Einsatz von Titanwerkstoffen in der Medizintechnik

 

Unlegiertes Titan und auch Titanlegierungen werden seit Jahren in der Medizintechnik angewendet. Die Einsatzgebiete sind vielfältig und einige Beispiele sind nachfolgend aufgeführt.

Gelenkersatzteile für Hüfte, Knie, Schulter, Wirbelsäule, Ellbogen und Hand,
Fixiermaterialien für Knochen, wie Nägel, Schrauben, Muttern und Platten,
Zahnimplantate und Teile für die kieferorthopädische Chirurgie und zahnärztliche Prothetik,
Herzschrittmachergehäuse und künstliche Herzklappen,
chirurgische Instrumente für die Herz- und Augenchirurgie,
Bauteile in schnell laufenden Blutzentrifugen.

Die als Dauerimplantate in den menschlichen Körper eingzubringenden Implantatwerkstoffe müssen u.a. biokompatibel, korrosionsbeständig, gewebeverträglich, vital und elastisch sein. Diese Anforderungen werden von den Titanwerkstoffen in einem hohen Maß erfüllt.

Für Implantate oder sonstige Teile, die keiner großen Belastung im menschlichen Körper unterworfen sind, kommen überwiegend die unlegierten Titansorten und für Endoprothesen und Instrumente überwiegend Titanlegierungen zum Einsatz.

Im Dentalbereich werden sowohl die Reintitanwerkstoffe Werkstoff-Nr. 3.7025 und 3.7035 als auch die Titanlegierungen wie z.B. TiAl6V4, Werkstoff-Nr. 3.7165 als Implantatmaterial und im Bereich der zahntechnischen Prothetik eingesetzt. Ein Vorteil der Titanwerkstoffe in diesen Bereichen ist die völlige Geschmacksneutralität und für Patienten, die mit Allergien oder toxischen Reaktionen auf die verschiedenen Dentallegierungen reagieren, ist Titan eine ausgezeichnete Alternative. Auch aus korrosionschemischer Sicht ist Titan in der Zahnmedizin sehr zu empfehlen.

Die in der Medizintechnik bisher verwendete Titanlegierung TiAl6V4 wird auch weiterhin eingesetzt, jedoch bestehen bei einigen Anwendungsfällen Bestrebungen, das im elementaren Zustand toxische Element Vanadin durch geeignete körperverträgliche Elemente zu ersetzen. Im Falle der Titanlegierung TiAl5Fe2.5 ist dies durch Substitution mit Eisen erreicht worden, ohne die guten statischen und dynamischen Eigenschaften negativ zu beeinflussen.

Darüber hinaus ist in den letzten Jahren eine erhöhte Verwendung von Titanlegierungen als Implantatwerkstoff zu beobachten.

Auf die ständig steigende Bedeutung der Titanbasiswerkstoffe als Implantatwerkstoffe wurde auf vielen Fachtagungen immer wieder hingewiesen, und entsprechende Untersuchungsergebnisse wurden der Öffentlichkeit zugänglich gemacht.