शुद्ध टाइटेनियम ट्यूब नाखूनों का क्रैनियोमैक्सिलोफेशियल अध्ययन

1940 के दशक से, कई विद्वानों ने टाइटेनियम बायोपरफॉर्मेंस के प्रदर्शन सहसंबंधों का अध्ययन किया है। अध्ययनों में भौतिक, रासायनिक, जैव चिकित्सा और उन्नत इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और जैव रासायनिक विश्लेषण जैसे कई विषय शामिल हैं। अच्छी जैव-अनुकूलता, यांत्रिक अनुकूलता और टाइटेनियम प्रत्यारोपण के लिए संबंधित मानदंड जैसे कार्यप्रणाली और सर्जिकल प्रत्यारोपण के विकास की उपस्थिति सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है। अब ट्यूमर ऊतक पर कठोर ऊतक अनुप्रयोग से संबंधित अध्ययनों का संक्षिप्त विवरण प्रस्तुत किया जाएगा।

कपाल टाइटेनियम मिश्र धातु शुद्ध टाइटेनियम ट्यूब नाखून के लिए आम तौर पर प्रयुक्त सामग्री के 1 जैविक गुण

1.1 चिकित्सा उपयोग के लिए टाइटेनियम मिश्र धातुओं की जैव अनुकूलता

विभिन्न भौतिक रसायन। टाइटेनियम मिश्र धातु और मानव शरीर के बीच बातचीत के बाद। बायोइलेक्ट्रिकल और अन्य प्रतिक्रियाएं या सहनशीलता, जैसे साइटोटॉक्सिसिटी, जीनोटॉक्सिसिटी, संक्षारण, हेमोलिसिस, एलर्जी, आदि। टाइटेनियम मिश्र धातुओं में अच्छी जैव अनुकूलता होती है, यह स्टेनलेस स्टील और कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं से अधिक मजबूत होती है। टाइटेनियम मिश्र धातुओं की सूक्ष्म संरचना को (जैसे शुद्ध टाइटेनियम सिस्टम), + द्विध्रुवीय संकर (जैसे जी, Ti6al4V, आदि) या -प्रकार के टाइटेनियम मिश्र धातुओं के रूप में वर्गीकृत किया गया है। या-प्रकार के टाइटेनियम मिश्र धातु। माइक्रोस्ट्रक्चर को डिजाइन करते समय और मेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री के डिजाइन का चयन करते समय, मिश्र धातु के विभिन्न घटकों को प्रतिकूल प्रतिक्रियाओं से मुक्त होना चाहिए। पहली पीढ़ी Ti-6AL-4V (TC4) एक विशिष्ट + दो-चरण उच्च तापमान टाइटेनियम मिश्र धातु है। हालाँकि, इस मिश्र धातु में वी होता है, जो जीवित जीवों पर एक विषाक्त दुष्प्रभाव है, और नैदानिक ​​​​अनुप्रयोगों से पता चला है कि वी बायोटॉक्सिसिटी नी और सीआर से अधिक होनी चाहिए। दूसरी पीढ़ी Nb.5FE की + प्रकार की टाइटेनियम मिश्र धातु Ti-6a1-7nB और Ti{15}a1-2, FE, स्विट्जरलैंड और जर्मनी में विकसित की गई है। और अंतरराष्ट्रीय बायोमटेरियल्स मानक में एकीकृत है।
बीटा-प्रकार के मेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातु टीआई {{1} एन -13 जेडआर तीसरी पीढ़ी के कम चूहे चूहों, टीआई -12 एमओ -6 जेडआर -2 एफई (टीएमजेडएफ) का उपयोग ), टीआई-29एनबी-13टीए-4. 6ZR (TNTZ) वैश्विक चिकित्सा टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री अनुसंधान हॉटस्पॉट और सहायता दिशा का मुख्य फोकस है। TI-13NB-13ZR को 1994 में विकसित किया गया था, यह अंतर्राष्ट्रीय मानक TI-12MO-6ZR-2FE (TMZF) में औपचारिक रूप से शामिल होने वाला पहला था। इसका उपयोग 2000 में किया गया था और इसका उपयोग कूल्हे के जोड़ों के निर्माण में किया गया है। इन नए बीटा टाइटेनियम मिश्र धातुओं में लोच का मापांक अपेक्षाकृत कम है। हड्डियों के घनत्व को रोकने और प्रत्यारोपण विफलता की संभावना को कम करने के लिए अच्छी जैव अनुकूलता का होना महत्वपूर्ण है। जैव अनुकूलता को प्रभावित करने वाले कारकों में प्रत्यारोपण पदार्थ का प्रकार, उपकरण की आकृति विज्ञान और सतह आकृति विज्ञान, कार्य, भौतिक रासायनिक गुण और यांत्रिक गुण शामिल हैं। के लिए

