Тантал в медицине: Применение тантала

Тантал в медицине: Применение тантала | СпецМеталлМастер

alexxlab | 28.12.2022 | 0 | Разное

Содержание

Идеальные металлы для медицины

Металлы прочны, долговечны, пластичны и по многим другим своим свойствам завоевали свое место в медицине, в частности, в ортопедии при изготовлении костных имплантов и иммобилайзеров и, особенно, наборов хирургического инструмента.

Основные ограничители для применения металлических сплавов в медицине – подверженность коррозии при реакции с живыми тканями. Идеальны в этом отношении металлы платиновой группы (золото, платина, иридий, осмий, палладий, родий), но массово, по понятным причинам, их использовать нельзя.

Легированные нержавеющие стали создают прекрасные наборы хирургического инструмента, но конфликтуют с тканями организма, вызывая осложнения. Компромиссом между этими веществами стали металлы титан и тантал: прочные, почти не подверженные коррозии, имеющие высокую температуру плавления, биологически нейтральные – они воспринимаются организмом как собственная ткань. Благодаря эффекту «памяти формы» эти металлы стали широко применяться в сосудистой и нейрохирургии для изготовления шовного материала, наборов хирургического инструмента, сетчатых сосудистых стентов, эндопротезов в офтальмологии и стоматологии. Разберемся в их свойствах.

Титан – серебристый парамагнитный металл, легкий и вдвое прочнее железа, с низким коэффициентом теплового расширения и электропроводности. При температурах до 530-560 °С поверхность металла покрывается прочной абсолютно нейтральной защитной оксидной пленкой TiO₂, и сплав становится сравним с платиной. Человеческая лимфа разрушает его со скоростью 0,00003 мм/год. Самыми востребованными медициной марками титана являются технически чистые ВТ1-0, ВТ1-00, ВТ1-00св. В качестве легирующих добавок используются Та, Al, V, Mo, Mg, Cr, Si, Sn, Zr, Au и металлы платиновой группы.

В имплантологии, ортопедии и хирургии распространен сплав Ti-6Al-4V, механосовместимость которого с костями близка к идеальной – 5¸20 Гпа. Титано-ниобиевые сплавы имеют модуль упругости до 40 ГПа и ниже, и их разработка актуальна, в отличие от биотоксичных алюминия и ванадия, а никелид титана обладает «памятью формы» и незаменим, в частности, при лечении позвоночных травм и дистрофии опорно-двигательного аппарата.

Тантал – тяжелый тугоплавкий металл серебристо-голубоватого «свинцового» оттенка – конструкционный металл, высокопластичен, хорошо обрабатывается любыми способами (штамповка, прокатка, ковка, скручивание, резка). Тантал легко перерабатывается в тонкую проволоку и раскатывается в листы, а также отличается стойкостью к агрессивным средам, поэтому так ценен в производстве наборов хирургического инструмента. Он устойчив к воздействию HNO₃, H₂SO₄, HCl, H₃PO₄, а также органических кислот любых концентраций. По данному параметру его превосходят лишь благородные металлы, но не во всех случаях., Так же, как и титан, организм воспринимает тантал как собственную ткань.

Тантал входит в число редких металлов: его запасы в земной коре составляют примерно 0,0002%, поэтому в чистом виде его не применяют – только виде пленки на основном металле. Пленка, кстати, в три-четыре раза тверже чистого титана.

Стальные, титановые и другие металлические сплавы с добавлением тантала широко востребованы в химико-медицинском приборостроении. Из них, в частности, изготавливают змеевики, дистилляторы, аэраторы, рентгеновскую аппаратуру, наборы хирургического инструмента, стерилизаторы, сложнейшие устройства для дублирования работы жизненно важных органов типа «искусственное сердце», «искусственное легкое», «искусственная почка» и другое медицинское оборудование. Титановые головки аппаратов для УЗИ имеют самый продолжительный эксплуатационный ресурс из всех материалов, даже под воздействием ультразвуковых колебаний.

В составе обширной номенклатуры титаново-танталовых наборов хирургического инструмента представлены сотни наименований шпателей, клипсов, расширителей, зеркал, зажимов, ножниц, щипцов, скальпелей, стерилизаторов, тубусов, долот и пинцетов. Характеристики легких титановых инструментов имеют огромное значение для военно-полевой хирургии и различных экспедиций, где каждые 5-10 граммов лишнего груза являются существенной обузой. Данные металлы экранируют излучение радиоактивных изотопов, в связи с чем активно применяются в различных защитных устройств и радиологической аппаратуры.

