Medizinisches Titan: langlebig, sicher und biokompatibel

Titan ist aufgrund seiner ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit, hohen Festigkeit, seines niedrigen Elastizitätsmoduls, seiner Biokompatibilität und Ermüdungsbeständigkeit der bevorzugte Werkstoff für Zahn- und orthopädische Implantate, Wirbelsäulenfixierungen und Traumaversorgung.

Medizinische Titanlegierungen und Grades

Biomedizinische Titanlegierungen lassen sich nach ihrer Werkstoffstruktur in Reintitan, α-, α+β- und β-Legierungen einteilen. Reintitan und Ti-6Al-4V 3.7165 (Grade 5) sind derzeit die in der klinischen Praxis am häufigsten verwendeten Werkstoffe.

Die beliebtesten Titanlegierungen und Grades

Nickel-Titan-Legierung – Formgedächtnislegierung

Die Nickel-Titan-Legierung, gemeinhin als Nitinol bekannt, zeichnet sich durch ihren einzigartigen Formgedächtniseffekt, Superelastizität, hohe Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit aus.

• Legierung: Ti-55.8Ni
• Vorteile: Formgedächtniseffekt, Superelastizität, hohe Biokompatibilität, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
• Anwendungen: neurovaskuläre Stents, Herzklappen, Knochenschrauben und Fixierungsvorrichtungen, kieferorthopädische Bögen und Zahnwurzelstifte
• Normen: ASTM F 2063, T7404, ASTM F2066

Weitere medizinische Legierungen

Klicken Sie hier, um alle Legierungen anzusehen; wechseln Sie zur nachstehenden Legierungstabelle darunter

Breite Anwendungen von Titan im medizinischen Bereich

Wir bieten Titanwerkstoffe für medizinische Anwendungen, darunter orthopädische Implantate, Zahnersatz und kardiovaskuläre Stents. Titan ist aufgrund seiner Biokompatibilität, Korrosionsbeständigkeit und hohen Festigkeit ein bevorzugter medizinischer Werkstoff.

Orthopädische Gelenke

Legierungen und Anwendungen

• Ti-6Al-4V: Tragende Bauteile für Hüft- und Knieimplantate.
• Ti-6Al-7Nb: Häufig verwendet für Knochenplatten, Schrauben und weitere Bauteile.
• Ti-13Nb-13Zr: Wirbelsäulenimplantate, Knochenplatten.
• Ti-15Mo: Wirbelsäulenfixierungen, Knochenschrauben.
• Reintitan: Fixierungsschrauben, Drähte.
• Nickel-Titan-Legierung: Naht- und Weichgewebefixierungsvorrichtungen.

Vorteile

• Hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis: Titanimplantate sind leichter und bieten Patienten einen höheren Komfort.
• Gute Knochenintegration: Titan besitzt ausgezeichnete Biokompatibilität und Osseointegrationseigenschaften.
• Niedriges Elastizitätsmodul: Das Elastizitätsmodul von Titan liegt näher am menschlichen Knochen (Titan: 100–110 GPa; Knochen: 30 GPa); dies verringert den Stress-Shielding-Effekt und das Risiko von Knochenresorption.
• Korrosionsbeständigkeit: Die ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit von Titan in Körperflüssigkeiten gewährleistet langfristige Werkstoffstabilität und eine lange Nutzungsdauer.

Oberflächenbehandlungen für Titan

• Oberflächenaufrauen: Vergrößert die Kontaktfläche zwischen Titanlegierung und Knochengewebe und verbessert die Anhaftung und Vermehrung von Osteoblasten.
• Nanobeschichtung: Nanotechnologie verbessert die biologische Aktivität von Oberflächen aus Titanlegierungen und fördert die Regeneration von Knochengewebe.
• Hydroxylapatitbeschichtung (HA-Beschichtung): Beschleunigt die Osseointegration.
• Bioaktive Glaskeramikbeschichtung: Verbessert die Biokompatibilität von Titanlegierungen, fördert Knochenwachstum und verringert Korrosion.
• Perlmuttähnliche Beschichtung: Wir bieten gute Biokompatibilität und osteoinduktive Eigenschaften.

Traumainstrumente

Gängige Titanlegierungen

• Ti-6Al-4V: Schrauben und Knochenplatten in Traumainstrumenten, breit verwendet in Trauma-Fixierungsvorrichtungen.
• Ti-6Al-7Nb: Mit niedrigerem Elastizitätsmodul geeignet für Traumageräte mit hohen Anforderungen an die Biokompatibilität.
• Reintitan: Für Traumainstrumente mit geringeren Lastanforderungen wie Fixierungsschrauben.