बायोमटेरियल्स के लक्षण वर्णन और जैविक गुणों को बदलने के लिए, विभिन्न प्रसंस्करण विधियों के अनुप्रयोग से सूक्ष्म संरचनात्मक रूपों की एक विस्तृत श्रृंखला पर नियंत्रण संभव हो जाता है। बायोकम्पैटिबिलिटी और ओस्टोजेनिक गुणों को और बेहतर बनाया जा सकता है। पारंपरिक उपचार विधियों को मोटे तौर पर यांत्रिक, भौतिक, रासायनिक और विद्युत रासायनिक के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। इनमें सैंडब्लास्टेड टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातु, प्लाज्मा टाइटेनियम घोल, हाइड्रॉक्सीपैटाइट कोटिंग्स, माइक्रो-आर्क ऑक्सीकरण, एसिड नक़्क़ाशी, या सैंडब्लास्टेड नक़्क़ाशी का उपयोग शामिल है, जो सतह की हड्डी के निर्जलीकरण के गठन को बढ़ावा दे सकता है, हड्डी के उपचार की प्रक्रिया को छोटा कर सकता है और असेंबली की सुविधा प्रदान कर सकता है। एक यांत्रिक संयोजन बनाने के लिए नए अस्थि ऊतक का। इस प्रकार इम्प्लांट और हड्डी के ऊतकों की ताकत बढ़ जाती है।
1.2 मेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री की बायोमैकेनिकल संगतता