На медицинские нужды расходуется примерно 5% производимого в мире тантала. Из танталовых листов и проволоки изготавливают конструкции для пластической, кардио-, нейро- и остеохирургии для наложения швов, сращивания костных обломков, стентирования и клипирования сосудов. Танталовыми пластинами и сетками челюстно-лицевые хирурги шинируют челюсти, танталовой нитью сшивают мышцы, сухожилия и даже нервы. Танталовые сетки незаменимы в офтальмопротезировании.

Статические электрополя сплава могут активизировать в человеческом организме желательные биопроцессы: покрытия из пентаоксида тантала имеют высокие электретные свойства, поэтому его электретные пленки получили распространение в сосудистой хирургии, эндопротезировании и создании наборов медицинских инструментов.

Эластичные эндопротезы из проволочной титановой сетки распространены в восстановительной хирургии для пластики мягких тканей – они прочны при нулевом риске побочных проявлений. Но основной плюс титана — повышенная прочность в сочетании с небольшим весом.

Разработаны полутысячи разных конструкций сосудистых стентов, различающиеся между собой по сплаву (композиции благородных металлов, а также титановые сплавы ВТ6С, ВТ8, ВТ 14, ВТ23, нитинол), длине, конфигурации отверстий и виду покрытия.

В настоящее время разрабатываются все более совершенные технологии нейро- остео- и вазопластики, однако применяемые для этого титано-танталовые материалы продолжают удерживать пальму первенства перед всеми прочими.

Титано-танталовыми пластинами закрывают дефекты черепа и используют при косметическом восстановлении лица, груди и ягодиц. Клипсами из титана или тантала пережимают артериальные аневризмы. Для изготовления клипсов используют плоскую проволоку из чистого титана или тантала, в некоторых случаях – из серебра. Такие изделия абсолютно биоинертны.

Широкое медицинское применение титан, тантал и их сплавы нашли при протезировании зубов, потому что полость рта — довольно агрессивная среда, и даже драгметаллы в ней подвержены коррозии и отторжению. Большой популярностью пользуются штампованные и цельнолитые титановые коронки, а коронки с плазменным напылением из нитрида титана TiN по внешнему виду и свойствам неотличимы от золотых.

Дентальный имплантат – основа для коронок, а также мостовидных и съемных протезов – представляет собой конусный штифт с резьбой, ввинчиваемый непосредственно в кость челюсти. Чаще всего для изготовления винтовой части имплантата служит чистый медицинский титан с поверхностным тантал-ниобиевым напылением, способствующим активизации процесса остеоинтеграции. Существуют имплантаты из пористого тантала, более гибкого, чем титан, и без риска осложнений. Тантал тяжелее титана, а его пористая структура облегчает имплант, к тому же, напыление на тантал не требуется.

В третьем тысячелетии медицинская наука и техника являются основными движущими силами цивилизации, и значение титана и тантала в современной медицине нельзя переоценить. Несмотря на непродолжительную историю применения, они стали одними из лидирующих по использованию материалами во множестве медицинских отраслей.

Тантал в волосах

Определение концентрации в волосах металла тантала, используемое для диагностики интоксикации им.

Синонимы английские

Tantalum.

Метод исследования

Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой.

Единицы измерения

Мкг/г (микрограмм на грамм).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Волосы.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Подготовки не требуется.

Общая информация об исследовании

Многие неорганические ионы могут быть определены в организме человека. Некоторые из них являются абсолютно необходимыми для нормального метаболизма элементами, как, например, натрий, калий, цинк, селен и йод. Другие (ртуть, кадмий, свинец) не выполняют никаких функций и даже, наоборот, оказывают токсическое воздействие при накоплении в высокой концентрации. Для диагностики острой или хронической интоксикации организма используют анализ на наличие того или иного металла (микроэлемента).

Токсичность неорганических ионов зависит от многих факторов, в том числе возраста, пола, физиологического состояния организма, наличия сопутствующих заболеваний, а также пути поступления в организм и дозы. Основными источниками тяжелых металлов и микроэлементов являются пищевые продукты и вода, вдыхаемый воздух, а также в некоторых случаях лекарственные препараты.