Vorteile von Titan in Traumainstrumenten

• Ausgezeichnete Biokompatibilität: Titan verursacht geringe Immunreaktionen und Infektionsrisiken und eignet sich für Langzeitimplantationen.
• Geringeres Allergierisiko: Titan löst seltener allergische Reaktionen aus.
• Gute Stabilität: Titan bietet eine dauerhaft stabile Abstützung.

Kardiovaskuläre Geräte

• Ti-6Al-4V: Wir bieten hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit und eignet sich für langfristig belastete kardiovaskuläre Geräte wie Stents und mechanische Herzklappen.
• Reintitan 3.7035 (Grade 2): Wir bieten ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität, ideal für Herzschrittmachergehäuse und künstliche Herzpumpen.
• Nickel-Titan-Legierung: Mit Formgedächtniseffekt und Superelastizität besonders geeignet für Gefäßstents und Vena-cava-Filter bei minimalinvasiven Behandlungen; sie stellt im Körper automatisch ihre Form für eine präzise Behandlung wieder her.

Orale Anwendungen

Legierungen und Anwendungen

• Reintitan (ASTM Grade 1 bis Grade 4): Grade 2 (ASTM GR2) ist der beliebteste Werkstoff für Zahnimplantate mit einer Streckgrenze von 275 MPa.
• Ti-6Al-4V und Ti-6Al-4V ELI: Geeignet für Anwendungen mit hoher mechanischer Festigkeit und niedrigem Gehalt interstitieller Elemente, beispielsweise Zahnimplantataufbauten.
• Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr: Wegen seines niedrigen Elastizitätsmoduls, seiner ausgezeichneten Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit breit für Zahnersatz und Implantate eingesetzt, insbesondere für Prothesen, Prothesenbasen und künstliche Zahnwurzeln.
• Nickel-Titan-Legierung: Besonders für kieferorthopädische Anwendungen wie Zahnbögen und Federelemente geeignet; sie überträgt sanfte Kräfte und erhöht den Patientenkomfort.

Vorteile

• Titan besitzt eine ausgezeichnete Verträglichkeit mit menschlichem Gewebe und ist ideal für Langzeitimplantationen in restaurativen Geräten.
• Titan weist im sauren oder alkalischen Mundmilieu eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf.
• Die Dichte von Titan liegt nahe bei der natürlicher Zähne, wodurch Zahnersatz leicht und komfortabel wird.
• Hohe Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit sichern eine längere Nutzungsdauer.
• Titan hat eine deutlich niedrigere Wärmeleitfähigkeit als andere Metalle und schützt die Zahnpulpa wirksam vor Beschwerden durch heiße und kalte Reize.
• Titanwerkstoffe werden präzisionsgegossen und besitzen glatte, blasenfreie Oberflächen, die den hohen Präzisionsanforderungen von Zahnersatz entsprechen.

Unsere Produkte entsprechen internationalen Normen wie ASTM F67, ASTM F136 und ISO 5832; kundenspezifische Leistungen erfüllen individuelle Kundenanforderungen.

Chirurgische Instrumente

• Die Instrumente sind leicht, verringern während Operationen Schäden an Blutgefäßen, Muskeln und Organen und reduzieren die Ermüdung des Chirurgen. Titaninstrumente eignen sich besonders für empfindliche mikrochirurgische Eingriffe.
• Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und Ungiftigkeit verhindern das Rosten der Instrumente, senken das Infektionsrisiko und fördern eine schnellere Wundheilung.
• Die mittlere Elastizität von Titan eignet sich ideal für Klemmen, Pinzetten, mikrochirurgische Messer und weitere Instrumente.
• Unter Operationsleuchten macht die geringe Reflektivität Titan geeigneter als Edelstahl.

