बायोमेडिकल अनुप्रयोगों के लिए टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री बायोमेडिकल इंजीनियरिंग में उपयोग की जाने वाली कार्यात्मक संरचनात्मक सामग्रियों का एक वर्ग है, विशेष रूप से सर्जिकल प्रत्यारोपण और आर्थोपेडिक उपकरणों के उत्पादन और निर्माण के लिए। टाइटेनियम मिश्र धातुओं के उत्पादन और तैयारी में धातु विज्ञान, दबाव प्रसंस्करण, समग्र सामग्री और रासायनिक उद्योग शामिल हैं, और इसे दुनिया में एक उच्च-तकनीकी उत्पाद के रूप में मान्यता प्राप्त है। टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातु धीरे -धीरे एयरोस्पेस, विमानन और रक्षा उद्योग से नागरिक उपभोक्ता क्षेत्र में प्रवेश कर रहे हैं। जैसे चिकित्सा और स्वास्थ्य उद्योग, चिकित्सा उपकरण में प्रत्यारोपण; खेल और अवकाश उद्योग, टाइटेनियम गोल्फ क्लब और टाइटेनियम चश्मा फ्रेम, टाइटेनियम घड़ियों, टाइटेनियम साइकिल और अन्य उत्पादों, टाइटेनियम प्रसंस्करण सामग्री की मांग बढ़ रही है। जैव प्रौद्योगिकी और प्रमुख सफलताओं के जोरदार विकास के साथ, बायोमेडिकल धातु सामग्री और उत्पाद उद्योग विश्व अर्थव्यवस्था के एक स्तंभ उद्योग के रूप में विकसित होंगे। उनमें से, टाइटेनियम और इसके मिश्र धातुओं के साथ हल्के वजन, लोच के कम मापांक, गैर-विषैले, गैर-चुंबकीय, संक्षारण प्रतिरोध, उच्च शक्ति, अच्छी क्रूरता और अन्य उत्कृष्ट व्यापक प्रदर्शन, हाल के वर्षों में, तेजी से और स्थिर विकास की मांग। उसी समय, जैसा कि टाइटेनियम मिश्रधातु ऑर्थोपेडिक्स और अन्य नए संभावित बाजार की मांग के क्षेत्र में प्रवेश करना शुरू करते हैं, टाइटेनियम मिश्र बाजार के भविष्य में अधिक तेजी से विकास दिखाई देगा।
1 मेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातु की अनुसंधान प्रगति
1.1 मेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातु का वर्गीकरण
टाइटेनियम मिश्र को सामग्री के माइक्रोस्ट्रक्चर के प्रकार के अनुसार 3 श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: -टाइप, + - प्रकार और -टाइप टाइटेनियम मिश्र।
1.2 मेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातु का विकास प्रवृत्ति
साहित्य अनुसंधान में पाया गया कि घरेलू और विदेशी शोधकर्ता और विद्वान इस बात से सहमत हैं कि मेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातुओं का विकास तीन प्रतिष्ठित चरणों से गुजरा है, पहले चरण को शुद्ध टाइटेनियम और टीआई -6 अल -4 वी मिश्र धातु द्वारा दर्शाया गया है; दूसरे चरण को नए + मिश्र धातु द्वारा ti -5 a 1-2। तीसरा चरण बेहतर बायोकंपैटिबिलिटी और कम लोचदार मापांक के साथ + मिश्र धातुओं का विकास है; तीसरा चरण बेहतर बायोकंपैटिबिलिटी और कम लोचदार मापांक के साथ + मिश्र धातु विकसित करना है। और लोचदार मापांक -टिटेनियम मिश्र धातुओं। आदर्श बायोमेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री को निम्नलिखित स्थितियों को पूरा करना चाहिए: अच्छी बायोकंपैटिबिलिटी, लोच का कम मापांक, कम घनत्व, अच्छा संक्षारण