Titanio in ortopedia - Recenti progressi
Il titanio ha iniziato ad essere utilizzato negli impianti ortopedici circa 70 anni fa. Man mano che la tecnologia migliorava e il titanio diventava più comune, il metallo veniva utilizzato per sviluppare le prese della spalla e dell'anca. Anche gli impianti dentali e gli apparecchi acustici sono realizzati in titanio per una maggiore durata (rispetto ad altri materiali).
Titanio, una scelta comune per gli impianti ortopedici
I produttori hanno iniziato a utilizzare il titanio per gli impianti ortopedici perché hanno riconosciuto le proprietà naturali che il metallo aveva da offrire. Ha un incredibile rapporto resistenza-peso, un'eccellente resistenza alla corrosione e, soprattutto, è biocompatibile al 100%.
Si scoprì presto che il titanio facilitava persino il processo di osteointegrazione, formando un legame fisico con l'osso (senza la necessità di adesivo aggiuntivo). Inoltre, è stato determinato che gli impianti in titanio possono resistere ad alta energia (senza rotture). Non rispondono all'ambiente in cui sono collocati e durano a lungo (in alcuni casi non hanno bisogno di essere sostituiti).
Oggi il titanio viene utilizzato non solo per la fissazione interna, ma anche per protesi, dispositivi medici e dispositivi interni. Alcune leghe sono preferite per impianti medici e dentali, come Ti-6Al-4V e Ti-6Al-4V ELI. Si tratta di leghe alfa-beta, solitamente legate con alluminio e vanadio. Forniscono alti livelli di resistenza alle fratture, per non parlare del fatto che promuovono l'osteointegrazione (recupero più veloce).
Il titanio è noto per essere un metallo inerte grazie a un film protettivo di ossido che si forma quando esposto all'ossigeno (che si verifica naturalmente). Questo metallo resiste ai danni causati dai fluidi corporei e dai tessuti, il che significa che non viene rifiutato dai nostri corpi.
Per questo motivo, vedrai il titanio utilizzato per realizzare placche craniche, articolazioni del gomito e del ginocchio e persino costole. Viti, graffette e cavi in osso possono essere realizzati in titanio. Tutti gli impianti ortopedici in titanio forniscono un eccellente supporto per le fratture, facilitando il processo di fissazione.
Nuova lega di titanio sviluppata per impianti ortopedici
Le leghe di beta titanio sono state a lungo al centro degli impianti ortopedici a causa della loro buona formabilità e delle eccellenti proprietà meccaniche. Hanno un'incredibile resistenza alla corrosione, oltre ad alti livelli di resistenza meccanica e alla fatica.
Uno dei motivi principali per l'utilizzo di leghe beta titanio per impianti ortopedici è il loro basso modulo elastico. Recentemente, una nuova lega beta, Ti-35Nb-7Zr-5Ta, è stata sviluppata per tali applicazioni. Prodotta dalla metallurgia delle polveri, questa lega ha una struttura porosa ed è una scelta adatta per un'osteointegrazione di successo.
Sistema di unghie elastiche in titanio per fratture ossee lunghe pediatriche
Il Titanium Elastic Nail System (TEN) è progettato per correggere le fratture diafisarie delle ossa lunghe. Tali ossa hanno stretti canali midollari, quindi è importante essere in grado di utilizzare impianti flessibili. Dieci è l'opzione preferita perché riduce il rischio di complicanze.
Uno dei principali vantaggi dell'utilizzo di un sistema di unghie elastiche in titanio è la stabilizzazione postoperatoria immediata. Ciò consente una mobilizzazione precoce della parte pertinente, consentendo al paziente di tornare alle normali attività in meno tempo. Inoltre, questo impianto ortopedico ha un basso tasso di complicanze ed è una procedura minimamente invasiva.
Può essere utilizzato per fratture pediatriche nei bambini dai 5 ai 14 anni. Questo sistema è sicuro e affidabile e consigliato per le ossa lunghe. Il tempo di intervento è breve, il recupero è veloce e l'effetto funzionale è buono.
Grazie a TEN, i pazienti possono sopportare il peso precocemente e guarire rapidamente con un'interruzione minima della crescita ossea. Vale anche la pena ricordare che il sistema di unghie elastiche in titanio può essere utilizzato per tali fratture indipendentemente dalla loro posizione o modello.
Protesi verticalmente espandibile in titanio a coste
La costola protesica in titanio è un dispositivo innovativo progettato per stabilizzare la colonna vertebrale e le costole con due deformità della parete toracica pediatrica. L'asta metallica curva è progettata per migliorare la respirazione ed è anche raccomandata per la scoliosi grave. Gli esperti medici hanno anche usato costole in titanio nei bambini che hanno bisogno di ricostruzione del torace dopo l'intervento chirurgico al cancro, compresa la rimozione di diverse costole.
I bambini con diagnosi di sindrome da insufficienza toracica possono anche beneficiare di costole protesiche in titanio. Il dispositivo raddrizza la colonna vertebrale e separa le costole, consentendo ai polmoni di espandersi in modo più efficiente nello spazio appena creato. Inoltre, stabilizza il diaframma, il muscolo utilizzato per la respirazione.
La nervatura protesica in titanio è adattata ad ogni bambino e alle sue esigenze. È importante capire che il dispositivo è espandibile; man mano che il bambino cresce, verranno fatti nuovi interventi per aumentare la lunghezza.
I nanotubi di titanio consentono un'osteointegrazione più efficiente
I nanotubi di titanio possono migliorare l'osteointegrazione degli impianti ortopedici riducendo il rischio di colonizzazione batterica. Alla luce di questa scoperta, i ricercatori hanno migliorato la superficie degli impianti in titanio con nanotubi di titanio.
Gli impianti ortopedici trattati con nanotubi di biossido di titanio garantiscono un'osteointegrazione più efficiente. Pertanto, il legame tra l'impianto e l'osso viene rafforzato. Nei pazienti che hanno ricevuto questo impianto, il carico precoce è stato eccellente.
Leghe di titanio rivestite di grafene - osteogenesi e osteointegrazione più efficienti
Rivestire le leghe di titanio con grafene potrebbe effettivamente migliorare la loro bioattività superficiale, il che supporterebbe ulteriormente processi efficienti di osteogenesi e osteointegrazione. Il rivestimento in grafene migliora la biocompatibilità delle leghe di titanio, favorisce la rigenerazione del tessuto osseo e migliora l'integrazione osso-impianto.
Il grafene è un innovativo materiale di nano-rivestimento in grado di promuovere la bioattività delle leghe di titanio e facilitare i processi sopra menzionati. Questi impianti ortopedici hanno un'elevata resistenza meccanica e tenacità alla frattura, resistenza alla corrosione e biocompatibilità al 100%.
L'ultima frase
In conclusione, il titanio è una scelta eccellente per gli impianti ortopedici perché è forte, resistente alla corrosione e biocompatibile. I ricercatori lavorano costantemente allo sviluppo di dispositivi innovativi, ognuno su misura per le esigenze successive. In futuro, il titanio sarà usato più frequentemente, poiché i medici sono interessati a impianti ortopedici che possono resistere per periodi di tempo più lunghi senza essere rifiutati dal corpo.
