Сравнение на материали в ортопедичните костни винтове

Неръжавеща оцел в ортопедични костни винтове

Състав и корозионна устойчивост

Неръжавеящата стомана е една от най-подходящите материали за използване като ортопедически костни винтове поради нейния състав и отличното съпротива на корозията. Състояща се от желязо, хром и никел, неръжавеящата стомана е успешно прочна и силна. Неръжавеящата стомана се създава, когато частите от нея се правят с поне 10,5% хром като компонент, хромът се свързва с кислород, за да образува непроницаема преграда срещу ржавчина. Тази съпротива на корозията е задължителна, тъй като винтовете от неръжавеяща стомана постоянно са изложени на телесни течности и биологични среди, които са строги. Клинични изследвания доказват, че ортопедическите винтове от неръжавеяща стомана имат дълга продължителност на живот и че има намаление в процента на неуспехите при имплантите, причинени от проблеми с корозията. Сравнително изследване предлага, че неръжавеящата стомана разполага с по-добра съпротива на корозията от други материали, включително обикновена въглеродна стомана и алуминиев сплав. Съпротива на корозията Процесът на производство и термична обработка на стоманата за винтове играе голяма роля за гарантиране, че винтовете не се ломят под товар.

Проблеми с никелова алергия

Въпреки че хромистото желязо ортопедични винтове са силни, може да има опасения относно никеловата алергия при някои пациенти. Този проблем възниква, защото алергията към никел може да причини проблеми след операцията, където тя може да стане усложняващ фактор докато пациентът се изправя. Изследвания показват, че между 10 -20% от тези, които претърпят операция с хромисто желязо, също имат алергия към никел. Това демонстрира, че трябва да се направят внимателни оценки на медицинската история на пациентите при избора на хромисто желязо с никел. В момента са налични титан или хромисто желязо без никел, които са безопасни избори за чувствителните потребители. Ако хирургите са осведомени за тези алергии, пациентите ще могат да избегнат потенциални негативни странични ефекти и осложнения след операцията и по този начин да имат по-лесна реконвалесценция.

Иновации в титановите сплавове за костен фиксаж

Превъзходства на отношението тегло-силна способност

Леговите сплавове на титания, като например Ti-6Al-4V, са добре известни поради високото си отношение сила/тегло и са подходящи за ортопедични приложения. Тази полезна характеристика позволява да се използват по-тънки и леки винти в редица медицински процедури. Препоръчвано е, че титановите винтове могат да предложат повече от 40% намаление на теглото в сравнение с неръдени стомана, при сходна сила. По-леките винтове намаляват оперативната тежест и травмите, както и подобряват качеството на живота на пациентите по време на реабилитацията им. За структурните кости, ниското маса на титания е от съществено значение, минимизира реакциите на материалите и насърчава по-предсказуемо засягане.

Възможности за остеоинтеграция

Добрият осеоинтеграционен потенциал на титаният е главна причина за неговото широко приложение в костната фиксация. Осеоинтеграцията е пряк костно-имплантатен интерфейс, когато става дума за свързване, и титаниумът е шампион, както и стабилността. Докладва се, че титановите винти показват по-добър осеоинтеграционен потенциал в сравнение с винтове, изработени от други материали, и че рискът от неуспех се намалява. Усъвшените повърхнинни обработки подкрепят такива способности, така че титановите винти позволяват закриване при неблагоприятни условия. В резултат на това титаниумът става материалът на избор за ортопедични приложения с ношителна функция.

Нови решения с биоразлагаеми материали

Прориви с цинк и магний

Новите разработки сочат цинка и магния като основни кандидати за материали за биоразградими ортопедични винтове за кост. Този тип материал всъщност осигурява „две за едно“, тъй като поддържа структурата на скелета и след това се разгражда в тялото. По този начин магниевият сплав може да осигури достатъчна механична подкрепа при заздравяването, както и благоприятна биосъвместимост и само ограничено възпалително действие. Изглежда, че винтовете с покритие от цинк имат добри перспективи за насърчаване на регенерацията на костната тъкан чрез вродените биологични свойства, които активно помагат при оздравителния процес. Те са проектирани така, че да се справят с проблемите, свързани с постоянни импланти, например необходимостта от вторично хирургично изваждане.

