Могу ли легуре на бази никла{0}}заменити легуре титанијума за производњу медицинских уређаја?
Сценарији где је делимична замена изводљива
Отпорност на корозију у екстремним медијима
Легуре на бази никла- показују одличну отпорност на јаке киселине, алкалије и растворе који садрже хлорид-, што је боље од конвенционалних легура титанијума (нпр. Ти-6Ал-4В). Погодни су за производњу компоненти медицинске опреме као нпрстерилизатори хируршких инструмената, машине за дијализу и хемијски анализатори, где могу да издрже дуготрајну-ерозију од стране стерилисаних средстава (нпр. етилен оксид, водоник пероксид) и симулатора телесних течности.
Висока чврстоћа и отпорност на хабање
Неке легуре на бази никла{0}}имају већу затезну чврстоћу и отпорност на хабање од легура титанијума. На пример, МП35Н (легура кобалта-никла-хрома-молибдена) има ултра{6}}високу чврстоћу и отпорност на замор, што га чини идеалним материјалом заортопедски хируршки алати, зубне бургије и жице за навођење, који може да замени компоненте од легуре титанијума које су склоне хабању током-дуготрајне употребе.
Сценарији у којима замена није препоручљива или изводљива
Ризици биокомпатибилности
Већина легура на бази никла{0}} садржи висок удео елемената никла (10%–70%). Јони никла могу да се излуче у људском телу, изазивајући алергијске реакције код око 10%-20% популације, а у тешким случајевима могу чак изазвати упалу или некрозу ткива. Насупрот томе, легуре титанијума имају изузетно ниске стопе ослобађања јона, добру хистокомпатибилност и могу да формирају стабилан оксидни филм на површини, који се може добро интегрисати са људским костима (осеоинтеграција). Због тога легуре на бази никла- не могу заменити легуре титанијумавештачки зглобови, зубни имплантати, коштане плоче и срчани стентови.
Неусклађеност густине и модула
Густина легура на бази никла- (7,8–9,0 г/цм³) је много већа од густине легура титанијума (4,5 г/цм³), што ће повећати тежину имплантабилних уређаја и изазвати нелагодност код пацијената. Поред тога, модул еластичности легура на бази никла- је ближи модулу еластичности нерђајућег челика (око 200 ГПа), који је много већи од модула еластичности људске кортикалне кости (10–30 ГПа). То ће довести до „ефекта заштите од стреса“ (имплантат носи највећи део стреса, што резултира ресорпцијом кости), док легуре титанијума имају нижи модул еластичности (око 110 ГПа), што може да смањи овај ефекат.
Ограничења обрадивости за прецизне имплантате
Легуре титанијума имају добру пластичност и могу се прерађивати у сложене облике (нпр. порозне скеле од вештачке кости) кроз адитивну производњу (3Д штампање). Иако легуре на бази никла- могу да се штампају и 3Д, њихова висока тачка топљења и лоша топлотна проводљивост чине их склоним пуцању и деформацији током обраде, што није погодно за производњу прецизних имплантабилних уређаја са сложеном структуром.
Закључак
Легуре на бази никла{0}} могуделимично заменити легуре титанијумау-медицинској опреми која се не имплантира и хируршким алатима високих{1}}учинака, користећи њихове предности у отпорности на корозију и чврстоћи.
За уређаје за имплантацију који захтевају високу биокомпатибилност и осеоинтеграцију, легуре титанијума остају незаменљиве, а легуре на бази никла- се не препоручују због биокомпатибилности и ограничења механичких својстава.
