Biokompatibla metaller är material som säkert kan interagera med biologiska system utan att orsaka biverkningar som toxicitet, inflammation eller immunavstötning. Dessa metaller används allmänt i medicinska implantat, tandstöd och kirurgiska instrument. Nedan är de mest använda biokompatibla metallerna och deras tillämpningar.
1. Titanium (TI) och dess legeringar
Primära användningar:
Tandimplantat(oftastGrad 4 CP TIochKlass 5 ti -6 al -4 v)
Ortopediska implantat(höft/knäbyte, benplattor, skruvar)
Hjärtstent
Viktiga egenskaper:
Utmärkt osseointegration(benbindning)
Hög korrosionsmotståndPå grund av ett passivt oxidskikt (Tio₂)
Elasticitetsmodul, minska stressskydd i ben
Omagnetisk, vilket gör det MR-kompatibelt
Vanliga betyg:
Betyg 1-4 (kommersiellt rent titan, CP TI)- används i tandimplantat
Klass 5 (ti -6 al -4 v)-starkare, används i bärande implantat
Klass 23 (ti -6 al -4 v eli)-Extra-Low Interstitial, bättre för medicintekniska produkter
2. Rostfritt stål (medicinska kvaliteter)
Primära användningar:
Benskruvar, tallrikar och FACTURE Fixationsanordningar
Tillfälliga tandimplantat och ortodontiska ledningar
Kirurgiska instrument
Viktiga egenskaper:
Hög styrka och hållbarhet
Kostnadseffektivjämfört med titan
Benägen att korrosion över tiden, vilket leder till metalljonfrisättning (NI, CR)
Vanliga betyg:
316L (Austenitic Steel med låg koldioxid)- vanligast i medicinska implantat
304- Används i kirurgiska verktyg
Notera:Vissa patienter kan ha detnickelallergier, begränsande användning av rostfritt stål i långvariga implantat.
3. Cobalt-Chromium (Co-Cr) legeringar
Primära användningar:
Tandkronor, broar och partiella proteser
Byte av höft och knä
Hjärtstent
Viktiga egenskaper:
Extremt slitstöd, idealisk för gemensamma ersättare
Hög styrka och trötthetsmotstånd
Mindre biokompatibelt än titan, men fortfarande används allmänt
Vanliga legeringar:
CO-CR-MO (ASTM F75, F799)- vanligt i ortopediska implantat
CO-CR-W-NI (ASTM F90)- Används i tandproteser
4. Tantalum (TA)
Primära användningar:
Bentransplantat och porösa implantat
Neurokirurgiska och kardiovaskulära applikationer
Viktiga egenskaper:
Mycket korrosionsbeständig
Främjar beninväxtpå grund av porös struktur
Dyr, Begränsande utbredd användning
5. Zirkonium (ZR) och dess legeringar
Primära användningar:
Dentalimplantat (Zro₂, Zirconia)
Ortopediska applikationer
Viktiga egenskaper:
Keramikliknande biokompatibilitet(Zirkonium är oxidform)
Hög spricksäkerhet
Tandfärgad, vilket gör det populärt för estetiska tandläkare
6. Guld (AU) och platina (PT) gruppmetaller
Primära användningar:
Tandkronor, inlägg och broar
Pacemaker elektroder och stent
Viktiga egenskaper:
Mycket inert och korrosionsbeständigt
Dyr, används mest i nischapplikationer
7. Magnesium (mg) och dess legeringar (framväxande)
Primära användningar:
Biologiskt nedbrytbara implantat (t.ex. kardiovaskulära stent, benskruvar)
Viktiga egenskaper:
Naturligtvis försämras i kroppen, eliminera behovet av borttagning
Fortfarande under forskningför långsiktig stabilitet
Jämförelse av biokompatibla metaller
| Metall | Biokompatibilitet | Styrka | Korrosionsmotstånd | Gemensamma applikationer |
|---|---|---|---|---|
| Titan (TI) | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | Tandläkare/ortopediska implantat |
| Rostfritt stål | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ | Tillfälliga implantat, kirurgiska verktyg |
| Co-cr-legeringar | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | Gemensam ersättningar, tandproteser |
| Tantal (ta) | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | Bentransplantat, stent |
| Zirkonium (ZR) | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | Tandimplantat, kronor |
| Guld (au) | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | Tandläkare, pacemakare |
| Magnesium (mg) | ⭐⭐⭐ (Emerging) | ⭐⭐ | ⭐ (nedbrytning) | Biologiskt nedbrytbara implantat |
Slutsats
Det mestbiokompatibla metallerför medicinskt och tandvård ärtitan, zirkonium och tantalpå grund av derasUtmärkt korrosionsmotstånd och vävnadskompatibilitet. Rostfritt stål och koboltkromlegeringarär starka men kan orsaka allergiska reaktioner hos vissa patienter.Guld och platinaär mycket inert men dyra.Magnesiumlegeringarlovar för biologiskt nedbrytbara implantat men kräver ytterligare forskning.
Valet av metall beror påtillämpning, mekaniska krav och patientspecifika faktorer(t.ex. allergier, MR -kompatibilitet).
