titane médical
Les matériaux métalliques médicaux, également connus sous le nom de matériaux métalliques pour implants chirurgicaux, sont principalement utilisés pour le diagnostic, le traitement et le remplacement ou l'amélioration des tissus humains. Au cours des 20 dernières années, bien que le développement des matériaux médicaux métalliques ait été relativement lent par rapport aux matériaux biomédicaux tels que les matériaux polymères, les matériaux composites, les matériaux hybrides et dérivés, ils présentent une résistance élevée, une bonne ténacité, une résistance à la fatigue par flexion et un excellent traitement. performance. Il possède d’excellentes propriétés qui ne peuvent être remplacées par de nombreux autres types de matériaux médicaux et constitue le matériau d’implant porteur le plus largement utilisé dans la pratique clinique. Surtout avec le développement de la technologie d’impression 3D métallique, les matériaux médicaux métalliques ont été plus largement utilisés. Les applications les plus importantes sont : les plaques de fixation des fractures, les vis, les articulations artificielles et les implants radiculaires dentaires.
Alliage de titane médical
L'alliage de titane médical (matériau biomédical en alliage à base de titane) est l'un des métaux les plus biocompatibles connus à ce jour. Depuis les années 1940, le titane et ses alliages ont été progressivement utilisés en médecine clinique. En 1951, les humains ont commencé à utiliser du titane pur pour fabriquer des plaques osseuses et des vis à os. Au milieu des années -1970, le titane et ses alliages ont commencé à être largement utilisés en médecine et sont devenus l'un des matériaux médicaux les plus prometteurs. À l'heure actuelle, le titane et les alliages de titane sont principalement utilisés en orthopédie, notamment dans la rééducation des os des membres et des crânes, pour la fabrication de divers dispositifs de fixation interne pour fractures, d'articulations artificielles, de crânes et de dure-mère (Figure 1), de valvules cardiaques artificielles, de dents. , gencives, supports, etc. douilles et couronnes. Parmi eux, l'alliage de titane médical le plus utilisé est le GR5 (Ti-6A1-4V). L'alliage a une structure mixte biphasée dix bêta à température ambiante, et sa résistance et d'autres propriétés mécaniques peuvent être considérablement améliorées par un traitement en solution et un traitement de vieillissement.
Figure 1 Crâne médical en alliage de titane, stent cardiovasculaire en alliage à mémoire de forme médicale
La densité du titane et des alliages de titane est d'environ 4,5 g/cm3, soit près de la moitié de celle de l'acier inoxydable et des alliages de cobalt. La densité est proche de celle des tissus durs humains et sa biocompatibilité, sa résistance à la corrosion et sa résistance à la fatigue sont meilleures que celles de l'acier inoxydable et des alliages de cobalt. C'est actuellement le meilleur matériau médical en métal. L'affinité du titane et des alliages de titane avec le corps humain provient du fait que le film dense de passivation d'oxyde de titane (TiO2) à la surface peut induire le dépôt d'ions calcium et phosphore dans les fluides corporels pour former de l'apatite, montrant une certaine activité biologique et une certaine ostéointégration. capacité. Solide, particulièrement adapté à l'implantation intra-osseuse. Les inconvénients du titane et des alliages de titane sont une faible dureté et une mauvaise résistance à l'usure. Si l'usure se produit, elle entraînera d'abord la destruction du film d'oxyde, puis les produits de corrosion des particules d'usure pénétreront dans les tissus humains, notamment le vanadium (V) toxique contenu dans le Ti-6A{{ 5}}L’alliage V entraînera l’échec de l’implant. Afin d'améliorer la résistance à l'usure du titane et des alliages de titane, la surface des produits en titane et en alliage de titane peut être traitée avec une technologie d'ammoniation ionique à haute température ou d'implantation ionique pour améliorer leur résistance à l'usure de surface. Ces dernières années, de nouveaux alliages de titane (principalement des alliages de type ) ont été développés, tous axés sur la réduction du V, de l'Al et d'autres éléments nocifs pour le corps humain et sur l'amélioration efficace de la biocompatibilité des alliages de titane.