प्रतिरोध, गैर-विषाक्तता, उच्च उपज शक्ति, लंबी थकान जीवन, कमरे के तापमान पर बड़ी प्लास्टिसिटी, आसान बनाने के लिए, आसान कास्टिंग। इम्प्लांट सामग्री में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले महत्वपूर्ण मिश्र धातुओं ti -6 a 1-4 v और ti -6 a 1-4} veli हैं। साहित्य में यह बताया गया है कि वी तत्व घातक ऊतक प्रतिक्रिया का कारण बन सकता है, जो मानव शरीर पर विषाक्त दुष्प्रभाव हो सकता है, और अल ऑस्टियोपोरोसिस और मानसिक विकारों और अन्य विकारों का कारण बन सकता है; इस समस्या को हल करने के लिए, वर्तमान बायोमैटेरियल्स वैज्ञानिक नए बायोमेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातुओं की खोज और शोध करने के लिए प्रतिबद्ध हैं जिनमें वी और अल शामिल नहीं हैं। इस समस्या को हल करने के लिए, वर्तमान बायोमेट्रिक वैज्ञानिक नए बायोमैटिरियल्स की खोज और शोध करने के लिए प्रतिबद्ध हैं, जिनमें चिकित्सा उपयोग के लिए वी, अल टाइटेनियम मिश्र धातुओं को शामिल नहीं किया गया है, और इससे पहले यह पता लगाना आवश्यक है कि किस तरह के मिश्र धातु तत्व गैर-टॉक्सिक और बायोकंपैटिबल दोनों को जोड़ने के लिए उपयुक्त हैं। यह पाया गया है कि टाइटेनियम मिश्र धातुओं में गैर विषैले तत्वों जैसे कि मोलिब्डेनम, नियोबियम, टैंटलम, ज़िरकोनियम आदि में स्थिर तत्वों की एक उच्च सामग्री होती है, और + टाइटेनियम मिश्र धातुओं के साथ तुलना में, उनके पास कम-से-कम एक प्रत्यारोपण के रूप में।
टाइटेनियम मिश्र धातु का 2 आवेदन
2.1 टाइटेनियम मिश्र धातु का चिकित्सा आधार
मानव प्रत्यारोपण के रूप में टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग करने के फायदे मुख्य रूप से हैं: (1) घनत्व (20 डिग्री)=4। 5g/cm3, लाइटवेट। मानव शरीर में प्रत्यारोपित: मानव शरीर के भार को कम करने के लिए, एक चिकित्सा उपकरण के रूप में: चिकित्सा कर्मियों के परिचालन भार को कम करने के लिए। (2) लोच का कम मापांक, शुद्ध टाइटेनियम 108,500mpa है, शरीर में प्रत्यारोपित: मानव शरीर की प्राकृतिक हड्डी के करीब, हड्डी के ग्राफ्टिंग के अनुकूल, प्रत्यारोपण पर हड्डी के तनाव परिरक्षण प्रभाव को कम करने के लिए। (3) गैर-चुंबकीय, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों और गरज के साथ प्रभावित नहीं, जो उपयोग के बाद मानव शरीर की सुरक्षा के अनुकूल है। (4) गैर-विषाक्तता, एक प्रत्यारोपण के रूप में मानव शरीर पर कोई विषाक्त दुष्प्रभाव नहीं। (५) जंग प्रतिरोध (बायो-इन्ट मेटल मैटेरियल्स), मानव रक्त विसर्जन के वातावरण में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध, मानव रक्त और सेलुलर ऊतकों के साथ अच्छी संगतता सुनिश्चित करने के लिए, क्योंकि प्रत्यारोपण मानव संदूषण का उत्पादन नहीं करते हैं, एलर्जी प्रतिक्रियाएं नहीं होंगी, जो टाइटेनियम और टाइटेनियम मिशन की स्थिति के लिए आधार है। (६) उच्च शक्ति, अच्छी बेरहमी, आघात, ट्यूमर और हड्डी के लिए अग्रणी अन्य कारकों के कारण, संयुक्त क्षति, एक ठोस हड्डी समर्थन स्थापित