Ti-13Nb-13Zr
Aperçu du Ti-13Nb-13Zr
L'alliage Ti-13Nb-13Zr est un alliage de titane biomédical de type quasi-β alliage de titane, développé par les États-Unis en 1994. Il s'agit du premier alliage de titane médical à faible module d'élasticité officiellement inclus dans les normes internationales.
Grâce à son faible module d'élasticité (environ 49-79 GPa, similaire à celui des os humains), sa haute résistance, son excellente résistance à la corrosion et sa biocompatibilité, ainsi qu'à l'absence d'éléments nocifs tels que l'aluminium (Al) et le vanadium (V), toxiques pour l'organisme, cet alliage trouve de nombreuses applications dans le domaine médical.
La norme couramment utilisée pour cet alliage est l'ASTM F1713.
Composition chimique de Ti-13Nb-13Zr
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Propriétés mécaniques de Ti-13Nb-13Zr
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Propriétés physiques du Ti-13Nb-13Zr
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Application du Ti-13Nb-13Zr
Grâce à son excellente biocompatibilité, son faible module d'élasticité, sa haute résistance et sa résistance à la corrosion, l'alliage Ti-13Nb-13Zr offre de larges perspectives d'application dans des domaines tels que les implants orthopédiques, la restauration dentaire, les dispositifs implantaires chirurgicaux et la reconstruction craniofaciale.
Prothèses articulaires : L'alliage Ti-13Nb-13Zr est utilisé pour la fabrication de prothèses de hanche, de genou, etc. Son faible module d'élasticité contribue à réduire l'effet de protection contre les contraintes et diminue le risque de diminution de la densité osseuse autour de l'implant ainsi que le risque de défaillance de celui-ci.
Réparation des fractures : Cet alliage peut être utilisé pour la fabrication de plaques osseuses, de vis osseuses, de clous intramédullaires et d'autres dispositifs de fixation interne pour les fractures.
Dispositifs implantaires chirurgicaux : L’alliage Ti-13Nb-13Zr est utilisé dans la fabrication de divers dispositifs implantables chirurgicaux en raison de son excellente résistance à la corrosion et de sa biocompatibilité, tels que les systèmes de fixation rachidienne et les prothèses cranio-maxillo-faciales.
Implants dentaires : L’alliage Ti-13Nb-13Zr est utilisé pour la fabrication d’implants dentaires grâce à son excellente biocompatibilité et à ses propriétés mécaniques, ce qui le rend adapté à la restauration des dents manquantes.
Réparation de prothèses dentaires : Cet alliage peut être traité thermiquement afin d’ajuster ses propriétés mécaniques et convient à la fabrication d’armatures et de couronnes pour prothèses amovibles.
Supports d’activité : Après un traitement de mise en solution à 750 °C (refroidissement à l’eau), le module d’élasticité de l’alliage chute à 49 GPa, sa résistance à la traction atteint 710 MPa et son allongement est de 25 %. Ce matériau répond aux exigences relatives aux supports d'activité orale.
Couronne dentaire : Après solidification à 680 °C (refroidissement à l'eau) suivie d'un traitement de vieillissement à 460 °C (refroidissement à l'air), la résistance à la traction de l'alliage atteint 982 MPa, sa limite d'élasticité 815 MPa et son allongement 12 %. Ses performances globales le rendent adapté à la fabrication de couronnes dentaires.
Reconstruction craniofaciale : Cet alliage peut être utilisé pour la réparation de zones complexes telles que les défauts du crâne et de la mâchoire. Grâce à son excellente biocompatibilité et à ses propriétés mécaniques, il s'intègre parfaitement aux tissus humains.
Le processus de fabrication complet du Ti-13Nb-13Zr se divise en 5 étapes : fusion, coulée en lingots, traitement à chaud, traitement thermique et usinage/fabrication additive. Chaque étape doit tenir compte des exigences de propreté, d'homogénéité de composition et de faible module d'élasticité propres aux implants biologiques.
Grâce à la chaîne de procédés décrite ci-dessus, il est possible d'obtenir des produits semi-finis ou finis en Ti-13Nb-13Zr répondant aux exigences mécaniques et biologiques des différents sites d'implantation. Les applications typiques comprennent les articulations artificielles, les plaques osseuses, les implants dentaires et les matrices osseuses poreuses personnalisées.
