, haverá tensão. Uma incompatibilidade no módulo de elasticidade é o que leva ao chamado estresse de interface. Na tabela 1, podemos ver que o titânio tem o módulo de flexibilidade mais mínimo entre esses três materiais. O implante de titânio e o osso humano são muito mais compatíveis mecanicamente.
Fisiologicamente, o corpo rejeita partes desconhecidas. Após a cirurgia de implante, inflamação clínica, vermelhidão e coceira são freqüentemente experimentados quando aço inoxidável e liga de co-liga são usados como biomateriais. O titânio e suas ligas são bem conhecidos por sua inércia biológica. Eles são extremamente resistentes à corrosão no ambiente de imersão do sangue humano. Opõe-se bem ao sangue humano e ao tecido celular em geral, garantindo grande semelhança. Praticamente não há contaminação e respostas desfavoravelmente susceptíveis, o que extraordinariamente atua na recuperação dos pacientes. As inúmeras aplicações do titânio são baseadas nisso.
Devido à sua biocompatibilidade superior, o titânio comercialmente puro (Cp Ti) é geralmente considerado o melhor candidato. No entanto, as ligas ELI Ti-6Al-7Nb, Ti-13Nb-13Zr, Ti-12Mo-6Zr e Ti{ {6}}Al-4V também são amplamente utilizados em implantes médicos. Na verdade, dê uma olhada em nosso site para perguntar sobre nossos diferentes itens!
Equipamentos para ortopedia O tratamento das deformidades ósseas é o foco principal da ortopedia. Para ajudar o corpo torcido a retornar à sua posição normal, é necessária uma força externa. O hardware de saúde muscular deve fornecer suporte sólido e lembrar o estado correto do corpo. Além da obstrução ao desgaste e oposição à erosão, a nova propriedade esperada aqui é a memória de forma. As ligas com memória de forma feitas de titânio e níquel possuem propriedades de alta resistência e memória. A liga Ti-Ni é atualmente utilizada para confecção de placas ósseas comuns, hastes intramedulares, fixação interna mandibular, correção de escoliose e outros dispositivos similares.
Os implantes dentários têm suas próprias características distintas. Existem três tipos de encaixe dentário: zigomático, osseointegrado e mini-implante para ancoragem ortodôntica. O titânio tem sido utilizado como coroas, pregos de coroa, vãos fixos, vãos de porcelana, vãos de cimento, anéis de retenção de substituição dentária, bases, aparelhos de interface e aparelhos fortificantes. O titânio tem sido usado para cobrir quase todos os componentes metálicos das dentaduras.
Vamos começar com a osseointegração padrão. Uma "raiz" ou "semente" será primeiro inserida no osso da mandíbula por um médico. Após assentar, a superestrutura do dente se unirá ao encaixe. Depois disso, um novo dente se desenvolverá em cima dele. Aqui está o contraste entre a incorporação clínica e a incorporação dentária. Um implante médico é uma "cola" ou "parafuso" usado para conectar tecido duro quebrado ou um substituto para tecido duro danificado. De qualquer forma, a incorporação dental ajudou no desenvolvimento de um novo design. Que intrigante!
Este procedimento "simples" requer excelentes propriedades térmicas e de biocompatibilidade. Ao tomar sopa e comer iogurte congelado, as pessoas sentirão calor e frio, mas esses sentimentos vêm da boca, não dos dentes. Não haverá nenhum estímulo para saúdedentes.
O titânio se expande muito pouco quando aquecido. No momento em que o implante à base de titânio é usado como uma "raiz", ele não cresce ou murcha na boca das pessoas. O dente recentemente moldado permanecerá onde deveria estar. O titânio tem uma condutividade térmica de apenas um quinto da do aço inoxidável, um terço da do alumínio e metade da do cobre. Não irá aderir à estrutura dos dentes reais quando usado como coroa. A polpa dentária pode ser protegida de estímulos de calor e frio por titânio.
