Pręt i pręt tytanowy ASTM B348 Gr2 i Gr5 do zastosowań medycznych o właściwościach biokompatybilnych i odpornych na korozję

Tytan i jego stopy, w szczególności klasa 2 (tytan czysty handlowy) i klasa 5 (Ti-6Al-4V, stop tytanu, aluminium i wanadu), są szeroko stosowane w zastosowaniach medycznych ze względu na swoje wyjątkowe właściwości, w tym biokompatybilność, wytrzymałość i odporność na korozję. ASTM B348 to specyfikacja określająca wymagania dotyczące prętów, żerdzi i wlewków tytanowych stosowanych w zastosowaniach medycznych.

Tytan klasy 2 to najczęściej stosowany tytan czysty handlowy. Charakteryzuje się doskonałą odpornością na korozję i biokompatybilnością, co czyni go idealnym do zastosowań, w których kluczowy jest stosunek wytrzymałości do masy i odporność na płyny ustrojowe.

• Odporność na korozję: Doskonała odporność na korozję, zwłaszcza w środowiskach chlorkowych, takich jak płyny ustrojowe, co jest kluczowe dla implantów medycznych mających bezpośredni kontakt z ludzkim ciałem.
• Biokompatybilność: Wysoka biokompatybilność, co oznacza, że nie powoduje niepożądanych reakcji w organizmie. Powszechnie stosowany w implantach długoterminowych, takich jak implanty stomatologiczne, śruby kostne i endoprotezy stawów.
• Wytrzymałość i lekkość: Dobre właściwości mechaniczne zapewniające wystarczającą wytrzymałość do zastosowań medycznych, przy jednoczesnym zachowaniu lekkości, co jest korzystne dla implantów wymagających utrzymania wydajności biomechanicznej bez nadmiernego obciążenia.
• Spawalność i formowalność: Stosunkowo łatwy do spawania, obróbki skrawaniem i formowania w różne kształty, takie jak pręty, żerdzie czy pręty okrągłe, co czyni go wszechstronnym do szerokiego zakresu zastosowań medycznych.

• Wytrzymałość na rozciąganie: 345 MPa (50 ksi)
• Granica plastyczności: 275 MPa (40 ksi)
• Wydłużenie: 20%

• Implanty ortopedyczne: Stosowany do produkcji śrub, płyt i trzpieni do zespalania złamań kości.
• Implanty stomatologiczne: Często stosowany w implantach stomatologicznych ze względu na biokompatybilność i długoterminową stabilność w środowisku jamy ustnej.
• Narzędzia i urządzenia chirurgiczne: Powszechnie stosowany w instrumentach chirurgicznych, skalpelach i kleszczach ze względu na niereaktywność i wytrzymałość.

Tytan klasy 5, czyli Ti-6Al-4V, to stop składający się z 90% tytanu, 6% aluminium i 4% wanadu. Jest to jeden z najczęściej stosowanych stopów tytanu, znany ze swojej wyższej wytrzymałości, dobrej odporności na zmęczenie i ulepszonych właściwości mechanicznych w porównaniu do czystych gatunków tytanu.

• Wyższa wytrzymałość: Znacznie wyższa wytrzymałość na rozciąganie niż w przypadku gatunków czystych handlowych, co czyni go doskonałym do zastosowań wymagających dodatkowej trwałości i zdolności do wytrzymywania wysokich naprężeń.
• Odporność na korozję: Zachowuje doskonałą odporność na korozję, szczególnie w środowiskach narażonych na działanie płynów ustrojowych, z ulepszoną wytrzymałością i odpornością na zmęczenie.
• Biokompatybilność: Wysoka biokompatybilność i popularny wybór do implantów i urządzeń chirurgicznych pozostających w organizmie przez dłuższy czas.
• Odporność na zmęczenie: Dodatek aluminium i wanadu znacznie poprawia odporność na zmęczenie, co czyni go dobrze dopasowanym do zastosowań, takich jak endoprotezy stawów lub śruby kostne, które podlegają ciągłym naprężeniom.
• Spawalność i obrabialność: Nieco trudniejszy do spawania i obróbki skrawaniem niż klasa 2, ale pozostaje wysoce obrabialny przy odpowiednim wyposażeniu. Często stosowany do precyzyjnych elementów, gdzie wymagana jest wyższa wytrzymałość.

• Wytrzymałość na rozciąganie: 895 MPa (130 ksi)
• Granica plastyczności: 828 MPa (120 ksi)
• Wydłużenie: 10%

• Endoprotezy stawów: Powszechnie stosowany do endoprotez stawów biodrowych, kolanowych i barkowych ze względu na wytrzymałość i odporność na zmęczenie.
• Śruby i płyty kostne: Często stosowany do śrub, płyt i trzpieni używanych do zespalania złamań ze względu na wyższą wytrzymałość i zdolność do wytrzymywania znaczących obciążeń.
• Implanty stomatologiczne: Czasami stosowany w implantach stomatologicznych w przypadkach wymagających wyższej wytrzymałości, szczególnie u pacjentów o wyższym poziomie aktywności.
• Narzędzia i sprzęt chirurgiczny: Stosowany do narzędzi chirurgicznych poddawanych wysokim naprężeniom ze względu na wytrzymałość i biokompatybilność.