Ортопедски имплантати: Ти-6Ал-4В вс 316ЛВМ биокомпатибилност

Где 316ЛВМ још увек држи своје место у ортопедском хардверу

316ЛВМ остаје економична окосница трауме и кичменог хардвера јер аустенитни пут-отопљеног у вакууму, дефинисан АСТМ Ф138, АСТМ Ф139 и ИСО 5832-1 као УНС С31673, потискује инклузије и одржава нивое испуштања никла на ниском нивоу, уз извештаје о стопи испуштања никла02. µг/цм²/недељно. Хладна обрада тада даје границу течења око 900 МПа са издужењем од близу 15%, комбинацију која омогућава хирургу да савија, навија и затеже шипку или шраф без пуцања. Индикативне цене млина за хладно-обрађене имплантате-разреда 316ЛВМ су близу 150 УСД по кг наспрам отприлике 450 УСД по кг за медицински Ти-6Ал-4В, а тај однос и даље одлучује о великом уделу спецификација кичме и трауме.

Границе су подједнако јасне. Аустенитни челик се не везује директно за кост, тако да одговара цементираним или завртњима{1}}фиксираним дизајном који постижу примарну стабилност механички, а садржи и садржај никла који се мора испитати у односу на осетљивост пацијента пре имплантације.

Када Ти-6Ал-4В ЕЛИ постане обавезан

Ти-6Ал-4В у изузетно ниском интерстицијском стању 23, покривеном АСТМ Ф136 и ИСО 5832-3, је стандардни одговор где фиксација без цемента зависи од кости која расте у имплантат. Смањени остаци кисеоника, азота и гвожђа побољшавају дуктилност и чврстоћу на замор у односу на стандардну хемију степена 5, што је битно у стабљици или чаши подвргнутој милионима циклуса оптерећења. Порозне и храпаве површине са величином пора око 40-60 µм омогућавају урастање кости и дају конструкту секундарну стабилност без цемента.

Два клиничка покретача чине ЕЛИ степена 23 не-преговорним него опционим. Прва је документована алергија на никл, пошто легура титанијума не садржи никл. Други је дизајн који зависи од директне осеоинтеграције или ниске крутости како би се избегла заштита од напрезања, где је модул легуре титанијума од 110 ГПа много ближе кортикалној кости него 193 ГПа од аустенитног челика.

Трење и галванска корозија на модуларним интерфејсима

Модуларност ствара најчешће-место за дуготрајне грешке у оба материјала. На 316ЛВМ, доминантан механизам је галвански напад где нерђајућа компонента долази у контакт са компонентом од титанијума кроз телесну течност, јер разлика потенцијала покреће растварање мање племенитог челика. На Ти-6Ал-4В, доминантни механизам је фреттинг, где микропокрет на конусу више пута оштећује оксидни слој и може да подстакне формирање тврдог алфа-случаја и стварање остатака.

Оба механизма се управљају на интерфејсу, а не на нивоу материјала. Керамичке превлаке на конусним интерфејсима електрично изолују пар и истовремено смањују коефицијент хабања. Конструкције од једне-легуре у потпуности уклањају галвански ризик. Избегавање бесцементног 316ЛВМ зглоба код младог-потребног пацијента уклања комбинацију високог цикличног оптерећења и минималне потпоре костију која убрзава отказивање-произведено крхотине.

Протоколи за површинску обраду

Пескарење са алуминијумским медијумом у опсегу од 250-500 µм да би се створила макрохрапавост и механичка блокада.

Јеткање киселинама у растворима сумпорне и хлороводоничне киселине за површине од титанијума, стварајући топографију двоструког-размера која подржава везивање ћелија.

Хидроксиапатит плазма спреј на 50-100 µм дебљине премаза за убрзавање ране биолошке фиксације.

Ултраљубичаста фотофункционализација титанијума за обнављање хидрофилности и биоактивности површине након складиштења.

Електрополирање компоненти од аустенитног челика ради уклањања микробруса пре пасивирања.

Стандарди за припрему површине, као што је АСТМ Ф86, регулишу праксу чишћења, пасивизације и обележавања, а редослед је важан: пескарски медиј заробљен пре премаза ће касније проузроковати недостатак адхезије, тако да се ефикасност чишћења верификује као део валидације процеса, а не претпоставља се на основу подешавања опреме.

Убрзано старење и тестирање биокомпатибилности

Пре него што било која легура стигне до пацијента, она мора преживети дефинисану тест матрицу. Испитивање замора на 10 до седме степене циклуса, које се изводи на око 5 Хз у физиолошком медијуму, успоставља границу истека-за геометрију имплантата пре него за сирови материјал. Потенциодинамичка поларизација у симулираној телесној течности квантификује потенцијал разградње и репасивационо понашање пасивног филма. Перформансе хабања зглобних зглобова су окарактерисане према ИСО 14242-1 методи симулације хабања зглоба кука, а скрининг цитотоксичности се спроводи према ИСО 10993-5 као део шире серије биолошких евалуација ИСО 10993.

Резултати те матрице, а не само име легуре, одлучују да ли је дизајн 316ЛВМ или Ти-6Ал-4В ЕЛИ прихватљив, а такође постављају тврдње које се легитимно могу ставити на етикету уређаја.

Често постављана питања

П: Зашто 316ЛВМ остаје одржив за хардвер за кичму?
Вакуумско топљење задржава ослобађање никла близу 0,2 µг/цм²/недељно, хладна обрада подиже границу течења на око 900 МПа са издужењем од 15%, а индикативни трошак материјала близу 150 УСД по кг је знатно испод медицинске легуре титанијума{4}}.

П: Када је Ти-6Ал-4В ЕЛИ обавезан?
За фиксацију без цемента која захтева урастање кости, и за сваког пацијента са документованом алергијом на никл; хемија степена 23 такође додаје снагу на замор у односу на стандардну оцену 5, а величине пора око 40-60 µм подржавају урастање.

П: Шта узрокује корозију трења на модуларним интерфејсима?
На 316ЛВМ то је галвански напад између различитих метала у телесној течности, а на Ти-6Ал-4В је фреттинг који више пута разбија оксидни слој; керамичке превлаке на конусним и једнолегираним конструкцијама се односе на обоје.

П: Који површински третмани побољшавају фиксацију?
Пескарење глинице у опсегу 250-500 µм, кисело јеткање за титанијум, хидроксиапатит плазма спреј на 50-100 µм и ултраљубичаста фотофункционализација титанијумских површина.

П: Како је имплант квалификован тестирањем убрзаног старења?
Кроз матрицу од 10 до седмог циклуса напајања, тестирање замора на око 5 Хз, потенциодинамичка поларизација у симулираној телесној течности, симулација хабања према ИСО 14242-1 и испитивање цитотоксичности према ИСО 10993-5.