Zijn titaniumlegeringen het beste materiaal voor hartstents?

In het tijdperk van minimaal invasieve geneeskunde zijn hartstents cruciale apparaten voor het ontstoppen van kransslagaders en het redden van levens. Deze gaas-achtige apparaten kunnen vernauwde bloedvaten verwijden en de bloedtoevoer naar het myocard herstellen. Hun belangrijkste ondersteunende materiaal is een titaniumlegering, bekend als het "universele metaal" in de biogeneeskunde. Van ruimtevaartmaterialen tot menselijke implantaten,titanium legering heeft de ontwikkeling van hartstents gestimuleerd met zijn uitzonderlijke eigenschappen, waardoor levens-reddende hoop wordt geboden aan hart- en vaatziekten.

De integratie van een titaniumlegering en hartstents kwam voort uit een veldoverschrijdende toepassingsverschuiving. In de jaren veertig werd titaniumlegering aanvankelijk gebruikt bij de productie van straaljagers. Wetenschappers ontdekten per ongeluk de goede compatibiliteit ervan met dierlijke botten en legden zo de basis voor de intrede ervan op medisch gebied. In de jaren vijftig werd titaniumlegering officieel in de geneeskunde toegepast. Met de vooruitgang van de cardiovasculaire interventionele technologie is het geleidelijk het kernmateriaal van cardiale stents geworden vanwege de onvervangbare voordelen ervan, ter vervanging van roestvrijstalen stents met hoge stijfheid en slechte compatibiliteit, evenals van defecte stents van kobalt-chroomlegeringen, wat een grote doorbraak in de stenttechnologie tot gevolg heeft gehad.

Titaniumlegering is het "gouden materiaal" voor hartstents geworden, voornamelijk vanwege drie inherente voordelen die in hoge mate overeenkomen met de fysiologische behoeften van menselijke bloedvaten.

Voordeel 1: Uitstekende biocompatibiliteit voor "Bio-Integratie"

Ten eerste vertoont het een uitstekende biocompatibiliteit. In de lichaamsvloeistofomgeving van 37 graden van het menselijk lichaam vormt zich een dichte beschermende film van titaniumdioxide op het oppervlak van de titaniumlegering. Het kan de afgifte van metaalionen voorkomen, afstoting door het immuunsysteem voorkomen en de afzetting van hydroxyapatiet bevorderen om bio-integratie met vaatweefsel te bereiken. Daarentegen geven roestvrij staal, kobalt-chroomlegeringen en andere materialen langzaam nikkel, chroom en andere ionen af. Het heeft de neiging allergische of toxische reacties te veroorzaken en slaagt er niet in een ideale biocompatibiliteit te bereiken.

Ten tweede is de titaniumlegering sterk, taai en licht van gewicht en past ze zich perfect aan de dynamische omgeving van bloedvaten aan. Stents moeten bestand zijn tegen langdurige -bloedstroomimpact en vasculaire samentrekking-ontspanningswrijving, wat een hoge sterkte en elasticiteit vereist. Titaniumlegering heeft de helft van de dichtheid van staal, waardoor de bloedvaten minder worden belast, terwijl de sterkte vergelijkbaar is met die van staal. De elasticiteitsmodulus van nieuwe titaniumlegeringen is ongeveer 60 GPa, dicht bij die van menselijke slagaders, waardoor het micro-vervormingen van bloedvaten kan volgen zonder permanente vervorming. De levensduur tegen vermoeidheid wordt meer dan 1 miljard keer groter, waardoor het risico op breuken aanzienlijk wordt verminderd. Deze combinatie van stijfheid en flexibiliteit zorgt ervoor dat stents passen in complexe en kronkelige bloedvaten en schade aan vaatwanden minimaliseren.

Voordeel 2: Stijfheid en flexibiliteit om zich aan te passen aan de dynamische vasculaire omgeving

Titaniumlegering heeft een uitstekende corrosieweerstand en kan lange tijd stabiel blijven in de complexe menselijke lichaamsomgeving. Menselijk lichaamsvocht bevat een grote hoeveelheid chloride-ionen. Het heeft een continue mechanische wrijving, die zeer corrosief is voor metalen. De jaarlijkse corrosiesnelheid van de titaniumlegering in gesimuleerde lichaamsvloeistof bedraagt ​​echter minder dan een-duizendste van de diameter van een mensenhaar. Het kan de morfologische stabiliteit behouden en stentcorrosie of vasculaire ontsteking voorkomen. Ondertussen verminderen de lage oppervlakte-energie en hydrofiliciteit de adhesie van bloedplaatjes, verlagen ze het risico op trombose en zorgen ze voor de veiligheid van de stent op lange termijn.

Voordeel 3: Corrosiebestendigheid en stabiliteit voor veiligheid op lange termijn

Met de vooruitgang van materialen en medische technologie zijn hartstents van titaniumlegering voortdurend geüpgraded om nauwkeuriger, veiliger en gebruiksvriendelijker te worden. Vroege kale-stents van een metalen titaniumlegering konden de bloedvaten deblokkeren, maar het postoperatieve restenosepercentage bedroeg 20%-30%. Er werden medicijn-eluerende stents ontwikkeld. Het kan medicijnen zoals rapamycine laden via laser-geboorde microgaatjes om een ​​plaatselijke, precieze afgifte te bereiken, waardoor het percentage restenose wordt teruggebracht tot minder dan 5% en een nieuw tijdperk in de hartstenttherapie wordt ingeluid.

Tegenwoordig biedt de 3D-printtechnologie een gepersonaliseerde aanpassing van hartstents van titaniumlegering. Volgens de CT-beelden van een patiënt kunnen artsen stents maken die zeer goed aansluiten bij de vasculaire structuur met behulp van elektronenbundelsmelttechnologie, waardoor complexe bifurcatielaesies beter kunnen worden aangepakt en de therapeutische resultaten kunnen worden verbeterd.

Biologisch afbreekbare stents van titaniumlegeringen hebben belangrijke doorbraken geboekt. Door gebruik te maken van op ijzer-gebaseerde of magnesium-gebaseerde materialen van titaniumlegeringen, kunnen deze stents binnen ongeveer twee jaar na implantatie geleidelijk worden afgebroken tot onschadelijke fosfaten, waardoor chronische ontstekingen worden vermeden die worden veroorzaakt door langdurige- metaalretentie en waarbij wordt gerealiseerd dat er "geen residu achterblijft na de behandeling".

Hartstents van titaniumlegeringen hebben echter nog steeds enkele nadelen: hoge materiaalkosten maken stents duur, waardoor de financiële lasten voor patiënten toenemen; sommige stents produceren artefacten tijdens MRI-onderzoeken, wat de diagnose beïnvloedt; en postoperatieve restenose is niet volledig geëlimineerd. Deze beperkingen hebben de kernstatus van een titaniumlegering echter niet aan het wankelen gebracht. In de klinische praktijk maken artsen uitgebreide keuzes op basis van de toestand van de patiënt, de fysieke toestand en de financiële situatie.

Ruihang Group produceert voornamelijk producten van titanium en titaniumlegeringen met de complete industriële keten. Als u de aankoopbehoeften heeft, neem dan contact met ons op via de e-mail:Sam.Rui@bjrh-titanium.com