মেডিকেল টাইটানিয়ামের জারা বৈশিষ্ট্য: প্রক্রিয়া, মিডিয়া এবং ক্র্যাক নিয়ন্ত্রণ

কেন টাইটানিয়াম জারা আচরণ ইমপ্লান্ট সেবা জীবন সিদ্ধান্ত নেয়

মেডিকেল টাইটানিয়াম কাঠামোগত ধাতুগুলির ছোট গ্রুপের অন্তর্গত যা প্রায় 4.51 g/cm3 কম ঘনত্ব, উচ্চ নির্দিষ্ট শক্তি এবং একটি রাসায়নিকভাবে স্থিতিশীল পৃষ্ঠকে একত্রিত করে। খাদ পরিবারটি তিনটি পর্যায়ে বিকশিত হয়েছে: প্রথম-প্রজন্মের বাণিজ্যিকভাবে বিশুদ্ধ টাইটানিয়াম এবং Ti-6Al-4V; দ্বিতীয় প্রজন্মের আলফা+বিটা সংকর ধাতু যেমন Ti-5Al-2.5Fe এবং Ti-6Al-7Nb; এবং তৃতীয়-প্রজন্মের মেটাস্টেবল বিটা অ্যালয়গুলি নিম্ন ইলাস্টিক মডুলাস এবং উন্নত জৈবিক কর্মক্ষমতার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। চীনা গবেষণা গোষ্ঠীগুলি Ti-2.5Al-2.5Mo-2.5Zr এবং পরে Ti-24Nb-4Zr-7.6Sn-এর প্রাথমিক কাজগুলিতে অবদান রেখেছে এবং বর্তমান বিকাশ নতুন বিটা রচনা এবং তাদের ক্লিনিকাল গ্রহণের উপর মনোনিবেশ করেছে।

প্যাসিভ ফিল্ম অ্যান্ড ইটস সেল্ফ-রিপেয়ারিং নেচার

টাইটানিয়াম তাপগতিগতভাবে অস্থির, একটি স্ট্যান্ডার্ড ইলেক্ট্রোড সম্ভাব্য −1.63 V, তাই এটি সহজেই অক্সিডাইজ হয়। যে কোনো অক্সিজেনে-মাঝারি ধারণ করে একটি ঘন প্যাসিভ ফিল্ম পৃষ্ঠে স্বতঃস্ফূর্তভাবে তৈরি হয়। এই ফিল্মটি মাত্র কয়েক ন্যানোমিটার থেকে কয়েক দশ ন্যানোমিটার পুরু, তবুও এটি সক্রিয় দ্রবীভূত হওয়ার জন্য উপলব্ধ বেশিরভাগ এলাকাকে ব্লক করে এবং মাত্রার আদেশ দ্বারা ধাতব প্রকাশকে ধীর করে দেয়। ফিল্মটি নিজেও-মেরামত করে: যখন এটিকে আঁচড়ে ফেলা হয় তখন এটি দ্রুত পুনরায় তৈরি হয়-, যতক্ষণ না অক্সিজেন বা জল পাওয়া যায়৷

স্ট্যান্ডার্ড ইলেক্ট্রোড সম্ভাব্য: −1.63 V

প্যাসিভ ফিল্ম বেধ: কয়েক nm থেকে কয়েক দশ nm

আলফা থেকে বিটা রূপান্তর তাপমাত্রা: 882.5 ডিগ্রি

রূপান্তর তাপমাত্রার নিচে পরিষেবার কাঠামো: 100% হেক্সাগোনাল ক্লোজ-প্যাকড আলফা ফেজ

ইমপ্লান্টেড টাইটানিয়ামে দেখা যায় জারা ফর্ম

দেহের তরল হল একটি উষ্ণ ক্লোরাইড- বহনকারী ইলেক্ট্রোলাইট, এবং ট্রেস উপাদানগুলির দ্রবীভূত হওয়া অক্সাইড স্তরের স্থায়িত্বকে পরিবর্তন করতে পারে। এমনকি বারবার চলাফেরার সামান্য ঘর্ষণও প্যাসিভ ফিল্মকে ক্ষতিগ্রস্ত করে এবং অক্সিজেন-ক্ষুধার্ত ফাঁকে ফিল্মটি আবার তৈরি করা যায় না। ইমপ্লান্ট ডিজাইনের জন্য পাঁচটি ক্ষতির মোড গুরুত্বপূর্ণ:

স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিং নিয়ন্ত্রণ

স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিংয়ের জন্য একই সময়ে তিনটি অবস্থার প্রয়োজন: একটি আক্রমনাত্মক পরিবেশ, টেকসই প্রসার্য চাপ এবং একটি সংবেদনশীল উপাদান অবস্থা। তাদের যেকোনো একটি পরিবর্তন করা ফাটল প্রতিরোধ করে, যা ব্যাখ্যা করে কেন ঘটনাটি এত নির্বাচনী। কোল্ড ওয়ার্কিং, ফরজিং, ওয়েল্ডিং, হিট ট্রিটমেন্ট বা অ্যাসেম্বলির অবশিষ্ট স্ট্রেস রিপোর্ট করা SCC ব্যর্থতার প্রায় 40% জন্য দায়ী, তাই প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ যতটা গুরুত্বপূর্ণ খাদ পছন্দের মতো।