O titânio fundido de precisão é usado na odontologia porque possui alta precisão dimensional, sem encolhimento e sem bolhas. A partir de agora, 4 titânio financeiramente não adulterado (Cp Ti) são utilizados exclusivamente para aplicações de incorporação odontológica. Eles variam no grau ASTM de 1 a 4. Todos eles têm baixo grau de condutividade eletrônica, alta oposição à erosão, estado termodinâmico em valores fisiológicos de pH, baixa propensão ao arranjo de partículas em condições fluidas e ponto isoelétrico do óxido de 5-6.
A pureza diminui e a resistência aumenta entre os graus 1 e 4. O titânio de grau 2 é a estrela mais conhecida para aplicações de incorporação dentária. Tem menor resistência ao escoamento de 275 MPa, o que é equivalente aos aços endurecidos austeníticos temperados. Quando requer maior resistência, a combinação de titânio também pode ser aplicada. Outras ligas, como Ti-6Al-4V, também são utilizadas em diversos contextos.
Instrumentos cirúrgicos
A primeira geração de instrumentos cirúrgicos era feita de aço carbono, mas seu desempenho não era comparável ao do uso clínico após a galvanoplastia. Frequentemente levam à infecção. O aço inoxidável de segunda geração é austenítico, mas o teor de cromo é tóxico e tem alguns efeitos no corpo.
Propriedades mecânicas e ductilidade são as primeiras coisas que precisam ser levadas em consideração ao fazer instrumentos cirúrgicos. O metal prioriza uma flexibilidade específica para acompanhar a forma necessária sem renúncias. Bisturis, pinças e tesouras são exemplos de instrumentos cirúrgicos básicos que são longos e finos. O instrumento requer uma certa quantidade de força para operar com segurança. Eles devem ser suficientemente intensos e não quebrar durante um procedimento médico. Para instrumentos cirúrgicos, o módulo mínimo exigido é de 100 GPa. O módulo de titânio é 116 GPa.
Durante a atividade de procedimento médico, instrumentos diretamente apresentados ao tecido vivo. É necessário ter resistência à corrosão, biocompatibilidade e propriedades magnéticas. O titânio não é venenoso para o tecido humano. Não provocará nenhuma reação insuscetível. A sala de cirurgia ocasionalmente experimenta campos magnéticos. Por exemplo, o raio X cria um campo atraente de cerca de 1,5 Tesla. Este campo atraente pode influenciar instrumentos cuidadosos de diferentes maneiras, incluindo: movimento nocivo causado pela interação de campos magnéticos (o efeito do míssil), calor do instrumento causado pela deposição de energia de radiofrequência (RF) e fotografia relacionada ao instrumento O titânio é bem-estar de atividade não atraente e confiável. Por não ser magnético, também elimina a possibilidade de causar danos a delicados implantes eletrônicos.
A esterilização é realizada usando um spray de vapor quente em alta temperatura após a cirurgia. Diferentes produtos de limpeza são utilizados para limpar micróbios e doenças. O tamanho do instrumento e a qualidade da superfície não devem mudar após limpezas repetidas. Além disso, deve haver poucos danos. Cada vez que um cirurgião usa um instrumento, ele precisa que ele funcione corretamente. A resistência à corrosão do titânio e das ligas de titânio é excelente. Por último, mas não menos importante, o baixo peso do titânio o torna ideal para microcirurgia. A temperatura de trabalho pode variar de 150 a 500 graus Celsius. A fadiga do cirurgião pode ser reduzida usando instrumentos cirúrgicos leves, especialmente para procedimentos demorados.
Titânio medicinal e ligas de titânio são metais de alta qualidade frequentemente utilizados em equipamentos médicos. Cátodos de laser, brocas odontológicas e fórceps são freqüentemente produzidos usando titânio.
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Referências: https://www.rsc.org/periodic-table/element/22/titanium
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9104688/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6369045/
