Область применения титана в медицине и его свойства

Успешное завершение работ по созданию имплантатов для протезирования культи глазного яблока, изготовленного из титана, позволило применить титан не только в конструкциях различных хирургических инструментов, рабочие части которых несут нагрузки.

В настоящее время разработаны и переданы в клинические учреждения на испытания хирургические инструменты более 200 наименований. Испытания приводятся в Институте хирургии им. А. В. Вишневского, клинике болезней уха, горла и носа Центрального института усовершенствования врачей, Московском научно-исследовательском институте глазных баржей нм. Гельмгольца, Центральном научно-исследовательском институте травматологии (ЦИТО), Запорожском институте усовершенствования врачей. На некоторые инструменты уже получены первые положительные отзывы врачей-специалистов.

При изготовлении инструментов были использованы титановые сплавы, обладающие высокой коррозионной стойкостью, биологической инертностью, высокой прочностью, достаточной для некоторых типов инструментов твердостью, пластичностью и другими свойствами.

Основная задача, которая ставилась при конструировании инструментов из титана,- создание инструментов, по своим функциональным свойствам не уступающим, а превосходящим аналогичные, выполненные из нержавеющих сталей. Исследования показали, что, если для сохранения функциональных свойств образца изделия из титана требуется увеличить сечение более чем на 30% (по сравнению с инструментом из нержавеющей стали), то разработка такого инструмента нецелесообразна, кроме случаев, когда вес не является доминирующей характеристикой инструмента.

При конструировании неразборных инструментов (зажимов и пинцетов) для сохранения их функциональных свойств сечения некоторых элементов были увеличены на 10-30%, при этом вес их по сравнению с образцами из нержавеющей стали уменьшился на 30-35%. Твердость после термообработки составила HRC35-38.

Такие инструменты, как зеркала, крючки пластинчатые, ранорасширители и другие, которые при работе не испытывают больших нагрузок и рабочая площадь которых достаточно велика, были выполнены с сечениями, уменьшенными на 20-30%, что снизило их вес на 40-50%.

Режущие инструменты были выполнены комбинированными: съемные рабочие части - из соответствующей стали, ручки -из титановых сплавов. К этой группе относятся стамески, крючки хирургические, скальпели со съемными лезвиями и др.

Неразъемные режущие инструменты изготавливались из стали, ручки - из титановых сплавов. Элементы соединялись при помощи заклепок или прессовой посадки (ножницы, распаторы, стержневые инструменты).

Исследования показали, что титановые сплавы могут широко применяться там, где необходима очень высокая коррозионная стойкость медицинских инструментов и не требуется большой твердости. Невысокая твердость титана, отсутствие режущих свойств не дает пока возможности расширить его применение в хирургическом инструментарии. Следовательно, исследования возможности повышения твердости и придания режущих свойств титану - задача первостепенной важности. Трудность объясняется тем, что существующие в промышленности методы упрочнения титана в медицинской промышленности применять нельзя, так как к изделиям предъявляются совершенно особые требования. Кроме того, медицинские аппараты и инструменты работают в специфических условиях (в контакте с физиологическим раствором, йодом, стерилизуются путем кипячения в воде или в автоклавах при температуре до 200˚C и т. П.).