Medizinische Geräte

Pharmazeutische Anlagen

• Anlagen zur Vitamin-B1-Produktion: Wegen der starken Korrosivität von Thiaminhydrochlorid korrodierten Edelstahlanlagen leicht. Titanschneckenförderer, Zyklonabscheider und Trichter verbesserten die Produktionsausbeute deutlich.
• Vitamin-C-Produktion: Rohrwärmetauscher und Zentrifugalabscheider mit Titan-Baugruppen werden seit Jahren ohne Korrosionsprobleme eingesetzt.
• Antibiotikaproduktion: Bei der chemischen Synthese von Chloramphenicol ersetzten Titananlagen Stahlanlagen, um Korrosionsprobleme zu vermeiden.
• Produktion von Anästhetika: Korrosionsprobleme bei der Herstellung von Procainhydrochlorid wurden durch titanstahlplattierte Innenzylinder und Titan-Begasungsrohre gelöst.
• Herstellung von Pestiziden und anderen Arzneimitteln: Titan wird für Anlagen zur Produktion etwa von Entwurmungsmitteln und Nitrochlorphenol eingesetzt; es beseitigt Korrosion und Produktverunreinigungen durch herkömmliche Edelstahlanlagen.

Beliebte medizinische Titanprodukte

Wir bieten ein breites Sortiment medizinischer Produkte aus Titan und Titanlegierungen, darunter Titanstäbe, -drähte, -platten, -rohre und -blöcke. Standard- und Sonderabmessungen sind nach Kundenanforderung verfügbar.Schnellangebot anfordern

Medizinische Titanplatte

• Legierung: Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI
• Norm: ASTM F67, ASTM F136

Medizinischer Titanstab

• Legierung: 3.7025 (Grade 1), 3.7035 (Grade 2), 3.7165 (Grade 5) (Ti-6Al-4V), 3.7165 (Grade 23) (Ti-6Al-4V ELI), 3.7195 (Grade 9) (Ti-3Al-2.5V), GR9
• Norm: ASTM F67, ASTM F136, ASTM B13810, GB/T 13810-2017, GB17168-2013

Medizinisches Titanrohr

Norm: ASTM 337, ASTM 338, ASTM 3624, ASTM 3625

Medizinische Titanscheibe

• Legierung: Grade 1, Grade 2, Ti-6Al-4V (Grade 5), Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI), Grade 9 (Ti-3Al-2.5V), GR9
• Spezifikation: ASTM F67, ASTM F136, GB/T 13810-2017, GB/13810-2017, GB17168-2013

Medizinischer Titanblock

Medizinischer Titandraht

• Norm: ASTM F1341
• Standardnummern: UNS R50250, UNS R50400, UNS R50550, UNS R50700

Medizinische Titanfolie

Kundenspezifische Lösungen für medizinisches Titan mit mehreren Verfahren

Titanschmiedeteile

Geschmiedetes Titan und seine Legierungen werden wegen ihrer ausgezeichneten Eigenschaften breit eingesetzt, besonders im medizinischen Bereich.

• Legierungen: Ti-6Al-4V ELI, Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb, Ti-13Nb-13Zr, Ti-12Mo-6Zr-2Fe, Ti-5Al-2.5Fe
• Normen: ASTM F136, ASTM F1472, ASTM F1295, ASTM F1713, ASTM F1813, ASTM F620
• Schmiedegenauigkeit bis ± 0,1 mm
• Vollständig rückverfolgbar und präzise überwacht nach ISO 13485

Präzisionsgussteile

Präzisionsguss eignet sich für Bauteile mit komplexen Formen, besonders für orthopädische Implantate und zahnmedizinische Anwendungen.

• Legierungen: Ti-6Al-4V
• Normen: ASTM F1108, ISO 5832-4
• Kundenspezifische Fertigung: Spezifische Abmessungen und Formen nach Anforderung

Pulvermetallurgie

Bei der Pulvermetallurgie werden Metallpulver hergestellt, verdichtet und anschließend gesintert, um dichte Bauteile zu bilden.

• Legierungen: Ti-6Al-4V SG
• Normen: F1580

3D-gedruckte Bauteile

3D-Druck ist eine schichtweise Aufbau-Technologie zur Herstellung dreidimensionaler Objekte, auch additive Fertigung genannt. Sie wird häufig für Titanlegierungsimplantate sowie orthopädische und zahnmedizinische Instrumente verwendet.

Physikalische Eigenschaften medizinischer Titanwerkstoffe

Die Auswahl von Titanlegierungen mit einem dem Knochen näheren Elastizitätsmodul kann die mechanischen Eigenschaften medizinischer Implantate optimieren, langfristige Komplikationen verringern und die Patientenzufriedenheit verbessern.

Oberflächenbehandlung medizinischer Titanwerkstoffe

Die Oberflächentechnik medizinischer Titanwerkstoffe beeinflusst Biokompatibilität, Dauerhaftigkeit und klinische Ergebnisse unmittelbar.

