Płyty kostne w ortopedii małych zwierząt. Cz. I

Rodzaje materiałów wykorzystywanych do produkcji implantów

Zastosowanie różnych stopów metali do produkcji implantów unieruchamiających złamania, od wielu lat odnosi sukces ze względu na: sztywność, wytrzymałość, tolerancję biologiczną i niezawodność działania. W głównej mierze są wykorzystywane do tego celu stopy elektropolerowanej stali nierdzewnej (EPSS) oraz stopy tytanu TiAl6V4. Pomimo wielu różnic między tymi materiałami oferują one podobne efekty kliniczne pod względem biomechanicznym i biologicznym. Zastosowanie stali nierdzewnej jest wielokrotnie tańsze niż stopów tytanu, dlatego powinno się zadać pytanie, czy tańsze znaczy gorsze? Biorąc pod uwagę wieloletnie sukcesy w leczeniu złamań za pomocą stali nierdzewnej, odpowiedzią powinno być – nie. Jednak właściwości stali różnią się drastycznie od tytanu, co nadaje każdemu z tych materiałów konkretne zastosowanie, w którym drugi materiał może być mechanicznie gorszy.

Jakie zatem są kluczowe wymagania dla materiału? Implant musi być: plastyczny (mieć możliwość odkształcenia bez pęknięć), wytrzymały (przenosić duże naprężenia), sztywny (odporny na odkształcenia przy nałożonej sile), biokompatybilny.

Gęstość stali nierdzewnej wynosi 7,9 g/cm3 i jest ona w przybliżeniu dwa razy większa niż tytanu, co sprawia, że stal jest cięższa od tytanu. Sprężystość stali nierdzewnej wynosi około 186 GPa i jest znacznie wyższa w porównaniu z tytanem (110 GPa), co oznacza, że jest sztywniejsza, ale też bardziej podatna na kształtowanie jej przez chirurga, ze względu na wyższy punkt krytyczny. W przypadku śrub kostnych wykonanych ze stali chirurgicznej jej właściwości powodują większą plastyczność przy dokręcaniu, co skutkuje dużo większą wytrzymałością w przypadku dokręcania śruby i tym samym mniejszą możliwością jej uszkodzenia.

Jednak tytan nie jest pozbawiony własnych zalet. Implanty wykonane ze stopów tytanu mają charakterystycznie niższy poziom modułu sprężystości w porównaniu z innymi metalowymi implantam...