医療におけるチタンの使用
重要性
チタンは、医療分野において生体組織に対する不活性さ、耐食性、高い機械的性質、入手のしやすさ、そして耐摩耗性を兼ね備えていることから、非常に注目されています。これらの利点によって、チタンに対する強い関心が生まれ、数多くの臨床試験が行われています。
耐食性
この点でチタンは金に劣らない性能を持っています。チタンはアルカリと酸の溶液に対して耐性があります。化学的組成が海水に近いリンパ液では、チタンの腐食速度は年間0.2mm（1000年で0.02mm）です。チタン合金は、過酸化水素、ホルムアルデヒド、ガソリンに対して耐性があります。チタンは、繰り返しの煮沸やオートクレーブ処理、数ヶ月間の3％クロラミン溶液、96％エチルアルコール、そして昇汞溶液に浸した後でも腐食が見られませんでした。チタン合金は、10％のアルコールヨウ素チンキ中に数日間保管した後にのみ、点食が確認されました。
強度
チタンとその合金のもう一つの長所は、交変負荷に対する高い疲労強度です。これは、骨内固定具や内外のプロテーゼの製造において特に重要です。これらの製品は常に変動する負荷にさらされます。
加工性
純粋なチタンは非常に可塑性があり、研磨、穴開け、フライス加工、切断など、様々な機械加工に適しています。さらに、チタンは非磁性材料です。これは非常に価値のある性質であり、体内にチタン製の構造を持つ患者の治療中に理学療法を使用することが可能です。これらの性質のおかげで、この金属は医療分野で非常に有望とされています。
生物学的な不活性
長年の研究の結果、チタンは生体環境に対して不活性であるという重要な結論が得られました。チタン製の構造物は人体に良く適応し、筋肉や骨組織で覆われます。チタンは体内でほぼ腐食せず、周囲の組織の構造は何年も変化しません。化学的無反応性において、チタンはステンレス鋼や広く使用されているコバルト基合金（「ヴィタリウム」）を凌駕します。また、技術的に純粋なチタンには、医療で使用される他の合金よりもはるかに少ない不純物が含まれていることも価値があります。
義肢具
チタンの医療技術での使用可能性は、特にソビエト連邦外科用器具研究所で詳細に研究されてきました。最近では、チタン研究所やいくつかの医療組織の専門家が共同で研究を進めています。チタン合金が外科手術で初めて使用されたのは、眼球の義眼を製作する際でした。金属を探し求めた結果、専門家たちはVT5ブランドのチタン合金にたどり着きました。出来上がったプロテーゼは、ステンレス鋼X18N9T製の同様の製品の半分の重量でした（直径20mmで、ステンレス製は3.2g、チタン製は1.6gでした）。長期の臨床監視と毒性試験の結果、製品の生物学的な不活性性が示されました。眼球義眼の製作が成功した後、この金属は他の義歯の構造においても使用され始め、それには負荷を受ける作業部品を含むものもありました。
外科手術用器具
現在、医療施設では200以上の異なる外科手術用器具が使用されています。それらは、モスクワのヘルムホルツ眼科研究所、A.V.イシュネフスキー外科病院、ザポロージェ医師研修所、中央医師研修所の耳鼻咽喉科クリニックで試験されました。いずれの器具も専門家から高評価を受けました。多くの作業面を持ち、大きな作業負荷を受けないプレートフック、ミラー、リトラクターは、断面を30％小さくし、これにより製品の重量を50％軽減しました。
重要性
チタン合金製の器具は、生物学的な不活性性、高い耐食性、強度、そして可塑性を特徴としています。設計者は、ステンレス鋼製品を凌駕する性能を持つ器具の開発を課題として掲げました。チタン製のピンセットやクランプのような器具の機能性を維持するために、個々の要素の断面を10〜30％増加させますが、製品の重量は鋼製サンプルと比較して30〜35％減少します。熱処理後の器具の硬度はHRC35〜38です。
複合工具