करने के लिए, घुमावदार प्लेटों, शिकंजा, कृत्रिम हड्डी और जोड़ों, आदि की मदद से उपयोग किया जाना चाहिए, इन प्रत्यारोपणों को लंबे समय तक शरीर में छोड़ दिया जाना चाहिए, जो कि कठिनता के अधीन होगा, घमंडी, घमंड, संलग्न, संलग्न, संलग्नक, संलग्नक, संलग्नक, संलग्नक, संलयन, संलग्नक, संलग्नक, संलग्नक, संलग्नक, संलग्नक, संलग्नक, संलग्नक, संलग्नक, संलग्नक, संलग्नक, संलग्नक, संलग्नक, संलग्नक, संलग्नक, संजनन, संलग्नक, संलग्नक, संलग्नक, संलग्नक, संलग्नक, संलग्नक, संजन, संलग्नक, संलग्नक, संलयन, संजन,
2.2 टाइटेनियम मिश्र धातु चिकित्सा क्षेत्र और आर्थोपेडिक क्षेत्र
बाजार की स्थिति टाइटेनियम मिश्र धातुओं, टाइटेनियम किस्मों और मूल्य में कमी के विकास के बारे में है, सिविल उद्योग में टाइटेनियम के आवेदन में तेजी से वृद्धि हुई है। CFDA को उनकी सुरक्षा के अनुसार चिकित्सा उपकरणों के तीन वर्गों में विभाजित किया जाएगा, जो कि उच्च से निम्न तक की सुरक्षा के तीन स्तरों और क्रमशः सरकार के पर्यवेक्षण और प्रबंधन के तीन स्तरों के लिए, तीसरे वर्ग से संबंधित हैं। सब-सेगमेंट मार्केट हिस्सेदारी, इन विट्रो डायग्नोस्टिक्स, कार्डियक, डायग्नोस्टिक इमेजिंग, ऑर्थोपेडिक्स, नेत्र विज्ञान, ऑर्थोपेडिक्स छह प्रमुख खंडों सहित उप-उद्योग के 5% से अधिक की हिस्सेदारी। उनमें से, इन विट्रो डायग्नोस्टिक्स में, आर्थोपेडिक्स और कार्डियक हस्तक्षेप चीन में सबसे तेजी से बढ़ते उच्च-मूल्य वाले उपभोग्य सामग्रियों है। बायोमेडिकल टाइटेनियम और इसके मिश्र धातुओं का अनुप्रयोग तीन लैंडमार्क चरणों से गुजरा है: 1950 के दशक की शुरुआत में, यूनाइटेड किंगडम और संयुक्त राज्य अमेरिका में पहले, व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम का उपयोग हड्डी की प्लेटों, शिकंजा, इंट्रेमडुलरी नाखूनों और कूल्हों के जोड़ों के निर्माण के लिए किया गया था। स्विस मैथिस ने भी ti -6 a 1-7 nb मिश्र धातु का उपयोग किया था, जो गैर-विस्तारित इंट्रामेडुलरी नेलिंग सिस्टम (टिबिया, ह्यूमरस, फीमर सहित) और फेमोरल नेक फ्रैक्चर के उपचार के लिए खोखले स्क्रू का निर्माण करने के लिए। झरझरा नी-टी (PNT) मिश्र धातु बायोएक्टिव सामग्री विनिर्माण ग्रीवा, काठ का इंटरबॉडी फ्यूजन (CAGE) कनाडा Biorthex कंपनी ने विकसित किया, जो कि ऑर्थोपेडिक स्पाइनल चोट उपचार के लिए पोरस नी-टी मिश्र धातु पेटेंट सामग्री एक्टिपोरोर गामा विनिर्माण गर्भाशय ग्रीवा, काठ का इंटरबॉडी फ्यूजन है। नया बीटा टाइटेनियम मिश्र धातु ऑर्थोपेडिक्स, दंत चिकित्सा और संवहनी हस्तक्षेप और उन्नत सामग्री के अन्य उपयोगों को ध्यान में रख सकता है आर्थोपेडिक मेडिकल डिवाइस उद्योग में वैश्विक चिकित्सा उपकरण बाजार में 9% से अधिक का हिसाब है, और अभी भी तेजी से विकास में है। आर्थोपेडिक मेडिकल डिवाइसेस मार्केट को चार मुख्य खंडों के आघात, संयुक्त, रीढ़ और अन्य में विभाजित किया गया है। उनमें से, ट्रॉमा एकमात्र ऐसा खंड है, जिस पर विदेशी कंपनियों द्वारा एक प्रमुख बाजार हिस्सेदारी पर कब्जा