Passivierung/Oxidation/Eloxieren

Durch die Steuerung der Dicke und chemischen Zusammensetzung der Oberflächenoxidschicht wird die chemische Stabilität von Titanwerkstoffen erhöht.

• Verbesserte Korrosionsbeständigkeit: Schützt das Titansubstrat vor Korrosion durch Körperflüssigkeiten.
• Fördert die Knochenintegration: Die Oxidschicht beschleunigt Proteinadsorption und Osteoblastenwachstum und verbessert die Knochenbindung.
• Funktionalisierung: Eloxieren kann eine Nanoröhrenstruktur für Arzneimittelabgabe und antimikrobielle Beschichtungen erzeugen.

Bioaktive Beschichtungen

Titanoxid, Calciumverbindungen wie Hydroxylapatit oder Bioglas werden auf der Titanoberfläche abgeschieden.

• Fördert die Knochenintegration: Ähnelt der mineralischen Zusammensetzung des Knochengewebes und beschleunigt die Knochenregeneration.
• Verbessert die biologische Wechselwirkung: Erhöht die Bindungsleistung von Implantaten an das umgebende Gewebe.
• Breite Anwendbarkeit: Besonders geeignet für orthopädische Implantate und Zahnersatzwerkstoffe.

Harte Beschichtungen

Harte Werkstoffe wie TiN oder TiC werden mit CVD- oder PVD-Technik beschichtet, um die Oberflächenhärte zu erhöhen.

• Verbessert die Verschleißbeständigkeit: Geeignet für Umgebungen mit hoher Reibung und Belastung wie Gelenkimplantate.
• Verringert die Zelladhäsion: Verhindert Restenosen in kardiovaskulären Geräten wirksam.
• Verlängert die Nutzungsdauer: Harte Beschichtungen reduzieren Reibverschleiß und verbessern die Dauerhaftigkeit der Geräte.

Diffusionsbehandlung

Verfahren wie Nitrieren oder Aufkohlen bringen Stickstoff oder Kohlenstoff in die Titanoberfläche ein.

• Erhöht die Oberflächenhärte: Bildet eine gehärtete Oberflächenschicht und verringert Verschleiß.
• Verbessert die Ermüdungsbeständigkeit: Geeignet für hochbeanspruchte medizinische Implantate wie Hüft- oder Kniegelenkbauteile.
• Verringert Reibung: Senkt die Verschleißrate von Implantaten im Körper.

Physikalische und chemische Adsorption

Wachstumsfaktoren oder Biomoleküle werden physikalisch oder chemisch auf der Titanoberfläche fixiert. Die Oberflächenbioaktivität kann nach Kundenanforderungen optimiert werden.

Bearbeitungslösungen für medizinisches Titan

• Funkenerodieren (EDM): Material wird durch elektrische Entladungen ohne physischen Kontakt abgetragen. Besonders geeignet für komplexe Geometrien, dünnwandige Bauteile und gehärtete Oberflächen; keine thermische Beschädigung oder Verformung, ideal für Titanlegierungen mit hohem Schmelzpunkt.
• Abrasivwasserstrahlbearbeitung (AWJM): Ein Hochgeschwindigkeitswasserstrahl mit Schleifpartikeln schneidet ohne Wärmeeinflusszone.
• Laserbearbeitung (LM): Ein hochenergetischer Laserstrahl schmilzt oder verdampft Werkstoff präzise und eignet sich für feine Details und komplexe Schnitte.
• Ultraschallbearbeitung (UM): Ultraschallschwingungen mit Schleifschlamm sind ideal zum Formen harter Werkstoffe und für komplexe medizinische Implantate, die mit herkömmlichen Methoden schwer zu bearbeiten sind.

Wärmebehandlung medizinischen Titans

Die Wärmebehandlungsmethoden biomedizinischer Titanlegierungen hängen von Produktionstechnik, chemischer Zusammensetzung und den konkreten Anwendungsanforderungen des Kunden ab.

Geschmiedete Bauteile wie Femurkomponenten benötigen beispielsweise vor der weiteren Bearbeitung üblicherweise eine Spannungsarmglühung.

Nickel-Titan-Legierungen werden meist bei hohen Temperaturen geglüht, um Ausscheidungen und Verunreinigungen zu lösen und Formgedächtniseffekt und Superelastizität zu verbessern.