Наиболее часто случаи отравления тяжелыми металлами и микроэлементами регистрируются на производстве. Одним из наиболее ярких проявлений токсического воздействия соединений металлов на организм является так называемая металлическая лихорадка. Это гриппоподобное состояние возникает в результате острого воздействия паров оксидов тяжелых металлов на верхние дыхательные пути и наиболее часто наблюдается среди рабочих, занятых на добыче и переработке металлов. Самой частой причиной “металлической лихорадки” является отравление оксидами цинка, магния, кобальта и меди.

Несмотря на то что клиническая картина отравления тяжелыми металлами и микроэлементами несколько отличается в зависимости от природы и химической структуры металла, определить элемент, вызвавший заболевания, на основании только лишь клинических признаков не представляется возможным.

Тантал – химический элемент, серебристо-белый металл, не относящийся к числу благородных. Редкий металл, в земной коре его доля – 0,0002 %. В природе встречается в виде двух изотопов: стабильного и радиоактивного. При нормальных условиях малоактивен, на воздухе окисляется при температуре свыше 280 °C, покрываясь оксидной плёнкой. Используется в радиотехнике, высокочастотных платах, аудиоаппаратуре, устройствах связи, электролитических конденсаторах, также в медицине и химической промышленности, в машиностроении, в качестве антикоррозионного покрытия; применяется как геттер (газопоглотитель). Биологической роли тантал не играет, его содержание в организме человека незначительное. Ввиду безвредности применяется для изготовления протезов и имплантатов. Считается условно-токсичным – теоретически вероятны эффекты при избыточном поступлении в организм из внешней среды. При этом в исследованиях было показано, что соединения тантала, вводимые перорально, практически нетоксичны. Есть данные, указывающие на то, что тантал может накапливаться в костях при длительном поступлении через дыхательные пути.

Данных, что какое-либо из соединений тантала может обладать канцерогенным потенциалом, не имеется.

Для диагностики хронического отравления токсическими металлами оптимальной биологической средой является моча. Для диагностики острого отравления тяжелыми металлами предпочтительно использовать кровь. Результаты исследования волос и ногтей менее надежны, чем исследование крови и мочи. Это связано с тем, что придатки кожи способны накапливать металлы из внешней среды, поэтому концентрация металлов в волосах и ногтях не всегда отражает их концентрацию в организме.

При интерпретации результата исследования следует учитывать некоторые особенности метаболизма токсических металлов в организме. Признаки интоксикации могут наблюдаться и при нормальных (референсных) значениях концентрации.

Для чего используется исследование?

Для диагностики интоксикации пациентов с особенностями профессионального и бытового анамнеза.

Когда назначается исследование?

При обследовании пациентов, занятых на добыче и переработке тяжелых металлов.

Что означают результаты?

Референсные значения: 0,011 – 0,016 мкг/г.

Причины повышения уровня тантала:

интоксикация.

Также рекомендуется

[06-231] Токсические микроэлементы (Cd, Hg, Pb)

[06-232] Токсические микроэлементы и тяжелые металлы (Hg, Cd, As, Li, Pb, Al)

[06-233] Основные эссенциальные (жизненно необходимые) и токсичные микроэлементы (13 показателей)

[06-234] Комплексный анализ на наличие тяжёлых металлов и микроэлементов (23 показателя)

[06-109] Жирорастворимые витамины (A, D, E, K)

[06-188] Водорастворимые витамины (B1, B5, B6, С)

[06-222] Комплексный анализ крови на ненасыщенные жирные кислоты семейства Омега-3 и Омега-6

[40-422] Комплексная оценка оксидативного стресса (7 параметров)

Кто назначает исследование?

Врач общей практики, профпатолог.

Литература

Ford et al. Clinical Toxicology/ M. D. Ford, K. A. Delaney, L. J. Ling, T. Erickson; 1^st ed. – W.B. Saunders Company, 2001.
Klaassen et al. Casarett and Doull’s Essentials of Toxicology/ C. D. Klaassen, J.B. Watkins III. 1^sted. – MCGraw-Hill, 2004.
Fauci et al. Harrison’s Principles of Internal Medicine/A. Fauci, D. Kasper, D. Longo, E. Braunwald, S. Hauser, J. L. Jameson, J. Loscalzo; 17 ed. – The McGraw-Hill Companies, 2008.
Chernecky C. C. Laboratory Tests and Diagnostic Procedures / С.С. Chernecky, В.J. Berger; 5th ed. – Saunder Elsevier, 2008.

