физиологически инертные металлы

Физиологические инертные сплавы и металлы

Физиологически инертными называют материалы, совместимые с тканями живых организмов. Такими свойствами обладают некоторые пластики, керамика и ряд химически неактивных металлов. Потребность в инертных для организма человека металлах растет параллельно развитию хирургии, стоматологии и трансплантологии. К полностью биологически нейтральным металлам относят всю группу благородных и многие редкие, такие как титан и тантал.

В чем специфика физиологически инертных материалов

Важнейшая особенность инертных сплавов и металлов — слабая коррозия или ее полное отсутствие. В 20 веке для медицинских целей использовали преимущественно нержавеющую сталь. Этот материал пусть незначительно, но корродирует в живых тканях, и это вызывает осложнения после протезирования и имплантации. Намного более устойчивы к коррозии тантал и титан, они при контакте с кислородом покрываются стойкой оксидной пленкой и больше не окисляются.

Биологически нейтральные титан и тантал, а также сплавы на их основе, в частности никелид титана, обладают эффектом восстановления формы. Стенты в виде тонких трубочек из таких материалов заходят в сосуды, потерявшие проходимость.  А потом они благодаря эффекту памяти формы расширяются в сетчатые цилиндры и восстанавливают просвет сосуда после инфаркта.

Физиологически инертные металлы и сплавы отличаются высокой прочностью и низкой истираемостью. Наименьшая прочность и долговечность у протезов из благородных сплавов на основе золота и палладия. У прочного титана есть такое существенное преимущество, как легкий вес, что очень важно для имплантатов и хирургического инструмента.

Биологически нейтральные металлы — это в основном элементы с крупными ядрами. Поэтому они способны защищать от излучений, которые дают компьютерные томографы, рентгеновские установки и других диагностические аппараты.

Биосовместимость у физиологически инертных материалов высокая, но не у всех она равна 100%. К стоматологическим физиологически полностью нейтральным сплавам относят танталовые, титановые, материалы на основе золота, палладиево-серебряные составы. Применяются также в стоматологии сплавы хромоникелевые стальные, кобальто-хромовые, никель-хромовые. Но они считаются не абсолютно инертными. У железа, хрома, кобальта и никеля биологическая совместимость не идеальная.

Как используют физиологически инертные металлы

Основные направления в применении совместимых с живыми тканями металлов — производство хирургических инструментов, зубных протезов, костных имплантатов и спиц-иммобилайзеров, шовных нитей, внутрисосудистых стентов. Идеальными материалами для этих целей считаются титан и тантал. Конечно, родий, осмий, платина, иридий для протезирования и имплантации подходят еще больше, но не могут широко применяться из-за высокой стоимости.

Физиологически нейтральные сплавы и металлы в приоритете при конструировании медицинских приборов, контактирующих с кожей и слизистыми человека. Из легированных танталом титановых и стальных сплавов производят контактные детали устройств, временно заменяющих почки, легкие и сердце, головки УЗИ-аппаратов. Из легких физиологически инертных титановых сплавов делают пинцеты, стерилизаторы, скальпели, зажимы, расширители, зеркала. Особенно ценится такой медицинский инструмент в военно-полевых условиях и дальних экспедициях.

Из титана и их сплавов делают стоматологические и офтальмологические эндопротезы, сетчатые стенты для сосудов, хирургические инструменты, шовный материал, сетки для пластической хирургии. Зубные и костные импланты делают из титано-алюминиево-ванадиевого, но еще более инертным считается титано-ниобиевый сплав. Импланты для коррекции позвоночника при тяжелом сколиозе и травмах делают из никелида титана. Тантал намного дороже титана, поэтому его чаще применяют в виде поверхностного покрытия или как легирующую добавку к физиологически инертным сплавам.

Нитевидную проволоку из тантала используют для сшивания мышц, нервов и сухожилий. Танталовые сетки применяют для восстановления глаз и челюстей после травм. Тонкие листы тантала применяют при сращивании оскольчатых переломов, восстановлении костей черепа, в сердечной, пластической и нейрохирургии. Из пористого тантала или титана с напылением ниобий-тантала делают винты зубных имплантов.

Высокую медицинскую ценность имеют соединения физиологически инертных металлов, из которых делают покрытия и напыления для протезов и инструментов. С этой целью применяют пятиокисный тантал, нитриды титана и гафния.