Was sind die biomedizinischen Metalle?

Biomedizinische metallische Werkstoffe sind Metalle oder Legierungen, die zur Diagnose, Behandlung, Reparatur oder zum Ersatz von erkranktem Gewebe in einem Organismus verwendet werden, um dessen Funktion zu verbessern oder wiederherzustellen. Sie werden zur Reparatur und zum Ersatz von hartem Gewebe wie Knochen und Zähnen, zur Reparatur von kardiovaskulärem und weichem Gewebe und zur Herstellung künstlicher Organe eingesetzt.

Aufgrund der steigenden Nachfrage auf dem globalen Pharmamarkt werden biomedizinische metallische Werkstoffe in großem Umfang eingesetzt. Bei biomedizinischen metallischen Werkstoffen handelt es sich um Metalle oder Legierungen, die als biomedizinische Werkstoffe verwendet werden und eine hohe mechanische Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit aufweisen; sie sind die am häufigsten verwendeten lasttragenden Implantatwerkstoffe. Biomedizinische metallische Werkstoffe müssen in der Regel lange Zeit in der menschlichen Umgebung eingesetzt werden können, was nicht nur gute mechanische und physikalische Eigenschaften, sondern auch eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, Biokompatibilität und gute Verarbeitungs- und Umformungseigenschaften erfordert.

Tantal

Reines Tantal ist ein hochschmelzendes Metall mit einer festen kubischen Kernstruktur. Es besitzt eine starke chemische Aktivität und ist unter physiologischen Bedingungen mit einer passivierten Schicht überzogen. Die chemischen Eigenschaften des Films sind sehr stabil, was Tantal resistent gegen physiologische Korrosion und biokompatibel macht. Tantal kann in den Knochen implantiert werden, um eine knöcherne Einheit mit dem umgebenden neuen Knochen zu bilden, und die Muskeln und andere Gewebe im implantierten Weichteilgewebe können sich an den Tantalstab anlagern und normal wachsen, ohne Stimulation und ohne toxische oder andere Nebenwirkungen im menschlichen Körper. Tantal kann zur Herstellung von Knochenplatten, Knochenschrauben, Implantatwurzeln und chirurgischem Nahtmaterial verwendet werden. Tantalnetze können zur Reparatur von Muskeldefekten verwendet werden, und Tantaldraht und Tantalfolie können zum Nähen und Reparieren von beschädigten Nerven, Sehnen und Blutgefäßen eingesetzt werden. Die einzigartige Oberflächenelektronegativität von metallischem Tantal verleiht ihm eine hervorragende antithrombotische Fähigkeit, die in endovaskulären Stents und künstlichen Herzen zum Einsatz kommt. Außerdem kann Tantal in implantierbaren elektronischen Geräten verwendet werden, und seine Isotope können in der Strahlentherapie eingesetzt werden.

Niob

Reines Niob ist ein hochschmelzendes Metall mit einem Schmelzpunkt von 2467 ℃ und einer kubisch-raumzentrierten Struktur. Niob besitzt eine ausgezeichnete chemische Stabilität und Korrosionsbeständigkeit, gute Verarbeitungseigenschaften und eine gute Biokompatibilität mit biologischem Gewebe. Sein Anwendungsbereich ist ähnlich wie der von medizinischem Tantal, das zur Herstellung von Marknägeln verwendet werden kann. Aufgrund seiner Herkunft und aus wirtschaftlichen Gründen ist der Einsatz von Niob in der Medizin jedoch begrenzt.

Zirkonium

Der Schmelzpunkt von Zirkonium liegt bei 1952 ℃. Unter der normalen Temperatur ist reines Zirkonium dichte kubische Struktur, aber es wird in den Körper-zentrierte kubische Struktur in der 862 ℃ übersetzen. Die chemischen Eigenschaften von Zirkonium sind ähnlich wie die von Titan, und es ist leicht zu reagieren mit Sauerstoff, Wasserstoff und anderen Gasen bei hohen Temperaturen zu einem passivierten Film. Zirkonium hat eine gute Korrosionsbeständigkeit, Verarbeitungsleistung und Biokompatibilität und kann zu verschiedenen Zirkoniumplatten, Zirkoniumgürteln und Zirkoniumdrähten verarbeitet werden. In der klinischen Anwendung kann medizinisches hochreines Zirkonium zusammen mit medizinischem Reintitan verwendet werden, dessen Einsatz in der klinischen Praxis jedoch aufgrund seines hohen Preises begrenzt ist.