Циркониевые керамики (ZrO₂) обладают исключительными физическими, химическими и биологическими свойствами, что делает их идеальным материалом для различных медицинских применений. Ниже приведены их основные свойства и типичные применения.
- Отличная Биосовместимость
- Нетоксичны и неаллергенны: Цирконий не вызывает реакций отторжения с человеческими тканями и не выделяет вредных ионов, в отличие от некоторых металлических сплавов, таких как никель-хром.
- Химически инертны и стабильны: Не корродируют и не разлагаются в физиологической среде (более надежны, чем абсорбируемые материалы), что позволяет безопасно использовать их для длительной имплантации в человеческое тело.
- Пример применения: Частота воспаления тканей вокруг циркониевых имплантатов на 60% ниже, чем вокруг имплантатов из титанового сплава в стоматологических применениях.
- Преимущества Механических Характеристик
- Характеристики: Прочность на изгиб 900–1200 МПа, Твердость (по Виккерсу) 1200–1400 HV, Модуль упругости 200–210 ГПа
- Медицинская Значимость: Выдерживают высокочастотную работу хирургических инструментов, сохраняют остроту хирургических инструментов (например, хирургических лезвий), схожи с костями, уменьшают экранирование напряжений в ортопедических имплантатах
- Примеры применения: Головка бедренной кости искусственного тазобедренного сустава (износ < 0,1 мм/год), Минимально инвазивные хирургические щипцы (срок службы в три раза дольше, чем у нержавеющей стали)
- Химическая Стабильность
- Коррозионная стойкость: Отличная стойкость к телесным жидкостям и дезинфицирующим средствам, таким как перекись водорода и этиленоксид.
- Высокотемпературная стабильность: Может безопасно использоваться при стерилизации при 134°C, превосходит полимерные инструменты.
- Пример применения: Используется в лапароскопических и роботизированных хирургических инструментах, таких как электроды и хирургические щипцы, где коррозионная стойкость и изоляция минимизируют адгезию тканей и повышают хирургическую точность.
- Лапароскопические инструменты не показывают ухудшения характеристик после 500 циклов стерилизации.
- Функциональные Свойства
- Электрическая изоляция: Подходит для высокочастотных электроскальпелей и ультразвуковых ножей для предотвращения утечки тока.
- Низкая теплопроводность: Уменьшает тепловое повреждение окружающих тканей во время процедур, основанных на энергии.
- Модификация поверхности: Полировка (Ra < 0,05 мкм) или покрытие могут уменьшить адгезию бактерий до 70%.
- Пример применения: В высокочастотных электроскальпелях и ультразвуковых ножах изоляция и высокая температурная стойкость циркония оптимизируют производительность устройства и минимизируют тепловое повреждение тканей.
Ключевые Технические Характеристики:
- Материал: Циркониевые керамики (ZrO₂)
- Прочность на изгиб: 900–1200 МПа
- Твердость по Виккерсу: 1200–1400 HV
- Модуль упругости: 200–210 ГПа
- Коррозионная стойкость: Отличная против телесных жидкостей и дезинфицирующих средств
- Высокотемпературная стерилизация: До 134°C
- Шероховатость поверхности (полированная): Ra < 0,05 мкм
- Биосовместимость: Нетоксичны, неаллергенны, химически инертны
- Применения: Стоматологические имплантаты, ортопедические имплантаты, хирургические инструменты (щипцы, скальпели, электроды), инструменты для минимально инвазивной и роботизированной хирургии