Биосовместимость тантала – X-medics

Заключение Роберта Дж. Харлинга в этой статье:

«Имеющаяся информация указывает на то, что тантал обладает высокой устойчивостью к химическому воздействию и вызывает очень слабую неблагоприятную биологическую реакцию как в восстановленной, так и в окисленной формах. Многие исследования демонстрируют превосходную биосовместимость в различных ситуациях, в том числе при хирургии костей».

Тантал широко используется в клинической практике более 50 лет:

• в качестве рентгенографического маркера для диагностических целей благодаря его высокой плотности
• в качестве предпочтительного материала для постоянной имплантации в кость, поскольку остеомиграция предотвращает миграцию подходит для МРТ-сканирования
• при устранении дефектов черепа – для этого применения в Соединенных Штатах Америки существует стандарт медицинского материала для тантала
• в качестве гибкого стента для предотвращения коллапса артерий
• в качестве стента для лечения билиарного и артериовенозного (гемодиализатор) фистулезного стеноза
• при лечении переломов
• в стоматологии
• в других различных применениях

by Robert J Harling
BSc (с отличием) CBiol, MIBiol, DipRCPath, MRCPath, Eurotox Зарегистрированный токсиколог; Апрель 2002 г.

Отчет перепечатан с разрешения и благодаря Danfoss Tantalum Technologies

ВВЕДЕНИЕ

В этом документе содержится обзор литературы, в которой представлена информация, относящаяся к вопросу биосовместимости тантала. Информация взята из научной литературы, из исследований экстракции, проведенных Технологическим центром Данфосс, и из исследований по оценке поверхности, проведенных Датским центром полимеров, Национальной лабораторией Рисё, Дания.

НАУЧНАЯ ЛИТЕРАТУРА

(i) Физические свойства

Тантал и его сплавы сохраняют значительные механические свойства до 1000 dg. C. Тантал химически стабилен, окисляется на воздухе при 300 dg. C, и он обладает отличной коррозионной стойкостью, подвергаясь воздействию только сильных кислот и щелочей, которые гидролизуются с образованием плавиковой кислоты.

Символ тантала Ta
Атомный номер 73
Средний атомный вес 180,95
Группа Периодической таблицы VB вместе с ванадием и ниобием
Плотность 16,6 г.см3
Температура плавления 3000 dg. C

Несмотря на то, что тантал является химически активным металлом (по положению в периодической таблице), с практической точки зрения он считается благородным материалом.

(ii) Material Response

Имеется мало опубликованных данных, касающихся исследований in vitro для прогнозирования деградации in vivo. Тантал покрыт пленкой оксида тантала с очень низкой растворимостью в широком диапазоне комбинаций pH и pO2, которые отражают биологические ситуации. Равновесную реакцию тантала/оксида тантала невозможно охарактеризовать напрямую из-за защитной способности оксида. Коррозионное высвобождение in vivo очень незначительно, нет сообщений, указывающих на локальные, системные или отдаленные концентрации, связанные с коррозионным высвобождением. Наиболее обычным наблюдением как у животных, так и в клинических отчетах является отсутствие видимой коррозии или продуктов коррозии. В специальном исследовании биосовместимости Watari et al изучали тантал после имплантации в подкожную ткань брюшной полости и в бедренный костный мозг крыс в течение 2 или 4 недель.

Растворение металла в мягких тканях не было обнаружено с помощью рентгеновского сканирующего аналитического микроскопа (XSAM), а растворение металла в кости не было обнаружено с помощью процедур картирования на электронно-зондовом микроанализаторе (EPMA). Исследование пришло к выводу, что тантал обладает приемлемой биосовместимостью для использования в качестве биоматериала. Там, где возможно движение между имплантатом и тканью, в некоторых случаях отмечалось легкое изменение цвета. Это похоже на ситуацию, которая происходит с титаном и титановыми сплавами, и возможно за счет удаления частиц оксида. Потребление тантала и оксида тантала приводит к очень низким уровням абсорбции тантала из дыхательной или желудочно-кишечной систем, что опять же является отражением низкой растворимости материала. Тантал быстро выводится из легких, дыхательных путей и пищевода как у животных, так и у людей при отсутствии респираторных заболеваний.

