चिकित्सा क्षेत्र में टाइटेनियम के मुख्य अनुप्रयोग

टाइटेनियम मुख्य रूप से निम्नलिखित क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है:

1. आर्थोपेडिक इम्प्लांट
यह टाइटेनियम का सबसे व्यापक और स्थापित अनुप्रयोग है।

• कृत्रिम जोड़: कूल्हे के जोड़, घुटने के जोड़, कंधे के जोड़, कोहनी के जोड़, आदि। फीमरल स्टेम और एसिटाबुलर कप जैसे महत्वपूर्ण भार वहन करने वाले घटक बड़े पैमाने पर टाइटेनियम मिश्र धातुओं से बने होते हैं।

• आघात की मरम्मत: आंतरिक फ्रैक्चर फिक्सेशन के लिए बोन प्लेट, स्क्रू और इंट्रामेडुलरी नाखून। ये उपकरण फ्रैक्चर को स्थिर करते हैं और हड्डी के उपचार को बढ़ावा देते हैं।

• स्पाइनल फ्यूजन: स्कोलियोसिस सुधार और डिस्क प्रतिस्थापन के लिए सर्जरी में उपयोग किए जाने वाले इंटरबॉडी फ्यूजन डिवाइस, टाइटेनियम मेश और पेडीकल स्क्रू सिस्टम।

2. डेंटल इम्प्लांट और प्रोस्थेटिक्स

• डेंटल इम्प्लांट: टाइटेनियम इम्प्लांट दंत चिकित्सा में "स्वर्ण मानक" हैं। उन्हें जबड़े की हड्डी में डाला जाता है ताकि वे कृत्रिम जड़ के रूप में काम कर सकें, जो एक मजबूत  बना सके।ऑसिओइंटीग्रेशन हड्डी के साथ, जिस पर बाद में क्राउन लगाए जाते हैं।

• डेंटल फ्रेमवर्क: हटाने योग्य डेन्चर के लिए धातु के फ्रेमवर्क, साथ ही क्राउन और ब्रिज के लिए बेस, अक्सर टाइटेनियम का उपयोग करते हैं क्योंकि यह हल्का होता है, टिकाऊ होता है और इसमें कम एलर्जी होती है।

• ऑर्थोडोंटिक उपकरण: कुछ ऑर्थोडोंटिक ब्रैकेट और आर्चवायर भी टाइटेनियम मिश्र धातुओं से बने होते हैं।

3. कार्डियोवैस्कुलर इंटरवेंशनल डिवाइस

• पेसमेकर और डिफिब्रिलेटर केसिंग: टाइटेनियम केसिंग उत्कृष्ट सीलिंग प्रदान करते हैं, आंतरिक精密 इलेक्ट्रॉनिक घटकों की रक्षा करते हैं, जबकि मानव ऊतकों के साथ बायोकम्पैटिबल होते हैं, जिससे अस्वीकृति प्रतिक्रियाएं कम होती हैं।

• वैस्कुलर स्टेंट: हालांकि कोबाल्ट-क्रोमियम मिश्र धातुएं और बायोडिग्रेडेबल सामग्री वर्तमान में मुख्यधारा में हैं, निकल-टाइटेनियम मिश्र धातुएं (निटिनोल) का उपयोग स्व-विस्तारित वैस्कुलर स्टेंट के लिए किया जाता है क्योंकि उनकी अनूठी  होती है।सुपरलोच और आकार स्मृति प्रभाव, विशेष रूप से कैरोटिड और निचले अंगों की धमनियों जैसे क्षेत्रों में।

4. सर्जिकल उपकरण और उपकरण

• सर्जिकल उपकरण: टाइटेनियम फोरसेप्स, कैंची, रिट्रैक्टर, आदि, स्टेनलेस स्टील के उपकरणों की तुलना में हल्के होते हैं, उच्च थकान शक्ति प्रदान करते हैं, और संक्षारण प्रतिरोधी होते हैं, जो बार-बार उच्च तापमान नसबंदी का सामना करने में सक्षम होते हैं।

• चिकित्सा उपकरण घटक: एमआरआई स्कैनर, रोबोटिक सर्जिकल आर्म्स, आदि के आंतरिक घटक। टाइटेनियम की गैर-चुंबकीय संपत्ति एमआरआई वातावरण में सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण है और इमेजिंग हस्तक्षेप से बचाता है।

5. क्रैनियोफेशियल पुनर्निर्माण

• ट्रॉमा या सर्जरी के कारण खोपड़ी और चेहरे की हड्डी के दोषों की मरम्मत के लिए उपयोग किए जाने वाले टाइटेनियम मेश और प्लेट। इन्हें कार्य और उपस्थिति दोनों को बहाल करने के लिए सटीक रूप से आकार दिया जा सकता है।