• Vakuumwärmebehandlung: Verhindert die Reaktion von Titan mit Sauerstoff oder Stickstoff und die Bildung schädlicher α-Randschichten.
• Spannungsarmglühen: Verringert bei der Bearbeitung entstandene Eigenspannungen und verbessert die Ermüdungseigenschaften.
• Glühen: Verbessert Bruchzähigkeit, Duktilität, thermische Stabilität und Kriechbeständigkeit.
• Lösungsglühen und Auslagern: Verstärkt die Legierung durch Phasensteuerung und verbessert Festigkeit, Härte und Ermüdungsbeständigkeit.

Leistungsvergleich von Titan, Edelstahl und Kobalt-Chrom-Legierungen im medizinischen Bereich

Untersuchungen zeigen, dass Titan in simulierten Körperumgebungen eine selbstheilende Oxidschicht bilden kann; die Korrosionsrate liegt bei nur 0,0005 mm/Jahr und ist damit der von Edelstahl und Kobalt-Chrom-Legierungen weit überlegen.

Zugleich liegt die Ionenfreisetzung unter dem Sicherheitsgrenzwert, verhindert Abstoßungsreaktionen, fördert Zellproliferation und Knochenintegration und erreicht eine Biokompatibilität von bis zu 99,8 %.

Diese Eigenschaften machen Titan zu einer idealen Wahl für Implantate und medizinische Geräte und gewährleisten langfristige Stabilität und Sicherheit.

Moderne Ausrüstung als Beleg der Fertigungskompetenz

• Wir verfügen über spitzenlose Schleifmaschinen mit Durchmessern von 130 und 30 sowie Ultraschallprüfstationen und Granitmessplatten, um Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenqualität von Titanstäben, -drähten und weiteren Produkten zu sichern.
• Vakuumglühöfen und 4,5-m-Atmosphärenglühanlagen gewährleisten eine gleichmäßige Wärmebehandlung für höhere Werkstoffstabilität und Dauerhaftigkeit.
• Mit einem 3.300-mm-Breitblechwalzwerk und einem aus Japan importierten 1.200-mm-Vierwalzen-Reversiergerüst für Kalt- und Warmwalzen sichern wir hohe Qualität und Maßstabilität von Titanplatten.
• Unsere selbst entwickelten kontinuierlichen Walzwerke und Mehrwalzenrichtmaschinen erhöhen Produktionseffizienz und Qualität von Stäben deutlich.
• Fortschrittliche Gießanlagen wie Vakuumschalenöfen und selbstverzehrende Lichtbogenöfen ermöglichen die hochpräzise Formgebung komplexer Bauteile.

Hervorragende Servicevorteile

• Hochgradig kundenspezifischer Service: Von der Konstruktion bis zur Produktion arbeiten wir eng mit Kunden zusammen, damit Produkte ihre Anforderungen präzise erfüllen.
• Umfassende Anwendungsabdeckung: Ob Implantate, chirurgische Instrumente oder Diagnosegeräte – wir bieten geeignete Lösungen.
• Anerkannte Zertifizierung: Zertifiziert nach Qualitätsmanagementsystemen wie ISO 13485 und ISO 9001:2015 sowie mit nationalen Produktionslizenzen für Medizinprodukte und internationalen CE- und FDA-Zertifizierungen.
• Strenger QS-Prozess: Von der Rohstoffbeschaffung bis zum Versand durchläuft jeder Schritt strenge Prüfungen für Biokompatibilität und Produktzuverlässigkeit., QA
• Prüfung mit moderner Ausrüstung: Mit fortschrittlichen Prüfmitteln und Technologien liefern wir hochpräzise Qualitätsdaten und vollständige technische Dokumentation.

Professionelle Verpackung und effiziente Transportgarantie

• Jedes medizinische Titanprodukt erhält eine eindeutige Kennzeichnung mit Legierungs-Grade, Spezifikation, Chargennummer und Produktionsdatum für schnelle Identifikation und Qualitätsrückverfolgbarkeit.
• Feuchtigkeitsschutz: Kunststofffolie oder vakuumversiegelte Verpackung verhindert Oxidation und Feuchtigkeit.
• Stoßdämpfung: Schaumstoffpolster, EVA-Schutzlagen und weitere Materialien verhindern Stöße und Kratzer beim Transport.
• Stabile Holzkisten, Metallrahmen oder kundenspezifische Paletten bieten einen robusten Außenschutz.
• Mehrere Transportoptionen wie Luft-, Land- und Seetransport werden nach Kundenbedarf hinsichtlich Lieferzeit und Kosten optimiert.
• Echtzeitverfolgung informiert Kunden jederzeit über den Versandstatus.

Tabelle aller medizinischen Titanlegierungen und Grades