(iii) Реакция хозяина

Частицы тантала (от 10 до 50 микрометров) и чистый титан не вызывают ингибирования роста культур дермальных фибробластов человека. Другие исследования группируют тантал с рядом других металлов и сплавов, включая нержавеющую сталь и чистый титан, из-за отсутствия биологических эффектов. Трудно найти стандартные данные, касающиеся токсикологического действия тантала. Справочные материалы указывают на то, что нет никаких известных заболеваний человека, связанных с танталом, что системные отравления в промышленных условиях неизвестны и что тантал и соединения тантала не включены в список предполагаемых или возможных канцерогенов. Пероральная LD50 для пятиокиси тантала у крыс, как указано в одной ссылке, превышает 8 г/кг массы тела. Когда меченый тантал вводили животным моделям, только 15% оставалось в организме, а остальное быстро выводилось из организма. Сорок процентов того, что остается в теле, остается в костях.

При имплантации тантала в виде фольги, проволоки или сетки в мягкие ткани животных или человека основной местной тканевой реакцией является образование тонкой блестящей мембраны без каких-либо признаков воспаления. Этот ответ характеризовался рыхлой и васкуляризированной фиброзной тканью с наличием в некоторых случаях эпителия, контактирующего с имплантатом. В работе Crochet et al понимание патологических процессов после имплантации танталовых стентов в бедренную артерию овец дает дополнительные доказательства хорошей биосовместимости, проявляемой продуктами на основе тантала. В течение первых четырех дней после имплантации отмечалось покрытие неорганизованными тромбами. К 15 дню гиперплазия неоинтимы полностью покрывала стентированный артериальный сегмент. Эта фибробластная ткань не показала реакции на инородное тело. К 42 дню коллаген и миофибробластические клетки постепенно замещали фибробластную ткань, что свидетельствует о процессе заживления. Аналогичный ответ наблюдается с чистым титаном, титановыми сплавами, цирконием, ниобием и платиной при имплантации. В специальном исследовании биосовместимости Watari et al изучали тантал после имплантации в подкожную ткань брюшной полости и в бедренный костный мозг крыс в течение 2 или 4 недель. Воспалительной реакции вокруг имплантатов не наблюдалось, и все они были инкапсулированы тонкой волокнистой соединительной тканью. Исследование пришло к выводу, что тантал обладает достаточной биосовместимостью для использования в качестве биоматериала.

В ранних исследованиях сообщалось об абсцессах после введения тантала в мозг у людей, однако инфекцию следует рассматривать как потенциальную причину, а не как реакцию ткани на имплантированный материал. Кроме того, некоторые ранние клинические исследования должны быть подвергнуты сомнению из-за источника, чистоты, процессов предоперационной очистки и стерилизации, используемых для имплантированного тантала. Есть несколько сообщений о том, что при имплантации в виде фольги, проволоки, стержня или шарика тантал может быть остеоинтегрирован. То есть видно прямое прилегание кости к имплантату без промежуточного слоя мягких тканей или капсулы. Было высказано предположение, что причина этого заключается в том, что, подобно титану, тантал имеет электрически непроводящую поверхность оксида, которая не денатурирует белки и, таким образом, обеспечивает остеоинтеграцию. Работа, поддерживающая эту концепцию, представлена Зиттером и др., которые описывают систему in vitro для измерения плотности тока металлов, используемых в имплантатах. Эти измерения дают результаты, которые хорошо согласуются с результатами исследований биосовместимости in vivo. В их исследованиях чистые металлы, такие как титан, ниобий и тантал, показали самые низкие значения плотности тока, что коррелирует с тем, что эти материалы обладают высокой биосовместимостью. Причиной, по которой эти материалы имеют низкую плотность тока, является наличие стабильного оксидного слоя на основных металлах. Стабильный оксидный слой предотвращает обмен электронами и, следовательно, любую окислительно-восстановительную реакцию. Следовательно, материалы биоинертны. Bobyn и коллеги (1) использовали цилиндрические имплантаты из тантала, пористость которых составляла от 75 до 80%, в 52-недельном исследовании на собаках, где они были имплантированы в бедренную кость. Врастание кости было четко продемонстрировано в исследовании с высокой прочностью фиксации, возникающей в более ранний момент времени с имплантатами из пористого тантала. В отчете не содержится указаний на какие-либо побочные реакции во время используемых процедур. Работа Kato et al. с танталом, обработанным щелочью и термообработкой, описывает способность тантала связывать кости в исследованиях на кроликах, и в их исследовании не было отмечено никаких гистологических эффектов, указывающих на неблагоприятную реакцию на имплантаты. Bobyn и коллеги (2) изучали реакцию костной ткани на имплантированный танталовый биоматериал у собак с двусторонним эндопротезированием тазобедренного сустава. При использовании пористого тантала наблюдался хороший рост кости, а гистопатологическое исследование подтвердило биосовместимость имплантатов. Работа Sharma et al. in vitro показала, что присутствие оксидного слоя на тантале усиливает адсорбцию белка на поверхности раздела. В исследованиях использовалась смесь белков, включающая альбумин, глобулин и фибриноген. Адсорбция белков на поверхности, а не денатурация белков, будет одной из причин хороших результатов биосовместимости с танталовыми имплантатами.