切削工具には複合選択が使用されており、取り外し可能な作業部は適切な鋼材で作られ、ハンドルはチタン合金で作られました。こうした製品には、外科用フック、取り外し可能な刃を持つメス、彫刻刀が含まれます。非取り外し可能な工具の刃は鋼材で作られ、ハンドルはチタン合金で作られています。すべての部品はリベットまたは圧力装着によって接合されています - 杆状工具、ハサミです。
試験
チタンが高い硬度や切削特性を持たないという事実は、この金属を外科用器具でより広く使用することを妨げています。したがって、チタンに切削特性を持たせ、その硬度を向上させることが最優先の課題です。ここでの主な難点は、現代の産業強化方法を医療器具に対して使用できないことです - ここでは特別な要件があります。そのほかにも、医療器具や装置は特定の条件下で機能します（ヨウ素、生理食塩水との接触、煮沸による消毒など）。
処理
全ソビエト連邦外科器具研究所において、金属の硬度、耐摩耗性を増し、摩擦係数を低減するために、化学熱処理と熱処理（すなわちアルファリングと窒化処理）が行われました。陽極酸化処理によって、製品に紫色や緑色、紫色、金色の色調を持つカラーコーティングが施されました。すべてのサンプルは180°Cでオートクレーブによる消毒を受けました。各サイクル後にコーティングの色の変化や腐食の斑点の発生を研究しました。金色、紫色、紫色の酸化膜が最も耐候性と耐腐食性に優れていることが判明しました。
セット
チタン製医療器具は、鋼製よりも20〜30%軽く、より便利で耐久性があり、優れた耐腐食性を備えています。全ソビエト連邦外科器具研究所の職員は、得られたデータに基づいて、歯科、耳鼻咽喉科、一般外科用のチタン合金製試作品のツールセットを開発し製造しました。一般外科用キットには、止血クランプ、プレートピンセット、両面フック、V字型ワイヤーフック、取り外し可能な刃を持つメス、肝臓リトラクターなど、合計27種類の製品が含まれています（すべての器具の総重量は1.59kgです）。耳鼻咽喉科手術用の耳鼻咽喉科キットには、スプリング付き気管切開ディレータ、「リラ」リトラクター、耳用ピンセット、気管切開フック、耳用ファネル、タンポンプライヤー（総重量235g）が含まれています。歯科用器具セットはすべての試験を中央歯科研究所で受けました。
整形外科
現在、骨折は金属製の骨接合材を用いて治療されることが多いです。このために、シャフトが使用され、これが破片の不動性を保証し、骨折の癒合を助けます。しかし、ステンレス製の構造を使用することに関連して、多くの患者に様々な合併症が後に発生します。化学的および構造的な不均一性がしばしば固定具の破損原因となり、これが全体の構造の破折に繋がります。骨組織は腐食生成物によって損傷され、電導性およびイオン化現象が観察されます。鉄イオンが体の生理的塩と反応し、炎症や激しい痛みを引き起こします。このため、高品質のステンレス鋼であっても、最良の材料ではありません。
骨固定具
骨固定具の製造にチタンを使用することで、上述の合併症を回避できました。これにより、チタン製構造を人体に長期間（あるいは永久に）留めておくことが可能となっています。これは高齢者での骨接合手術の場合に特には重要です。チタンを使用することで、固定具を除去する手術から患者を解放することができます。
チタン構造
チタンを利用することで、複雑な形状の構造体を使用して関節周辺の骨折を治療できるようになりました。以前は、これらの構造体は除去が困難だったため使用されていませんでした。現在では、骨延伸技術においてクリップ（チタンクリップ）が使用されています。ソビエト連邦では、チタン構造体が
関節形成術
関節プロテーゼやその他のチタン構造体は、教授
歯科
歯科修復材の製造には、化粧効果を得るために、国産歯科ではチタン酸化物が使用されています。しかし、歯科修復材料としては、チタン酸素化合物だけでなく、構造チタンが使用可能な生物学的に慣性で、耐久性があり、十分に軽く、加工が容易な金属です。
クリップ
下顎骨折の治療には、新しい方法として、准教授
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