Новый сплав галлия и титана: прорыв в улучшении характеристик ортопедических имплантатов

Тазобедренные и коленные имплантаты из титановых сплавов помогли многим пациентам восстановить подвижность, однако они по-прежнему несут в себе риск неудач. Модуль упругости традиционных титановых сплавов и человеческих костей сильно различается, что может легко привести к концентрации напряжений в суставе. В долгосрочной перспективе это может привести к расшатыванию имплантата. Кроме того, существует четкая граница между имплантатом и костью человека. Распространение бактерий на этой контактной поверхности может привести к инфицированию, что в конечном итоге приведет к нарушению соединения между костью и имплантатом и даже потребует повторной операции. Однако исследовательская группа из Университета Флиндерса в Австралии успешно разработала новый сплав, который может улучшить антибактериальные и механические свойства титановых сплавов путем простого добавления в них небольшого количества галлия.

Антибактериальные и гибкие свойства галлия

Исследовательская группа разработала два новых сплава галлия и титана с содержанием галлия 3% и 5% соответственно. Результаты эксперимента показали, что два сплава убили приблизительно 90% (±5%) и 95% (±3%) бактерий соответственно в течение 6 часов после контакта с Pseudomonas aeruginosa, что намного выше, чем 3% (±2%) традиционного титанового сплава Ti-6Al-4V. Что еще важнее, антибактериальная эффективность нового сплава сохранялась по истечении первых шести часов и не наносила вреда клеткам человека в течение 24 часов.

Оптимизированная прочность и эластичность

Помимо превосходных антибактериальных свойств, два сплава галлия и титана также обладают значительно улучшенными механическими свойствами. В испытаниях на прочность модуль Юнга сплава с 3% галлия оказался на 37% ниже, чем у традиционного титанового сплава Ti-6Al-4V, а у сплава с 5% галлия — на 44%, что приближает его гибкость к гибкости человеческой кости, снижает риск расшатывания и смещения имплантата из-за концентрации напряжений и уменьшает боль, испытываемую пациентами. Тем не менее, эти новые сплавы все еще достаточно прочны, чтобы выдерживать нагрузки имплантатов, и существует потенциал для дальнейшего повышения твердости.

Перспективы дальнейшего развития и клинического применения

Исследование проводилось под руководством доктора Резы Хашеми и выпускницы факультета материаловедения Рианны МакХендри. Результаты были опубликованы в журнале Journal of Functional Biomaterials. «Сплавы, полученные в ходе этого исследования, показали многообещающие результаты и открывают новые возможности для улучшения материалов для ортопедических имплантатов», — сказал доктор Хашеми. «Добавление галлия позволяет получить материал, сочетающий в себе антимикробные свойства с хорошими механическими свойствами, что может улучшить результаты лечения пациентов, одновременно снижая риск осложнений и долгосрочной неудачи имплантации».

Результаты этого исследования открыли новую главу в разработке материалов для ортопедических имплантатов. Дальнейшие исследования и клинические испытания в будущем могут способствовать популяризации сплавов галлия и титана в реальных медицинских приложениях и предоставить пациентам более безопасные и долговечные варианты ортопедических имплантатов.

Ссылки:

• Ортопедические имплантаты развиваются! В титановый сплав добавлено небольшое количество галлия, который обладает как антибактериальными, так и гибкими свойствами.
• A dash of gallium may make for stabler hip and knee implants
• Development of Novel Antibacterial Ti-Nb-Ga Alloys with Low Stiffness for Medical Implant Applications

Что касается измельчения, мы предлагаем индивидуальные настройки и можем регулировать соотношение в соответствии с требованиями обработки для достижения максимальной эффективности.

Добро пожаловать, свяжитесь с нами, у нас есть кто-то, кто ответит на ваши вопросы.

Если вам нужна индивидуальная расценка, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Часы работы службы поддержки клиентов: с понедельника по пятницу с 09:00 до 18:00.

Тел: 07 223 1058

Если у вас есть какие-либо вопросы или вопросы, на которые вы не смогли ответить по телефону, пожалуйста, отправьте мне личное сообщение на Facebook~~

Фейсбук Хоневэй: https://www.facebook.com/honwaygroup

Вас также может заинтересовать…