סגסוגת טיטניום GR5ELI בשתלים אורטופדיים רפואיים
Oct 23, 2025
מה זה GR5ELI טיטניום?
GR5ELI, המכונה גם Grade 23 או Ti-6Al-4V ELI, היא גרסת הביניים הנמוכה במיוחד של סגסוגת Ti-6Al-4V הקלאסית, המכוסה על ידי ASTM F136 עבור יישומי שתלים כירורגיים (UNS R56401). ייעוד ה-ELI פירושו שחמצן, ברזל, פחמן וחנקן מוחזקים בגבולות נמוכים בהרבה מאשר בדרגה 5 סטנדרטית, מה שמשפר את המשיכות וקשיחות השבר תוך שמירה על חוזק גבוה.
הרכב כימי לפי ASTM F136
| אֵלֵמֶנט | מקסימום (%) |
|---|---|
| אֲלוּמִינְיוּם | 5.5–6.5 |
| ונדיום | 3.5–4.5 |
| בַּרזֶל | 0.25 |
| חַמצָן | 0.13 |
| פַּחמָן | 0.08 |
| חַנקָן | 0.05 |
| מֵימָן | 0.012 |
| טִיטָן | לְאַזֵן |
מאפיינים מכניים
| נֶכֶס | מִינִימוּם |
|---|---|
| חוזק מתיחה | 860 MPa |
| קיזוז חוזק תפוקה 0.2%. | 795 MPa |
| הַאֲרָכָה | 10% |
| צמצום השטח | 25% |
תכולת החמצן הנמוכה שומרת על התארכות וקשיחות גבוהה, שהיא חיונית עבור עיצובי שתלים שחייבים לשרוד עומס מחזורי בגוף. התכה של חומר בדרגת שתל- דורשת בדרך כלל שלוש התכהות של קשת ואקום באמצעות ספוג בטוהר- גבוה כדי להבטיח כימיה וניקיון אחידים.
מדוע זה עדיף עבור שתלים אורטופדיים
תאימות ביולוגית - לא-רעילה, עמידה בפני קורוזיה- בנוזלי גוף, וללא תגובות אלרגיות ברוב החולים.
יחס חוזק-ל-משקל - חוזק גבוה עם צפיפות נמוכה שומר על השתלים קלים.
עמידות בפני עייפות - עומדת במיליוני מחזורי עומס במפרקים ובקיבוע העצם.
קשיחות שבר - הרכב ELI מתנגד לצמיחת סדק טוב יותר מדרגה 5 סטנדרטית.
Osseointegration - משטח התחמוצת היציב תומך בחיבור עצמות, לעתים קרובות משופר על ידי טיפולי משטח.
יישומים אופייניים
שתלים אורטופדיים כוללים תותבות ירכיים וברכיים, לוחות עצם, ברגי עצם, מערכות קיבוע לעמוד השדרה והתקנים לקיבוע שברים. בכירורגיית שיניים, דרגה 23 משמשת להשתלת שיניים ואביזרים. הוא מופיע גם בבתי קוצב וברכיבי מסתמי לב, שבהם משקל נמוך ותאימות ביולוגית מפחיתים את הסיכון לדחייה.
עיבוד הערות עבור יצרנים
יש להזמין חומר בדרגת שתל- עם תעודות בדיקת חומר מלאות ועקיבות עד להמסה. עיבוד שבבי צריך להשתמש בכלים חדים עם מהירויות מבוקרות, וניתן לציין גימור משטח כגון אילגון, פיצוץ או חמצון מיקרו-קשת כדי לשפר את האוסאואינטגרציה והתנהגות הבלאי. מחזורי עיקור אינם פוגעים בתכונות המכניות של הסגסוגת.
שאלות נפוצות
האם GR5ELI זהה לטיטניום דרגה 23?
כֵּן. GR5ELI, Grade 23 ו-Ti-6Al-4V ELI מתארים כולם את הגרסה הנמוכה במיוחד של Ti-6Al-4V לפי ASTM F136, UNS R56401.
מה ההבדל בין כיתה 5 ל-GR5ELI?
ל-GR5ELI יש מגבלות מחמירות יותר על חמצן, ברזל, פחמן וחנקן, מה שמעניק גמישות טובה יותר וקשיחות שברים, וזו הסיבה שהוא מוגדר עבור שתלים.
מדוע משתמשים בהתכה של-פעמיים עבור GR5ELI?
מריבוי קשת ואקום מרובים ממירים את הכימיה ומסירים תכלילים, דבר שהוא קריטי לבטיחות השתלים ולביצועי עייפות.
האם GR5ELI מתאים להשתלות שיניים?
כֵּן. החוזק הגבוה שלו, העמידות בפני קורוזיה והתאימות הביולוגית הופכים אותו לבחירה סטנדרטית עבור השתלות שיניים ואביזרים.
האם GR5ELI משחית בגוף האדם?
לא. סרט התחמוצת הפסיבי הופך אותו לעמיד מאוד בפני נוזלי גוף, ועמידותו בפני קורוזיה היא סיבה מרכזית לחיי שירות ארוכים של השתל.
באילו טיפולי משטח משתמשים בשתלים אורטופדיים?
הטיפולים הנפוצים כוללים התזת חצץ, אילגון, ריסוס פלזמה וחמצון מיקרו-קשת כדי לשפר את האוסאואינטגרציה ועמידות בפני שחיקה.
