医療用インプラントに使用されるチタンのグレードは何ですか?
すべてのチタンが同じように作られているわけではありません。医療業界では主に次の 3 つのグレードが使用されます。
| 学年 | 構成 | 主な機能 | 一般的なアプリケーション |
|---|---|---|---|
| グレード 1 (GR1) | 99.5%純チタン | 最も柔らかく、最も延性があり、最高の成形性 | 歯科インプラント、骨プレート、ペースメーカーケーシング、手術器具 |
| グレード 2 (GR2) | 99.2%純チタン | GR1よりも強力でありながら、高い生体適合性を維持 | 整形外科用ピン、ネジ、外傷インプラント |
| グレード 5 (GR5、Ti-6Al-4V) | アルミニウム6%、バナジウム4%を含むチタン合金 | 最高の強度。耐荷重に最も広く使用されています。{0}} | 股関節ステム、膝コンポーネント、脊椎ロッド、骨ネジ |
各学年にはそれぞれの立場があります。 「最良」は、インプラントがどこでどのように使用されるかによって完全に異なります。
特定のインプラントにはグレード 1 チタンがよく選ばれるのはなぜですか?
グレード 1 チタン商業的に純粋なグレードの中で最も柔らかく、最も延性があります。 99.5% 以上のチタンが含まれており、すべてのチタン グレードの中で酸素含有量が最も低くなります。
これは、いくつかの理由からインプラントにとって重要です。
優れたオッセオインテグレーション– GR1 チタンの表面は骨組織と非常によく結合するため、骨の成長が重要な歯科インプラントや整形外科用途に最適です。
最大限の生体適合性– GR1 にはアルミニウムやバナジウムなどの合金元素が含まれていないため、金属イオン過敏症やアレルギー反応のリスクがゼロです。金属過敏症があることがわかっている患者にとって、これは大きな利点となります。
優れた成形性– GR1 は、ひび割れすることなく、冷間成形、深絞り、複雑な形状への機械加工が可能です。これにより、カスタムインプラントや複雑な手術器具に最適です。
耐食性– グレード 1 チタンは、他のほとんどの金属よりも体液に対する耐腐食性に優れています。一度移植すると数十年間は安定した状態を保ちます。
したがって、生体適合性が最優先事項である場合、多くの場合、GR1 がその答えとなります。
代わりにグレード 2 チタンを選択する必要があるのはどのような場合ですか?
グレード2チタンも商業的に純粋ですが、酸素含有量がわずかに高くなります (GR1 の 0.18% 以下に対して 0.25% 以下)。これにより、優れた耐食性と生体適合性を維持しながら、強度が向上します。
次の場合にはグレード 2 を選択してください。
インプラントに必要なのは、強度が若干高いGR1 が提供できる以上の
間のバランスが必要です成形性と機械的性能
アプリケーションは外傷固定適度な強度が必要な箇所（ネジ、ピン、プレート）
実際には、多くの医療機器メーカーは、適切な中間点を提供するグレード 2 を「デフォルト」純チタン オプションとして使用しています。しかし、最大限の延性や純粋な生体適合性が要求される用途では、GR1 が依然として好ましい選択肢です。
グレード 5 チタンはどうですか?負荷-を支えるインプラントには適していますか?
グレード 5 チタン (Ti-6Al-4V)アルファ-ベータ合金です。グレード 1 とグレード 2 の両方よりも大幅に強度が高く、引張強さは約 895 MPa で、GR1 のほぼ 4 倍です。
このため、以下の用途に最適な素材となります。
股関節ステムと大腿骨コンポーネント
膝関節置換システム
脊椎ロッドと椎弓根スクリュー
長骨固定装置
ただし、グレード 5 にはアルミニウムとバナジウムが含まれています。これらの元素は一般にバルク状態では安全であると考えられていますが、長期にわたる金属イオン放出の可能性については議論が続いています。-過敏症の懸念がある患者には、多くの場合、代わりに純チタングレード (GR1 または GR2) が推奨されます。
では、グレード 5 は「より良い」のでしょうか?強さについては、そうです。生体適合性については、いいえ。それはインプラントが何をする必要があるかによって異なります。
GR1 と GR5 を並べて比較するとどうなるでしょうか?
| 財産 | グレード 1 (GR1) | グレード 5 (Ti-6Al-4V) |
|---|---|---|
| 抗張力 | 240MPa | 895MPa |
| 降伏強さ | 170MPa | 830MPa |
| 生体適合性 | 最高 – 合金元素なし | 優れていますが、Al/V が含まれています |
| 成形性 | 優れた – 深絞り可能 | 限定的 – 形成が難しい |
| 耐食性 | 素晴らしい | 素晴らしい |
| 代表的な用途 | 歯科インプラント、骨プレート、ペースメーカーケーシング | 股関節ステム、膝コンポーネント、脊椎ロッド |
選択は、インプラントが重い負荷に耐える必要があるか、単に体内に安全に存在するだけであるかによって決まります。
グレード 1 チタンは「インプラント グレード」とみなされますか?
はい。
グレード 1 チタンは ASTM F67 および ISO 5832-2 規格を満たしています。、これは外科用インプラント用途の非合金チタンの認められた仕様です。
これは、GR1 が正式にインプラントグレードの材料として分類されていることを意味します-。以下の分野で数十年にわたって使用されてきました。
歯科インプラント
頭蓋顔面プレートとネジ
ペースメーカーのケーシング
骨固定装置
手術器具
したがって、医療用途に GR1 を調達している場合は、それが必要な規制基準を満たしていると確信できます。
外科医と製造業者は何と言っていますか?
実際には、多くの場合、選択は次のような単純なルールに従います。
骨結合および軟組織接触用– グレード 1 (GR1) を選択します
一般的な骨折固定用– グレード 2 (GR2) を選択します
高い-応力負荷-に耐えられる– グレード 5 (GR5) を選択します
たとえば、歯科インプラントのメーカーは、オッセオインテグレーションと表面特性が優れているため、圧倒的にグレード 1 を好みます。整形外科外傷会社はプレートとネジにグレード 2 を使用することがよくあります。関節置換会社は強度に関してグレード 5 に依存しています。
インプラントに「最高の」グレードのチタンは単一ではありません。正しい選択はアプリケーションによって異なります。
しかし、あなたの優先事項が次の場合は、
| 優先度 | 推奨グレード |
|---|---|
| 最も純粋な生体適合性 | グレード 1 (GR1) |
| 最大の延性と成形性 | グレード 1 (GR1) |
| 骨の結合（オッセオインテグレーション） | グレード 1 (GR1) |
| バランスの取れた強度と生体適合性 | グレード 2 (GR2) |
| 耐荷重に対する最高の強度- | グレード5 (GR5) |
多くのインプラント用途、特に歯科用、頭蓋顔面用、およびカスタム外科用デバイス用グレード 1 チタンが好ましい選択です生体適合性、耐食性、成形性の最良の組み合わせを提供するためです。
医療用インプラント用のチタンを調達していて、特定の用途にどのグレードが適合するかについて相談したい場合は、お気軽にお問い合わせください。当社は、完全な材料トレーサビリティと ASTM F67/F136 認証を備えた GR1、GR2、および GR5 チタンを供給します。
