Er titaniumlegeringer det bedste materiale til hjertestents?

I en tid med minimalt invasiv medicin er hjertestents kritiske anordninger til at fjerne tilstopning af kranspulsårer og redde liv. Disse mesh-lignende-enheder kan udvide forsnævrede blodkar og genoprette myokardieblodforsyningen. Deres kernestøttemateriale er titanlegering, kendt som det "universelle metal" i biomedicin. Fra rumfartsmaterialer til menneskelige implantater,titanlegering har drevet udviklingen af ​​hjertestents med dets enestående egenskaber, hvilket bringer liv-og redder hjerte-kar-patienter håb.

Integrationen af ​​titanlegering og hjertestents stammer fra et skift på tværs af felter. I 1940'erne blev titanlegering oprindeligt brugt til kampflyproduktion. Forskere opdagede ved et uheld dens gode kompatibilitet med dyreknogler, hvilket lagde grundlaget for dets indtræden på det medicinske område. I 1950'erne blev titanlegering officielt anvendt i medicin. Med fremskridtene inden for kardiovaskulær interventionsteknologi er det gradvist blevet kernematerialet i hjertestents på grund af dets uerstattelige fordele, idet det erstatter stents i rustfrit stål med høj stivhed og dårlig kompatibilitet, samt defekte stents af kobolt-kromlegering, hvilket driver et stort gennembrud inden for stentteknologi.

Titaniumlegering er blevet det "gyldne materiale" til hjertestents hovedsageligt på grund af tre iboende fordele, der i høj grad matcher de fysiologiske behov i menneskelige blodkar.

Fordel 1: Fremragende biokompatibilitet for "Bio-Integration"

For det første viser det enestående biokompatibilitet. I den menneskelige krops 37 graders kropsvæskemiljø dannes en tæt titaniumdioxid beskyttende film på overfladen af ​​titanlegering. Det kan forhindre frigivelse af metalioner, undgå immunafstødning og fremme aflejringen af ​​hydroxyapatit for at opnå bio-integration med vaskulært væv. I modsætning hertil frigiver rustfrit stål, kobolt-chromlegering og andre materialer langsomt nikkel, krom og andre ioner. Det har en tendens til at forårsage allergiske eller toksiske reaktioner og opnår ikke ideel biokompatibilitet.

For det andet er titanlegering stærk, sej og let og tilpasser sig perfekt til det dynamiske miljø i blodkar. Stenter skal modstå langvarig-blodstrømspåvirkning og vaskulær kontraktion-afspændingsfriktion, hvilket kræver høj styrke og elasticitet. Titaniumlegering har halvdelen af ​​densiteten af ​​stål, hvilket reducerer belastningen på blodkarrene, mens dens styrke er sammenlignelig med stål. Elasticitetsmodulet for nye titanlegeringer er omkring 60 GPa, tæt på menneskets arterier, hvilket gør det muligt at følge mikro-deformationer af blodkar uden permanent deformation. Dens træthedslevetid øges mere end 1 milliard gange, hvilket i høj grad reducerer risikoen for brud. Denne kombination af stivhed og fleksibilitet gør, at stenter passer til komplekse og snoede blodkar og minimerer skader på vaskulære vægge.

Fordel 2: Stivhed og fleksibilitet til at tilpasse sig det dynamiske vaskulære miljø

Titaniumlegering har fremragende korrosionsbestandighed og kan forblive stabil i lang tid i det komplekse menneskelige kropsmiljø. Menneskelig kropsvæske indeholder en stor mængde chloridioner. Den har en kontinuerlig mekanisk friktion, som er stærkt ætsende for metaller. Imidlertid er den årlige korrosionshastighed for titanlegering i simuleret kropsvæske mindre end en-tusindedel af diameteren af ​​et menneskehår. Det kan opretholde morfologisk stabilitet og forhindre stentkorrosionsfejl eller vaskulær inflammation. I mellemtiden reducerer dens lave overfladeenergi og hydrofilicitet blodpladeadhæsion, sænker risikoen for trombose og sikrer langsigtet-sikkerhed af stenten.

Fordel 3: Korrosionsbestandighed og stabilitet for langsigtet sikkerhed

Med fremskridtene inden for materialer og medicinsk teknologi er titanlegeringshjertestents løbende blevet opgraderet for at blive mere præcise, sikre og brugervenlige-. Tidlige nøgne-metal-titanlegeringsstenter kunne frigøre blodkarrene, men den postoperative restenoserate nåede 20 %-30 %. Der blev udviklet lægemiddel-eluerende stenter. Det kan indlæse lægemidler såsom rapamycin via laser-borede mikrohuller for at opnå lokaliseret præcis frigivelse, hvilket reducerer restenosefrekvensen til under 5 % og indleder en ny æra inden for hjertestentterapi.

I dag har 3D-printteknologi en personlig tilpasning af hjertestents af titanlegering. Ifølge en patients CT-billeder kan læger lave stenter, der i høj grad matcher den vaskulære struktur ved hjælp af elektronstrålesmelteteknologi, der bedre adresserer komplekse bifurkationslæsioner og forbedrer terapeutiske resultater.

Biologisk nedbrydelige titanlegeringsstents har gjort vigtige gennembrud. Ved at anvende jern-baserede eller magnesium-baserede titanlegeringsmaterialer kan disse stenter gradvist nedbrydes til uskadelige fosfater inden for cirka 2 år efter implantation, hvorved man undgår kronisk inflammation forårsaget af lang-metalretention og realiserer "ingen rest efter behandling".

Imidlertid har titaniumlegeringshjertestents stadig nogle ulemper: høje materialeomkostninger gør stents dyre, hvilket øger patienternes økonomiske byrde; nogle stents producerer artefakter under MR-undersøgelser, hvilket påvirker diagnosen; og postoperativ restenose er ikke blevet fuldstændig elimineret. Disse begrænsninger har dog ikke rokket ved titanlegeringens kernestatus. I klinisk praksis træffer læger omfattende valg baseret på patienters forhold, fysiske forhold og økonomiske situation.

Ruihang Group producerer hovedsageligt produkter af titanium og titanlegering med hele industrikæden. Hvis du har købsbehov, bedes du kontakte os via e-mail:Sam.Rui@bjrh-titanium.com