Проблеми със скоростта на разлагане

Въпреки че биоразлагаемите вещества са много обещаващи, контролирането на скоростта на разлагане е изключително предизвикателно. Поддържане на достатъчната подкрепа на материалите до момента на запазване и след това разлагането им след завършване на хейленирането е критично за предотвратяване на преждевремено разлагане и провал на имплантата. Изследвания показват, че такива скорости на разлагане различават в зависимост от състава на сплава и средата, в която той се прилага. Регулирането на скоростите на равнище, което е подходящо за механичната поддръжка за добра остеоинтеграция, е важно. Продължават да се правят усилия за разработка на разлагаеми скорости (чрез сплавяне и т.н.) и повърхностна обработка, за да се достигнат идеалните „сладки точки“ за биоразлагаеми материали за медицинско използване.

Клинически разисквания за избора на винти

Приложения в канцелозната против кортикалната кост

Изборът на подходящия вид винт — порозен или кортикален — е важен за добра фиксация и се основава на костната структура. Порозните винтове са предназначени за губичеста кост — често срещана в региони като таз и гръбнак — и имат по-големи нишки, които позволяват по-добър заспив и стабилизиране. Кортикалните винтове са за гъста кост, като например диафиз на дълги кости, и разполагат с по-дебели нишки за по-голяма сила в областите на винта, където се изисква висока твърдост. Знанието за тези разлики минимизира вероятността от осложнения, като ослабване или скъсване.

Съвместимост на системата за педикулни винтове

Есенално е важно всяка комбинация от шуши и винти да бъде съвместима с различни системи за педикулни винтове, за да се постигнат успешни спинални операции. Несъответствията могат да причинят значителни проблеми, затова измерванията и позициите трябва да бъдат внимателно оценени. Подравняването на краищата на костта от страна на хирурга е задължително за стабилността и безопасността на пациента. Литературата подчертава необходимостта от нови материали, свързани с иновативни винтови системи, които позволяват по-добри резултати и по-ниски проценти на неуспех. Текущите насоки отразяват и свойствата на материалите, дизайна и съвместимостта, съобразени с прогреса.

Бъдещи тенденции в материали за ортопедични винтове

Напредък в разработката на умни метали

Подводейки, присъствието на умни метали за използване в ортопедията е вълнуващо посокателно движение за развитие на методите за фиксация при скелетни прекъсвания. Те могат да променят параметри като нивото на твърдост според околната среда и по този начин да оптимизират своята ефективност по време на процеса на засягане. Тази адаптивност може да подобри засягането, съобразявайки характеристиките на винтовете със стадии на засягането. Имплантираните сензори, които позволяват реално-времево наблюдение на процеса на засягане, биха могли да предложат критични данни, които биха довели до по-добри резултати. Както и при много нови иновации, икономическата възможност на УМНИ метали ще бъде важен фактор за техното прилагане.

Развитие на биоактивни покрития

Подобряването на биоактивните покрития на ортопедични винтове като тези ще причини по-добри връзки с костта. Те са предназначени да ускорят остеоинтеграцията и заживяването - те освобождават неща или имат повърхностни свойства, които ускоряват растежа на клетките. Иновациите увеличават успеха на операциите чрез подобрено спайне с костта. Бъдещите цели може да бъдат насочени към адаптиране на покритията според индивидуалните нужди за оптимално лечение.

Часто задавани въпроси

В1: Защо неръжавеящата стомана се използва често в ортопедични костни винтове?

А1: Неръжавеящата стомана е предпочитана поради нейната тревога и изключителна устойчивост към корозията, което я прави ефективна в телесните среди.

В2: Какви са проблемите с винтовете от неръжавеща стомана съдържаща никел?

А2: Някои пациенти могат да преживеят никелови алергии, които могат да усложнят техния възстановителен период след операцията.

В3: Как се сравняват титановите винтове с неръжавещата стомана?

A3: Титановите винти предлагат предимства във връзка с отношението между прочността и теглото, както и превъзходни способности за остеоинтеграция, което подобрява резултатите от заживяване.

Q4: Какви предимства предлагат биоразлагаемите винти?

A4: Цинковите и магниевите биоразлагаеми винти се разлагат естествено, намалявайки нуждата от операции за премахване, докато подкрепят регенерацията на костта.

Q5: Как влияят умните метали и биоактивните покрития върху ефективността на винтовете?

A5: Умните метали коригират свойствата си за оптимизирано заживяване, докато биоактивните покрития стимулират растежа на клетките и по-бърза остеоинтеграция.