हड्डी और जोड़ के विकल्प विभिन्न प्रकार के झुकने, संपीड़न, विस्तार, कतरनी और अन्य बायोमैकेनिकल प्रभावों के अधीन होते हैं। इसलिए, प्रत्यारोपण के यांत्रिक गुण बहुत मांग वाले हैं। यांत्रिक गुण यह निर्धारित करते हैं कि किसी विशेष अनुप्रयोग के लिए धातु सामग्री का चयन कैसे किया जाता है; सबसे महत्वपूर्ण गुण कठोरता, तन्य शक्ति, लोच का मापांक, घर्षण प्रतिरोध, थकान गुण और बढ़ाव हैं। यदि हड्डी का प्रत्यारोपण पर्याप्त मजबूत नहीं है या यदि हड्डी और प्रत्यारोपण के बीच यांत्रिक गुण मेल नहीं खाते हैं, तो इसे बायोमैकेनिकल असंगति कहा जाता है। तनाव रोड़ा को कम करने या हल करने के प्रयास में आमतौर पर टाइटेनियम मिश्र धातुओं के दो दृष्टिकोणों की जांच की जाती है। अच्छी बायोमैकेनिकल अनुकूलता प्राप्त करना: एक नए प्रकार का मेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातु जो टाइटेनियम मिश्र धातुओं की लोच के मापांक को कम करता है और टाइटेनियम मिश्र धातुओं की जैव सक्रियता में सुधार करता है। -प्रकार (अल और ओ, एन गैसीय तत्व युक्त), -प्रकार (एमओ, एनबी, टार्टर, वी, आदि युक्त)। -प्रकार (अल और ओ, एन-गैसीय तत्व युक्त), -प्रकार (एमओ, एनबी, टा, वी, आदि युक्त), और तीन प्रकार के टाइटेनियम मिश्र धातुओं के + - प्रकार के सूक्ष्म ढांचे। मिश्र धातुओं का अलग-अलग प्रसंस्करण उनके यांत्रिक गुणों को बेहतर बनाने के लिए विभिन्न संगठनों को बनाने के लिए - और -चरणों के उचित अनुपात और वितरण को नियंत्रित करता है।
टाइटेनियम मिश्र धातुओं के व्यक्तिगत यांत्रिक सूचकांकों में, यह निर्धारित करना वांछनीय नहीं है कि अवांछित बायोमैकेनिकल संगतता है या नहीं। यदि टाइटेनियम मिश्र धातु की ताकत में सुधार किया जाता है, तो इसकी लोच, कठोरता/पहनने के प्रतिरोध, थकान शक्ति के धातु मापांक में वृद्धि होगी और प्लास्टिसिटी कम हो जाएगी। उपरोक्त विरोधाभास सामग्री की कुछ यांत्रिक शक्ति को सुनिश्चित करता है कि अनुप्रयोग के अन्य यांत्रिक गुण मेल खाते हैं। तत्व ईजी, अल, वी टाइटेनियम मिश्र धातुओं की ताकत के लिए बहुत प्रभावी है। हालाँकि, सामग्री की प्लास्टिक कठोरता कम हो जाती है। इसके अलावा, लोच के मापांक में सुधार होता है। इसलिए, मेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातुओं से बचना चाहिए या कम मात्रा में जोड़ना चाहिए। हालाँकि, zr, NB, Ta, Mo, HF, Sn जैसे तत्व प्लास्टिक की कठोरता पर बहुत कम प्रभाव डालकर टाइटेनियम को मजबूत कर सकते हैं। साथ ही, यह टाइटेनियम मिश्र धातुओं की लोच के मापांक को कम करने में मदद करता है। इसे जोड़ा जा सकता है. लोचदार मापांक या कठोरता को कम करने के लिए झरझरा टाइटेनियम तैयार करने के लिए इसे मरम्मत की आंतरिक गुहा संरचना में बदला जा सकता है। चिकित्सा उत्पादों की तैयारी के लिए शाखित सतहों के रूप में अंतःक्षिप्त Ti{0}a1-4V मिश्रधातुओं का उपयोग किया जाता है। हालाँकि, सघन Ti{2}}Al4-V का लोचदार मापांक 110 GPA और प्राकृतिक कॉर्टिकल हड्डी 0.5 GPA से 20 GPa होता है।
बायोमैकेनिकल अनुकूलता के दृष्टिकोण से, बड़ी संख्या में नैदानिक ​​​​अध्ययनों ने पारंपरिक धातु प्रत्यारोपण की खराब सामग्री अनुकूलता का प्रदर्शन किया है। हड्डी के ऊतकों के यांत्रिक गुणों में बेमेल है और प्रतिस्थापन कठोर ऊतक के साथ एक कमजोर इंटरफ़ेस संयोजन है। अंत में, प्रत्यारोपण ढीलापन या ऑटोलॉगस फ्रैक्चर। त्रि-आयामी छिद्र संरचनाओं के साथ टाइटेनियम मिश्र धातु जैसी नई प्रत्यारोपण प्रौद्योगिकियों के अनुप्रयोग से प्रत्यारोपण के प्रदर्शन में छिद्रों की उपस्थिति में सुधार होता है।

(1) यांत्रिक अनुकूलता प्राप्त करने के लिए धातु प्रत्यारोपण के घनत्व, बल और लोच के मापांक को छिद्र आकार और छिद्र के आयामों में समायोजित किया जा सकता है। इम्प्लांट के आसपास की हड्डी से बचने से नई हड्डी की विकृति और उसकी भार वहन करने की क्षमता कम हो जाती है।

