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钛合金在医疗领域的应用有哪些

龚飞鹏 骨科 副主任医师

江西省人民医院 三甲

钛合金在医疗领域通常有骨科植入物应用、口腔修复应用、外科手术器械应用、康复辅助器具应用、介入医疗器材应用等,相关使用需符合医用材料安全标准。

一、核心应用场景

1.骨科植入物应用

钛合金具备低密度高强度的特点,弹性模量和人体骨骼接近,不会产生传统金属植入物常见的应力遮挡问题,常用于人工髋关节,人工膝关节,脊柱内固定钉,骨折接骨板等产品制作,植入后极少出现排异反应,长期留存体内也不会析出有害杂质,能帮助受损骨骼恢复原有支撑功能,多数长期植入的产品使用年限可达数十年,不需要二次手术取出更换,大幅降低患者后续治疗负担。

2.口腔修复应用

钛合金生物相容性优秀,耐口腔内酸碱腐蚀,不会和唾液以及日常食物成分发生反应,常用于制作义齿基托,牙种植体,烤瓷牙内冠等产品,质地轻盈佩戴后异物感极低,导热性差不会刺激牙体牙髓组织,适配绝大多数有口腔修复需求的人群,佩戴使用体验明显优于传统的钴铬合金类材质。

3.外科手术器械应用

钛合金质地坚硬同时重量远低于普通不锈钢,不易变形也不容易在表面残留细菌污渍,经过高温高压反复消毒也不会出现材质老化锈蚀的问题,常用于制作手术刀,镊子,手术剪,骨凿,微创穿刺器械等,操作人员长时间握持使用也不会出现手腕酸痛的情况,操作精度可以得到有效保障,还能适配各类复杂的外科手术场景。

4.康复辅助器具应用

钛合金的高强度和轻量化属性,能大幅降低康复辅具的整体重量,常用于制作假肢接受腔,矫形支架,助行器部件,脊柱侧弯矫形器等,患者长时间穿戴携带也不会产生额外的身体负担,辅具的使用寿命更长,不容易在日常使用中出现断裂变形的问题,能更好的辅助患者恢复日常活动能力。

5.介入医疗器材应用

钛合金的耐腐蚀性和生物相容性适配血管内的复杂环境,常用于制作血管支架,心脏封堵器,食道支架等介入类器材,植入后不会刺激血管壁出现过度增生,不会诱发血栓等不良问题,材质的射线显影性能优秀,医生在介入操作过程中可以清晰定位器材位置,提升介入手术的操作成功率。

二、应用核心优势支撑

1.生物相容性优势

钛合金表面会形成稳定的氧化层,不会和人体组织产生排异反应,几乎不会诱发炎症类不良反应,和人体骨骼组织可以实现良好的骨结合,植入后可以和周围的新生骨骼稳定长合在一起,不需要额外添加粘合类物质就可以实现长期固定效果。

2.理化性能优势

钛合金的密度仅为普通不锈钢的百分之五十左右,强度却和高强度结构钢接近,弹性模量和人体密质骨接近,可以有效降低传统金属植入物常见的应力遮挡问题,避免植入周边的骨组织出现长期废用性骨质疏松。

3.耐损耗性能优势

钛合金在人体体液的弱酸碱环境中可以长期保持稳定,不会出现锈蚀析出重金属杂质的问题,也不会在日常消毒使用过程中出现材质损耗,使用年限远高于其他普通金属材质,长期使用的安全性更有保障。

三、注意事项

1.临床应用前检测

所有投入临床使用的钛合金医疗产品,都需要提前完成严格的生物安全检测,确认材质无有害杂质析出,不会对人体组织产生不良刺激,符合国家相关医用金属材料标准后方可投入使用。

2.特殊人群适配评估

部分对金属材质存在特异敏感的人群,术前需要提前完成相关的材质耐受测试,确认自身可以适配钛合金材质后,再开展相关植入类治疗操作,避免后续出现罕见的局部过敏不适问题。

3.术后定期随访

植入钛合金类医疗产品的患者,需要遵医嘱定期完成相关随访检查,确认植入物位置稳定,没有出现松动变形等异常情况,保障自身的康复进程顺利推进。

参考文献:

[1]中华医学会骨科分会内固定学组.骨科金属植入物临床应用指南2023版[J].中华骨科杂志,2023,43卷11期,641-652.

[2]中国口腔医学会口腔修复学专业委员会.口腔钛合金修复材料临床应用专家共识2022[J].中华口腔医学杂志,2022,57卷9期,897-903.

[3]中国生物医学工程学会.医用钛合金材料临床应用规范[J].中国生物医学工程学报,2021,40卷6期,743-750.

[4]中华医学会外科学分会外科手术学学组.外科手术器械通用选用规范[J].中华外科杂志,2022,60卷10期,921-927.