একটি ফাটল সামনের অংশ আয়নকে ঘনীভূত করে এবং বাল্ক তরল নিরপেক্ষ থাকা সত্ত্বেও pH 2 থেকে 3 পর্যন্ত পৌঁছাতে একটি শক্তিশালী অম্লীয় পকেট তৈরি করতে পারে। স্থানীয় রসায়ন, বাল্ক পরিবেশ নয়, ফাটল বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে, এই কারণেই নকশা পর্যালোচনার সময় আটকানো জ্যামিতি মনোযোগের দাবি রাখে এবং কেন পরিষেবা ব্যর্থতাগুলি প্রায়শই থ্রেড রুট বা প্রেস ফিট থেকে শুরু হয়।

নির্বাচন এবং প্রক্রিয়াকরণ নির্দেশিকা

শক্তি এবং জৈব সামঞ্জস্যের প্রয়োজনীয়তা অনুসারে ASTM F67 থেকে ASTM F67 বা Ti-6Al-4V ELI থেকে ASTM F136-এ টাইটানিয়াম বেছে নিন।

ইন্টারস্টিশিয়াল অক্সিজেন এবং নাইট্রোজেন নিয়ন্ত্রণ করুন: তারা শক্তি বাড়ায় কিন্তু নমনীয়তা এবং কঠোরতা হ্রাস করে।

ক্লোরাইড পরিষেবায় আটকানো জ্যামিতি এড়িয়ে চলুন এবং ভিন্ন ধাতুগুলিকে একই সমাবেশের বাইরে রাখুন।

ভারী ঠান্ডা কাজের পরে স্ট্রেস রিলিফ অ্যানিল, এবং সমাপ্ত পৃষ্ঠ থেকে লোহা দূষণ দূরে রাখুন।

অক্সিজেন, নাইট্রোজেন এবং হাইড্রোজেনের জন্য নিষ্ক্রিয় গ্যাস ফিউশন দ্বারা রসায়ন যাচাই করুন এবং প্রতিটি তাপে যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য পরীক্ষা করুন।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

প্রশ্ন: টাইটানিয়ামকে কী জারা প্রতিরোধী করে তোলে?
একটি পাতলা, ঘন এবং স্ব-মেরামতকারী অক্সাইড ফিল্ম স্বতঃস্ফূর্তভাবে পৃষ্ঠে তৈরি হয় এবং নীচের ধাতুর সক্রিয় দ্রবীভূতকরণকে বাধা দেয়।

প্রশ্নঃ ইমপ্লান্টের জন্য কোন টাইটানিয়াম গ্রেড ব্যবহার করা হয়?
লোয়ার-স্ট্রেস ডিভাইসের জন্য ASTM F67-এ আনঅলয়ড গ্রেড, এবং Ti-6Al-4V ELI থেকে ASTM F136 বা বিটা অ্যালয় যেখানে উচ্চ শক্তি বা কম মডুলাস প্রয়োজন।

প্রশ্ন: টাইটানিয়াম কি মানবদেহে ফাটলের ক্ষয় ভোগ করতে পারে?
এটি হতে পারে, যখন তরল অক্সিজেনের মধ্যে স্থির হয়ে যায়{0}} মডুলার উপাদানগুলির মধ্যে ক্ষুধার্ত ব্যবধান, তাই জংশনগুলিকে সীলমোহর করা উচিত, বের করা উচিত বা বাদ দেওয়া উচিত৷

প্রশ্ন: কিভাবে স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিং প্রতিরোধ করা হয়?
তিনটি ফ্যাক্টর সংমিশ্রণ- ভেঙ্গে: অবশিষ্ট স্ট্রেস হ্রাস করুন, আক্রমনাত্মক ক্লোরাইড মিডিয়া এড়িয়ে চলুন এবং প্যালাডিয়াম ধারণকারী একটি আরও প্রতিরোধী গ্রেড নির্বাচন করুন।

প্রশ্ন: প্লাস্টিকের বিকৃতি কেন ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করে?
বিকৃতি অভ্যন্তরীণ চাপকে কেন্দ্রীভূত করে, ইন্টারফেসে এবং ভিতরের দানার ত্রুটি তৈরি করে, যা ফিল্মটিকে দুর্বল করে এবং স্থানীয় আক্রমণকে ত্বরান্বিত করে।

প্রশ্ন: একটি ঘন অক্সাইড স্তর সবসময় ভাল?
স্বয়ংক্রিয়ভাবে নয়। ঘনত্ব এবং ধারাবাহিকতা বেধের চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ; একটি কমপ্যাক্ট পাতলা ফিল্ম একটি পুরু কিন্তু ছিদ্রযুক্ত বা ক্ষতিগ্রস্ত স্তরকে ছাড়িয়ে যায়।