(2) त्रि-आयामी मर्मज्ञ जाल संरचना और खुरदरी आंतरिक और बाहरी सतहें मजबूत चिपकने वाले गुणों के साथ ऑस्टियोब्लास्ट का पक्ष लेती हैं, जो उनकी सतहों की प्रसार क्षमता से भिन्न होती हैं। इम्प्लांट और हड्डी के जैविक निर्धारण में सुधार करके ऊर्ध्वाधर हड्डी उपचार का गठन किया जा सकता है। उपरोक्त संरचना के अलावा, संरचना सामग्री के गुणों को प्रभावित कर सकती है, और टाइटेनियम मिश्र धातुओं का निर्माण और प्रसंस्करण अपेक्षाकृत विस्तृत श्रृंखला में सामग्री के यांत्रिक गुणों और संक्षारण प्रतिरोध को भी नियंत्रित कर सकता है।
व्यक्तिगत प्रत्यारोपण प्रसंस्करण के लिए क्रैनियोफेशियल टाइटेनियम मिश्र धातु के 2 गुण

टाइटेनियम मिश्र धातुओं में उत्कृष्ट गुण होते हैं और इसलिए आवश्यकताओं को पूरा करने वाले विशिष्ट आकारों को संसाधित करने के लिए विभिन्न प्रकार की मोल्डिंग विधियों की आवश्यकता होती है। स्की-आकार के मेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातु प्रत्यारोपण को सटीक फोर्जिंग प्रक्रियाओं, रोलिंग प्रोफ़ाइल प्रक्रियाओं, वैक्यूम पिघलने सटीक कास्टिंग प्रक्रियाओं की तैयारी के माध्यम से तैयार किया जा सकता है। थर्मोइलेक्ट्रिक और अन्य हाइड्रोस्टैटिक प्रेस मिश्र धातु कास्टिंग के आंतरिक ढीले संगठन को समाप्त कर सकते हैं। इसमें मिश्रधातु के गुणों में सुधार हुआ है। खोपड़ी की संरचना की जटिलता के कारण, कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन (सीएडी), कंप्यूटर-एडेड न्यूमेरिकल सिमुलेशन (सीएई), तैयारी के लिए एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग तकनीकों (एएम: एडिटिव मैन्युफैक्चर) का उपयोग करके मुड़े हुए दुर्दम्य दोषों का डिज़ाइन और निर्माण मुश्किल हो गया है। आदि। दुर्दम्य दोषों की तैयारी के लिए कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन (सीएडी), कंप्यूटर-एडेड न्यूमेरिकल सिमुलेशन (सीएई), एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग तकनीकों का उपयोग करके दुर्दम्य दोषों का डिज़ाइन और निर्माण मुश्किल हो गया है। यह कपाल कंकाल के जटिल आकार और आंतरिक संरचना का उपयोग करके अंतिम मरम्मत का सटीक नियंत्रण सुनिश्चित करता है।
ई-बीम या लेजर आधारित रैपिड प्रोटोटाइप 3डी प्रिंटिंग तकनीक को किसी भी जटिल 3डी सीएडी मॉडल डिजाइन के आधार पर विभिन्न आंतरिक स्थानिक संरचनाओं और विभिन्न छिद्रों के साथ सीधे 3डी मेसोपोरस टाइटेनियम प्रत्यारोपण प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है। जैविक सतह खुरदरापन अधिक उचित है और प्रक्रिया अधिक विश्वसनीय है। और उन्हें तैयारी, स्थानिक वितरण, आकार इत्यादि के लिए जाल कोशिकाओं और ग्रिड आयामों को सटीक रूप से डिजाइन करके, उनके यांत्रिक गुणों को समायोजित करके तैयार किया जा सकता है। और भी बहुत कुछ, उनके यांत्रिक गुणों को समायोजित करना। मानव कठोर ऊतक के यांत्रिक गुणों का मिलान व्यक्तिगत निर्माण को सक्षम बनाता है। पूरक विनिर्माण प्रौद्योगिकी, जिसे 3डी प्रिंटिंग तकनीक के रूप में भी जाना जाता है। अनुप्रयोगों में 3डी मेटल प्रिंटिंग तकनीक शामिल है जिसका मुख्य लक्ष्य इंट्रापेरिटोनियम की अलग-अलग डिग्री के दोषों के पुनर्निर्माण के लिए वैयक्तिकृत प्रत्यारोपण तैयार करना है, जैसे कि मेम्बिबल के दोषों का पुनर्निर्माण। टाइटेनियम प्रत्यारोपण के प्रत्यक्ष निर्माण के लिए 3डी मेटल प्रिंटिंग तकनीकें मुख्य रूप से हैं: ईबीएम (इलेक्ट्रॉनिक लाइट, ईबीएम), से-लेक्टिवलेज़रमेल्टिंग (एसएलएम), आदि। इन दो तरीकों ने बहुत अधिक रुचि आकर्षित की है और लंबे समय से इसका उपयोग किया जा रहा है। टाइटेनियम इम्प्लांट विनिर्माण का क्षेत्र। इन दो तरीकों ने बहुत अधिक ध्यान आकर्षित किया