करने के लिए कब्जा नहीं किया गया है, मुख्य रूप से क्योंकि इस क्षेत्र में उत्पाद कम-तकनीकी हैं, नकल करना आसान है, संचालित करने के लिए कम मुश्किल है, और कई दूसरे और तीसरे स्तर के अस्पतालों को किया जा सकता है, इसलिए विदेशी कंपनियों को पूरी तरह से कवर नहीं किया जा सकता है। ट्रॉमा उत्पादों को आंतरिक निर्धारण और बाहरी निर्धारण उपकरणों, आंतरिक निर्धारण आघात उत्पादों में विभाजित किया जा सकता है, जिसमें इंट्रामेडुलरी नाखून, प्लेट और शिकंजा आदि शामिल हैं। 2012 में, ट्रॉमा में घरेलू आर्थोपेडिक बाजार के 34%, जोड़ों का 28%, 20% रीढ़ और अन्य का 18% हिस्सा था। बड़े जोड़ उच्च तकनीकी बाधाओं के साथ उच्च अंत चिकित्सा उपकरण हैं। वर्तमान में, मुख्यधारा के अस्पताल मुख्य रूप से आर्थोपेडिक सामग्री का आयात कर रहे हैं, और प्रौद्योगिकी, डिजाइन, अनुसंधान और विकास, सामग्री और सतह उपचार प्रक्रिया के संदर्भ में घरेलू और आयातित उत्पादों के बीच अभी भी एक अंतर है। कृत्रिम जोड़ों को मुख्य रूप से कृत्रिम घुटने, कूल्हे, कोहनी, कंधे, उंगली और पैर की अंगुली जोड़ों आदि में वर्गीकृत किया जाता है, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण संयुक्त प्रतिस्थापन में हिप और घुटने के जोड़ शामिल हैं, जो एक साथ वैश्विक संयुक्त प्रतिस्थापन बाजार के 95% से अधिक के लिए खाते हैं। स्पाइनल इम्प्लांट डिवाइसों में थोरैकोलुम्बर स्पाइन नेल प्लेट सिस्टम, सर्वाइकल स्पाइन नेल प्लेट सिस्टम और फ्यूजन सिस्टम आदि शामिल हैं, जिनमें से इंटरवर्टेब्रल फ्यूजन सिस्टम का उपयोग मुख्य रूप से इंटरवर्टेब्रल डिस्क रिप्लेसमेंट के उपचार में किया जाता है, जो कि सबसे महत्वपूर्ण खंड भी है, जो पूरे स्पाइनल इम्प्लांट मार्केट के लगभग आधे के लिए लेखांकन है।
3 निष्कर्ष
टाइटेनियम मिश्र धातु के बेहतर प्रदर्शन ने चिकित्सा क्षेत्र में अपनी अग्रणी स्थान हासिल किया है। टाइटेनियम मिश्र धातुओं की सामग्री डिजाइन और तैयारी प्रौद्योगिकी ने जैव प्रौद्योगिकी में सफलताओं और चिकित्सा अनुप्रयोगों की बड़ी मांग के साथ तेजी से विकसित किया है। वर्तमान में निर्मित मेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातु मुख्य रूप से + टाइप टाइटेनियम मिश्र धातु हैं। तैयारी प्रक्रिया के दृष्टिकोण से, TC4 (TC4ELI) का उत्पादन वर्तमान में मुख्य बाजार हिस्सेदारी पर है। -टाइप टाइटेनियम मिश्र धातुओं को जैव -रासायनिकता और यांत्रिक संगतता में उनके फायदे के कारण नए मेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातुओं का अनुसंधान हॉटस्पॉट बन गया है, जो चिकित्सा प्रत्यारोपण के क्षेत्र में सबसे आशाजनक तकनीक है। भविष्य में, टाइटेनियम मिश्र धातुओं की उत्पादन तकनीक को कम मापांक, उच्च शक्ति, अच्छी जैव -रासायनिकता और यांत्रिक संगतता की दिशा में विकसित किया जाना चाहिए। विकास की प्रवृत्ति से, -टाइप टाइटेनियम मिश्र धातु भविष्य की विकास दिशा और मेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातु बाजार की मुख्यधारा बन जाएगी।
