ї і м'язової тканиною. Метал практично не коррозирует в агресивних середовищах людського тіла, а структура тканин, що оточують титанові конструкції, не змінюється протягом тривалого часу. Своєю хімічною індиферентністю титан перевершує не тільки всі нержавіючі сталі, але й знайшов останнім часом широке застосування «віталліум» - сплав на кобальтової основі. Цінно, що технічно чистий титан містить набагато менше домішок, ніж інші використовувані в медицині сплави.
Використання титану дає можливість лікувати навколосуглобових переломи, застосовуючи конструкції складної конфігурації, які колись не могли бути вжиті через труднощі з їх видалення. У техніці скелетного витягування починають застосовувати титанові скоби (клеми).
Титан вигідно відрізняється від інших, конкуруючих з ним, металів не тільки своєю біологічною інертністю, а й цінними механічними властивостями. Щоб мати таку ж міцність на розрив, яку має стрижень титану діаметром 10 мм, залізний стрижень повинен бути не менше 14 мм в діаметрі. Титан є таким конструкційним матеріалом, який дозволяє підвищити міцність виробу, зберігши його розміри, або без втрати міцності отримати виграш у вазі до 40% і значно зменшити обсяг конструкції. Це робить титан найкращим металом для внутрішніх протезів. Особливо ефективним є застосування титану в артропластике стегна.
. 2 Біологічно і механічно сумісні імплантати з нікелідатитану
Великий інтерес в імплантології до матеріалів на основі титану обумовлений не тільки характерними для даних матеріалів високими значеннями меж плинності і міцності із збереженням пластичності, а й значною мірою їх задовільною біологічної сумісністю з живим організмом.
Біологічно і механічно сумісні імплантати з нікелідатитану застосовуються для лікування хребетно - спінальних травм і дегенеративно - дистрофічних захворювань.
Стабілізація хребта металевими імплантатами використовується в медицині з початку ХХ століття. В даний час широко застосовуються пластини ЦІТО, Цив'яна, стяжки Цив'яна-Раміха, різні види транспедикулярних апаратів [19] тощо.
Їх виготовляють з нержавіючих сталей, титанових сплавів, рідше з кобальтових і молібденових сплавів. Головними вимогами, пропонованими до цих матеріалів, були висока коррозіціонная стійкість і хороша міцність. Заради останньої найчастіше забували про невисоку біологічної інертності легованих сталей, кобальтових сплавів. Крім того, питання механічної сумісності імплантату і структур організму став розглядатися тільки останнім часом.
Справа в тому, що модуль пружності більшості конструкційних сплавів (230 - 110 ГПа) значно вище, ніж у кістки (25 - 15 ГПа), а тим більше хрящових структур (1 - 0,2 ГПа). При спільній роботі кістка-імплантат відбувається нерівномірний розподіл деформацій і напруг, які максимальні, як правило, в місцях кріплення імплантату до кістки, що викликає небезпеку їх руйнування. Тому, проводяться спроби використання сплавів з низьким модулем пружності, наприклад, системи Ti-Ta (80 - 70 ГПа), або змінювати конструкцію імплантату, вводячи в неї різні вирізи, вигини, у прагненні знизити жорсткість імплантату.
Однак при цьому підвищується ризик його руйнування внаслідок концентрації напружень при навантаженні. У теж час відомий матеріал, механічне поведінка якого наближається до поведінки тканин організму. Це сплави на основі нікелідатитану або по-іншому ѕ нитинол [20].
При певній температурі, яка може дорівнювати температурі людського тіла, ці сплави проявляють надпружні поведінка (СУ), коли значні деформації (до 12%), що виникають при навантаженні, усуваються при розвантаженні, малюнок 1.
Малюнок 1 - Властивості надпружні (СУ) нікелідатитану
При цьому механічна поведінка сплавів наближається до поведінки кістки структур.
Крім того, ці сплави мають ефект запам'ятовування форми (ЕЗФ), який полягає в тому, що деформований в охолодженому стані (нижче Mд) зразок може скільки завгодно довго зберігати нову форму.
При нагріванні зразка в інтервалі температур - він відновлює свою початкову форму і буде проявляти надпружні поведінку. Якщо зовнішній протидії перешкоджає поверненню до первісної форми, то в зразку розвиваються реактивні напруги в інтервалі - (малюнок 2).
Малюнок 2. Властивості ефекту запам'ятовування форми (ЕЗФ) нікелідатитану
Крім того, сплави на основі нікелідатитану володіють відмінною коррозіціонной стійкістю і біологічною інертністю. Тому вони є ідеальним матеріалом для створення біологічно і механічно сумісних з організмом людини імплантатів (БМСІ).
Вже близько 20 років проводят...