है क्योंकि वे आंतरिक छिद्र संरचना और जटिल आकृतियों पर सटीक नियंत्रण प्रदान करते हैं। धातु के अपेक्षाकृत उच्च गलनांक के कारण टाइटेनियम मिश्र धातुओं के निर्माण के लिए 3डी प्रिंटिंग तकनीकी रूप से कठिन है। इसमें विभिन्न प्रकार की भौतिक प्रक्रियाएं शामिल हैं जैसे ठोस-तरल चरण परिवर्तन, सतह प्रसार और तापीय चालकता। विचार किए जाने वाले मुद्दों में शामिल है कि क्या टाइटेनियम मिश्र धातु क्रिस्टलीकरण के बाद अच्छी तरह से व्यवस्थित है, क्या पूरा नमूना सजातीय है, और उदाहरण के लिए, आंतरिक अशुद्धियों और छिद्रों का आकार। इसके अलावा, तेजी से गर्म करने और ठंडा करने से भी परीक्षण टुकड़े में अधिक अवशिष्ट तनाव पैदा होगा।
ई-बीम पिघलने की तकनीक को मध्य दशक में इलेक्ट्रॉन बीम के लिए एक ऊर्जा स्रोत विकसित करके विकसित किया गया था। एक धातु पाउडर का चयन करके और फिर उसे पिघलाकर, एक कंप्यूटर सिस्टम इलेक्ट्रॉन पिघलने और प्रक्षेपण को नियंत्रित करता है। पूरी प्रक्रिया निर्वात वातावरण में की जाती है। तैयारी प्रक्रिया के दौरान Ti{2}}Al-4V मिश्र धातु को 626?700 डिग्री पर रखा गया था। मिश्र धातु में बेहतर सूक्ष्म संरचना और यांत्रिक गुण मिलान है। इसके निम्नलिखित फायदे हैं: उच्च तापमान तैयार मिश्रधातु को वापस अवस्था में रखता है। भाग में अवशिष्ट तनाव समाप्त हो जाते हैं; मिश्र धातु सूक्ष्म संरचना की एकरूपता सुनिश्चित की जाती है; भाग की मिश्र धातु संरचना शुद्ध है, जिससे ऑक्सीजन की मात्रा कम हो जाती है; मार्टेंसिटिक चरणों के उत्पादन में कमी।
ब्रिटेन में अल-बरमानी, ब्लैकमोर और अन्य लोगों द्वारा Arcams12 EBM मशीन का उपयोग करके Ti{0}}Al{1}}V मिश्र धातु तैयार की गई थी। मिश्र धातु की सूक्ष्म संरचना, बनावट और यांत्रिक गुणों का गहराई से अध्ययन किया गया। एक अमेरिकी विद्वान BASS ने EBM विधि द्वारा तैयार मिश्रधातुओं की सूक्ष्म संरचना और यांत्रिक गुणों का अध्ययन किया। यह बताया गया है कि मिश्र धातु में अच्छे यांत्रिक गुण हैं। इस विधि से तैयार मिश्रधातु के तन्य गुण और मिश्रधातु तैयार करने की पारंपरिक विधि तुलनीय हैं। कोइके और जोशी विद्वान, संयुक्त राज्य अमेरिका दंत प्रत्यारोपण के लिए आर्कामा2 ईबीएम उपकरण का उपयोग कर रहे हैं टीआई {5}}एएल -4वेली मिश्र धातु, मिश्र धातु को परीक्षण और थकान परीक्षण करने में सक्षम होना चाहिए। मुर्र एट अल. यूएसए। ईबीएम विधि द्वारा Ti{7}}Al-4V मिश्रधातु के संगठन और यांत्रिक गुणों का अध्ययन करना और इसकी तुलना गढ़े हुए Ti-6AL-4V मिश्रधातु से करना। यह अध्ययन ईबीएम विधि द्वारा Ti-6Al-4V मिश्र धातु को दर्शाता है, जिसमें गढ़ा मिश्र धातु की ताकत और प्लास्टिसिटी है। यह चिकित्सीय प्रत्यारोपण की तैयारी के लिए भी उपयुक्त है।
एक अन्य राष्ट्रीय और अंतर्राष्ट्रीय विद्वान ने ईबीएम विधि टीआई {{0}एएल -4वी मिश्र धातु झरझरा सामग्री पर संपीड़न प्रदर्शन परीक्षण और थकान परीक्षण आयोजित किए। ईबीएम द्वारा निर्मित ईबीएम का पहला नैदानिक ​​मामला 2011 में 83 वर्षीय महिला प्रत्यारोपण का सफल प्रत्यारोपण था। अधिकांश कस्टम टाइटेनियम प्रत्यारोपण मशीनीकृत, पाए गए, जाली होते हैं, और अन्य तैयारी प्रक्रियाओं के साथ समाप्त होते हैं। प्रत्यक्ष धातु निर्माण, उदाहरण के लिए, ईबीएम इन तकनीकों से बेहतर है क्योंकि यह न केवल प्रत्यारोपण की सतह स्थलाकृति को बदलता है, बल्कि कंप्यूटर-सहायता प्राप्त डिज़ाइन फ़ाइलों के आधार पर प्रत्यारोपण के विशिष्ट आकार और संरचनाओं के निर्माण की भी अनुमति देता है। पारंपरिक मिलिंग और स्टीयरिंग के विकल्प के रूप में ईबीएम निर्मित प्रत्यारोपण के उपयोग पर क्रोनस्क्र और अन्य अध्ययनों में चर्चा की गई है। आर्थिक व्यवहार्यता पर चर्चा की गई है।