В нескольких исследованиях было признано, что тантал обладает биоинертностью и поэтому был выбран в качестве отрицательного контроля в определенных экспериментальных ситуациях. Например, Миллер и др. использовали тантал в качестве отрицательного контроля в исследовании, в котором у крыс с танталовыми имплантатами брали образцы мочи и плазмы, а образцы тестировали на мутагенную активность с помощью теста Эймса. Все результаты были отрицательными. Постоянно имплантируемые стимулирующие электроды для нервных протезов разрабатываются для облегчения нервного дефицита. В сравнительной работе Johnson et al. использование электродов из оксида тантала изучалось в исследованиях по имплантации мозга кошкам. При удалении в конце исследования все электроды были рыхло инкапсулированы фиброзной оболочкой твердой мозговой оболочки из соединительной ткани. На поверхности электрода не было прилипания ткани. Гистологически была слегка утолщенная мягкая мозговая оболочка со слабой реакцией субпиальной нейроглии и отсутствием нейрональной реакции или воспалительной реакции в коре. Исследование пришло к выводу, что электроды из тантал-оксида тантала вызывают меньшее повреждение тканей, чем электроды из родия, платины или углерода, а электроды из тантал-оксида тантала не вызывают нейротоксических эффектов.

(iv) Клинические реакции

Тантал широко используется в клинической практике более 50 лет:

• в качестве рентгенографического маркера для диагностических целей благодаря его высокой плотности
• в качестве предпочтительного материала для постоянной имплантации в кость , так как остеомиграция предотвращает миграцию
• в качестве зажимов для сосудов, с тем особым преимуществом, что, поскольку тантал не является ферромагнитным, он очень подходит для МРТ-сканирования
• при восстановлении черепных дефектов – в Соединенных Штатах Америки существует стандарт медицинского материала для тантала в этой области. приложение
• в качестве гибкого стента для предотвращения артериального коллапса
• в качестве стента для лечения билиарного и артериовенозного (гемодиализатор) фистулезного стеноза
• при лечении переломов
• в стоматологии
• в других различных применениях

Aronson et al. провели специальное исследование танталовых маркеров в рентгенографии с имплантацией штифтовых и сферических маркеров в костные и мягкие ткани кроликов и детей. Макроскопической реакции вокруг маркеров не отмечено, имплантированные в кость прочно зафиксированы, проявляя тесный контакт с соседними костными пластинками. Микроскопическое исследование у кроликов не выявило реакции или незначительного фиброза в костях, а также незначительного фиброза, но отсутствие воспалительной реакции или ее минимальная реакция через 6 недель. У детей отсутствовала воспалительная реакция и наблюдался лишь небольшой фиброз в течение 48 недель после введения. Биоинертность тантала отмечена в заключении статьи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Имеющаяся информация указывает на то, что тантал обладает высокой устойчивостью к химическому воздействию и вызывает очень слабую неблагоприятную биологическую реакцию как в восстановленной, так и в окисленной формах. Многие исследования демонстрируют превосходную биосовместимость в различных ситуациях, в том числе при хирургии костей. Металлы, покрытые танталом, и сам тантал не выделяют ничего в экстракционную среду во время стандартных процедур, а анализ поверхности показывает низкий профиль примесей.

