Кобальт-хром-молібденові і інші сплави, що використовуються в якості імплантатів в травматології
Наступним кроком у розвитку металевих імплантатів стало використання кобальт-хром-молібден-нікелевих сплавів.
Склад кобальт-хромових сплавів, використовуваних як медичних імплантатів і пристроїв (Cook, 1986)
компонент | ASTM F90 | ASTM F75 |
Кількість в мас.% | Кількість в мас.% | |
хром | 19-21 | 20-30 |
нікель | 9-12 | 2,5 |
молібден | - | 5-7 |
вуглець | 0,05-0,15 | 0,35 |
Марганець | 2,00 | 1,0 |
фосфор | 0,03 | 0,03 |
кремній | 1,00 | 1,00 |
вольфрам | 14-16 | - |
Залізо | 3,0 | 0,75 |
кобальт | до 46-53 | до 57-65 |
Однак, за даними Мюллер і співавт. (1996), кобальт-хромові сплави все рідше використовуються при остеосинтезі кісткової тканини, а тантал і ніобієві імплантати не знаходять широкого застосування внаслідок відсутності ряду важливих механічних і біологічних якостей або високої їх собівартості.
Входять до їх складу легуючі компоненти, як правило, є надзвичайно токсичними для тканин. Вони, за винятком Та й Nb, перешкоджають діелектричні остеосинтезу, тому що є хорошими провідниками. На їх поверхні спостерігаються бурхливі електрохімічні реакції з вивільненням токсичних продуктів. Їх поверхню, як правило, не взаємодіє з кістковою тканиною, від якої вони, в більшості випадків, відокремлюються стромальной капсулою, яка знижує міцність фіксації кісткових уламків при переломах.
Вважається, що кобальт-хром-молібденові сплави, так само як і сталеві, незважаючи на те, що мають високі механічні і міцності, за своєю биосовместимости значно поступаються металів і сплавів капсульної групи, здатним формувати на своїй поверхні захисний шар. Останні по праву вважаються металами 21-го століття (Alcantara et al., 1999).
Механічні характеристики танталового і нікель-титанового сплавів, використовуваних в медичних пристроях (Cook, 1986)
параметр | тантал | Нікель / титан (45/55%) |
Модуль пружності, МПа | 1,8x105 | 0,8x105 |
Модуль зсуву, МПа | 6,9x104 | - |
Пружний опір (0,2%) | - | 7,6x102 |
&sigma-, МПа | 3,4-12,5x104 | 1,12x103 |
&delta -,% | 1-40 | 8 |
співвідношення Пуассона | 0,32 | - |
А.В. Карпов, В.П. Шахов
Системи зовнішньої фіксації і регуляторні механізми оптимальної біомеханіки