लेजर पिघलने की तकनीक का चयन एक ऐसी तकनीक है जो 1995 में लेजर बीम की थर्मल क्रिया के तहत धातु पाउडर के माध्यम से पूरी तरह से पिघल जाती है। बायोमेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातु निर्माण में सफल अनुप्रयोग के लिए एसएलएम तकनीक को मान्य किया गया है। भौतिक सामग्रियों का निर्माण किया जा सकता है और अनुरोध पर नियंत्रित सरंध्रता और संबंधित संपीड़न शक्ति वाली झरझरा सामग्री प्राप्त की जा सकती है। सामूहिक विनाश के हथियार, जर्मनी, वगैरह। एमटीटी, ब्रडू और डब्लूएसटी जैसे विशिष्ट तरीकों का उपयोग टीआई -6 अल -4 वी मचान के निर्माण में इसकी जैव-अनुकूलता और संपीड़न गुणों पर एसएलएम के छिद्र आकार के प्रभाव का परीक्षण करने के लिए किया गया था।
3.सारांश

सर्जिकल प्रत्यारोपण के लिए दीर्घकालिक शारीरिक रिंग में अच्छी जैव अनुकूलता और यांत्रिक अनुकूलता के साथ टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री को प्रत्यारोपित करने की आवश्यकता होती है। चिकित्सीय लाभों के साथ दीर्घकालिक शारीरिक सुरक्षा और स्थिरता सुनिश्चित करना एक महत्वपूर्ण कारक है। बिना किसी प्रतिकूल प्रभाव के कठोर डिजाइन और मिश्र धातुओं के चयन की आवश्यकता के अलावा, सामग्री धातु विज्ञान और प्रसंस्करण की गुणवत्ता सुनिश्चित की जाती है, और उपचार को अनुकूलित करने के लिए इसकी आंतरिक माइक्रोस्ट्रक्चर, माइक्रोस्ट्रक्चर और सामग्री की सतह की स्थिति में सुधार का नियंत्रण सुनिश्चित किया जाता है। एक महत्वपूर्ण तकनीकी उपकरण भी।