2. टाइटेनियम सामग्री के मुख्य लाभ

चिकित्सा क्षेत्र में टाइटेनियम की अपूरणीय भूमिका इसके असाधारण गुणों से उपजी है:

1. उत्कृष्ट बायोकम्पैटिबिलिटी
यह टाइटेनियम का सबसे महत्वपूर्ण लाभ है। इसकी सतह स्वाभाविक रूप से एक घने, स्थिर टाइटेनियम ऑक्साइड निष्क्रिय फिल्म बनाती है जो रासायनिक रूप से निष्क्रिय होती है, जो शायद ही कभी मानव ऊतकों या तरल पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करती है। यह सूजन, एलर्जी या अस्वीकृति प्रतिक्रियाओं को रोकता है। यह  सक्षम बनाता है।प्रत्यक्ष और कार्यात्मक बंधन जीवित हड्डी के ऊतकों के साथ, जिसे  के रूप में जाना जाता है।ऑसिओइंटीग्रेशन, जो इम्प्लांट की दीर्घकालिक स्थिरता के लिए महत्वपूर्ण है।

2. उच्च शक्ति-से-वजन अनुपात और कम लोचदार मापांक

• उच्च शक्ति-से-वजन अनुपात: टाइटेनियम की ताकत कई स्टील्स के बराबर है, लेकिन इसका घनत्व (~4.5 ग्राम/सेमी³) स्टील का केवल लगभग 60% है, जिससे इम्प्लांट हल्के हो जाते हैं और रोगी का बोझ कम हो जाता है।

• कम लोचदार मापांक: टाइटेनियम का लोचदार मापांक (~110 GPa) मानव हड्डी (10-30 GPa) के करीब है और स्टेनलेस स्टील या कोबाल्ट-क्रोमियम मिश्र धातुओं की तुलना में बहुत कम है। यह  को कम करता है।तनाव परिरक्षण प्रभाव—जहां कठोर इम्प्लांट अधिकांश तनाव को सहन करते हैं, जिससे आसपास की हड्डी यांत्रिक उत्तेजना की कमी के कारण झरझरा और पुन: अवशोषित हो जाती है। टाइटेनियम इम्प्लांट हड्डी में अधिक प्राकृतिक तनाव हस्तांतरण की अनुमति देते हैं, जिससे उपचार और दीर्घकालिक स्थिरता को बढ़ावा मिलता है।

3. उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध
शरीर के तरल पदार्थ क्लोराइड आयनों (जैसे, सोडियम क्लोराइड) युक्त एक संक्षारक वातावरण हैं। टाइटेनियम की निष्क्रिय फिल्म इसे शारीरिक वातावरण में अत्यधिक उच्च संक्षारण प्रतिरोध देती है, जिससे यह संक्षारण के लिए लगभग अभेद्य हो जाता है। इसका मतलब है:

• लंबा इम्प्लांट जीवनकाल: संक्षारण के कारण कोई विफलता नहीं।

• उच्च बायोकम्पैटिबिलिटी: धातु आयन रिलीज के कारण ऊतक विषाक्तता और एलर्जी प्रतिक्रियाओं (जैसे, निकल एलर्जी) से बचाता है।

4. गैर-चुंबकीय संपत्ति
टाइटेनियम पैरामैग्नेटिक है और मजबूत चुंबकीय क्षेत्रों में चुम्बकित नहीं होता है। यह टाइटेनियम इम्प्लांट वाले रोगियों को सुरक्षित रूप से  से गुजरने की अनुमति देता है।एमआरआई स्कैन इम्प्लांट हीटिंग, विस्थापन, या इमेजिंग हस्तक्षेप के बारे में चिंताओं के बिना, जो पोस्ट-ऑपरेटिव निदान और निगरानी के लिए महत्वपूर्ण है।

5. अच्छी मशीनिंग और फॉर्मेबिलिटी
हालांकि शुद्ध टाइटेनियम नरम होता है, मिश्र धातुकरण (जैसे, एल्यूमीनियम और वैनेडियम के साथ Ti-6Al-4V बनाने के लिए) और उन्नत प्रसंस्करण तकनीकें जटिल आकार के इम्प्लांट के उत्पादन को सक्षम बनाती हैं ताकि व्यक्तिगत सर्जिकल जरूरतों को पूरा किया जा सके। आकार स्मृति प्रभाव निकल-टाइटेनियम मिश्र धातुओं का स्व-विस्तारित स्टेंट जैसे अनुप्रयोगों के लिए अद्वितीय समाधान प्रदान करता है।

सारांश और भविष्य का दृष्टिकोण

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