Biyomedikal malzemeler, insan dokularını ve organlarını teşhis etmek, tedavi etmek veya değiştirmek ve aynı zamanda işlevlerini geliştirmek için yüksek teknolojik içeriğe ve ekonomik değere sahip gelişmiş taşıyıcı malzemeler olarak hizmet veren, malzeme biliminin kritik bir dalını temsil eder. Bu alan, malzeme bilimi ve teknolojisi içinde ortaya çıkan bir alandır ve yaşamın gizemlerini keşfetmeye ve insan sağlığını ve uzun ömürlülüğünü sağlamaya daha büyük katkılarda bulunmaya hazırlanmaktadır.
Biyomedikal metal malzemeler arasında, titanyum ve alaşımları, mükemmel kapsamlı özellikleri nedeniyle tıbbi implantlar—örneğin yapay eklemler (kalça, diz, omuz, ayak bileği, dirsek, bilek, parmak eklemleri vb.), kemik travması ürünleri (intramedüller çiviler, plakalar, vidalar vb.), omurga düzeltme ve iç fiksasyon sistemleri, diş implantları, protezler, ortodontik teller, yapay kalp kapakçıkları ve girişimsel kardiyovasküler stentler—için tercih edilen seçenek haline gelmiştir. Şu anda, klinik uygulamalar için titanyum alaşımlarından daha üstün bir metal malzeme bulunmamaktadır. Yaklaşık 6,5 milyar nüfusa sahip küresel bir popülasyonda, eksik istatistikler yaklaşık 400 milyon engelli insan olduğunu göstermektedir; bunların 60 milyonu uzuv yetersizliğine sahip ve 2 milyarı diş hastalıklarına sahiptir. Ancak, bugüne kadar sadece 35 milyon birey biyomedikal cihaz implantı almıştır. Yıllık eklem replasmanları yaklaşık 1,5 milyondur ve bu, gerçek talebin çok altındadır. Bu nedenle, biyomedikal malzemeler için pazar potansiyeli çok büyüktür ve tercih edilen biyomedikal metal malzemeler olarak titanyum ve alaşımlarına olan talep önemli ölçüde artacaktır.
Tıbbi Cihazlarda Titanyum Alaşımlarının Avantajları:
Hafif:Ameliyat sırasında kan damarlarına, kaslara ve organlara verilen hasarı azaltır, cerrah yorgunluğunu hafifletir. Titanyum aletler özellikle hassas mikrocerrahi için uygundur.
Mükemmel korozyon direnci ve toksik olmama:Ekipmanın paslanmasını önler, yara enfeksiyonu risklerini azaltır ve daha hızlı iyileşmeyi teşvik eder.
Orta elastikiyet:Tıbbi forseps, cımbız, mikrocerrahi bıçakları ve diğer aletlerin imalatı için idealdir.
Düşük yansıtma:Titanyumun gölgesiz ışıklar altında minimum parlaklığı, cerrahi prosedürler için paslanmaz çelikten daha uygundur.
Tıbbi Titanyum Alaşımlarının Uygulamaları:
Ortopedik İmplantlar:
Yapay kalça eklemleri, diz eklemleri ve omurga iç fiksasyon sistemlerini içerir. Gözenekli titanyum alaşımlı interbody füzyon cihazları, kemik büyümesini kolaylaştıran 150-600μm gözenek boyutlarıyla %60-80 gözeneklilik elde edebilir. 3D baskı teknolojisi, hastanın BT verilerinin hassas bir şekilde kopyalanmasını sağlar ve %95'in üzerinde anatomik eşleşme ile kişiselleştirilmiş implantlar üretir.
Kardiyovasküler Cihazlar:
Yapay kalp kapakçığı stentleri ve vasküler stentlerin imalatında kullanılır. Ti-6Al-4V alaşımlı stentler, 10N/mm²'yi aşan bir destek gücü ile 80μm'lik bir duvar kalınlığına işlenebilir. Yeni β-titanyum alaşımları (örneğin, Ti-15Mo-5Zr), stent restenozi oranlarını %5'in altına düşürerek gelişmiş antikoagülasyon özellikleri sergiler.
Diş Restorasyonu:
Ticari olarak saf titanyum (TA1/TA2), diş implant kökleri için kullanılır ve 50MPa'lık bir kemik bağlama gücü elde eder, bu da hidroksiapatit kaplamaların 35MPa'sını aşar. Ti-Zr alaşımlı implantlar, geleneksel titanyum alaşımlarının %94,1'ini geride bırakarak %97,3'lük beş yıllık bir hayatta kalma oranı gösterir.
Biyouyumluluk, mekanik özellikler ve üretim esnekliğinin birleşimiyle, tıbbi titanyum alaşımları modern sağlık hizmetlerinin vazgeçilmez bir malzeme taşı haline gelmiştir. Ortopediden kardiyovasküler uygulamalara ve standart bileşenlerden kişiselleştirilmiş implantlara kadar, sürekli genişlemeleri, malzeme inovasyonunun insan sağlığı üzerindeki derin etkisini vurgulamaktadır. Teknoloji geliştikçe ve klinik ihtiyaçlar derinleştikçe, tıbbi titanyum alaşımları şüphesiz daha da büyük performans sağlayacak, tıp endüstrisi için yeni bölümler yazacak ve insanlığın daha yüksek kaliteli yaşam arayışını destekleyecektir.