При условии, что тантал, используемый в производстве предлагаемых медицинских изделий, соответствует критериям чистоты, нет необходимости проводить дальнейшие исследования биосовместимости на животных.

Настоящий отчет подготовлен: Дата: апрель 2002 г.

Robert J Harling
BSc (Hons) CBiol, MIBiol, DipRCPath, MRCPath, Eurotox Зарегистрированный токсиколог

ССЫЛКИ

9,onsA.N.son, Aron. и Альбериус, П. Танталовые маркеры в рентгенографии. Слелетал Радиол. 1985, 14, 207-211.

Биркемосе, Северная Каролина. Отчет об извлечении J.No. 2001734. Внутренний отчет Danfoss Technology Center за 2001 год.

Black,J. Биологические свойства тантала. Клинические материалы 1994, 16, 167-173.

Бобин, Дж. Д., Стэкпул, Г. Дж., Хакинг, С. А., Танзер, М. и Кригер, Дж. Дж. Характеристики врастания кости и механика интерфейса нового пористого танаталового биоматериала. Ж. Хирургия костей и суставов 1999, 81-Б, №5. (обозначается в тексте как Бобынь(1)).

Бобин, Д.Д., Тох, К.К., Хакинг, С.А., Танцер, М. и Кригер, Дж.Дж. Тканевая реакция на пористые танталовые вертлужные чашки. J. эндопротезирования 1999, 14, №3, 347-354. (обозначается в тексте как Бобынь(2)).

Крюч Д., Гроссетете Р., Бах-Лижур Б., Саган С., Леконт Э., Леуран Б., Брюнель П. и Ле Нихуаннен, Дж.-К. Воздействие плазменной терапии на танталовый стреккерный стент, имплантированный в бедренные артерии овец. Кардиовас. Вмешаться. Радиол. 1994, 17, 285-291.

Джонсон, П.Ф., Бернштейн, Дж.Дж., Хантер, Г., Доусон, В.В. и Хенч, Л.Л. Анализ in vitro и in vivo анодированных танталовых емкостных электродов: реакция на коррозию, физиология и гистология. Дж. Биомед. Матер. Рез. 1977, 11, 637-656.

Като Х., Накамура Т., Нисигучи С., Мацусуэ Ю., Кобаяши М., Миядзаки Т., Ким Х-М. и Кокубо, Т. Прикрепление танталовых имплантатов, подвергнутых щелочной и термообработке, к кости. Дж. Биомед. Матер. Рез. 2000, 53, 28-35.

Мацуно Х., Йокояма А., Ватари Ф., Уо М. и Кавасаки, Т. Биосовместимость и остеогенез имплантатов из тугоплавких металлов, титана, гафния, ниобия, тантала и рения. Биоматериалы 2001, 22, 1253-1262.

Миллер, А.С., Фучарелли, А.Ф., Джексон, В.Е., Эйник, Э.Дж., Эмонд, К., Строко, С., Хоган, Дж., Пейдж, Н. и Пельмар, Т. Исследования мутагенности мочи и сыворотки на крысах с имплантированными гранулами обедненного урана или тантала. Мутагенез 1998, 13, №6, 643-648.

Шарма, К.П. и Пол, В. Взаимодействие белков с танталом: изменения с оксидным слоем и гидроксиапатитом на поверхности раздела. Дж. Биомед. Матер. Рез. 1992, 26, 1179-1184.

Вэй, Дж. Отчет об анализе: характеристика ToF-SIMS образцов Ta. Датский центр полимеров, Национальная лаборатория Рисё Проект №: COMF/ 2001.

Zitter,H. и Пленк-младший, Х. Электрохимическое поведение металлических материалов имплантатов как показатель их биосовместимости. Дж. Биомед. Матер. Рез. 1987, 21, 881-896.

Пористые наночастицы тантала и оксида тантала для регенеративной медицины

Обзор

. 2014;74(2):188-96.

Гохулдасс Мохандас ¹ , Никита Осколков, Майкл Т. МакМахон, Петр Вальчак, Мирослав Яновский

принадлежность

¹ Рассел Х. Морган Кафедра радиологии и радиологии, Отдел исследований МРТ, Медицинский факультет Университета Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд, США, [email protected].

PMID: 24993628

Бесплатная статья

Обзор

Гохулдасс Мохандас и др. Acta Neurobiol Exp (Войны). 2014.

Бесплатная статья

. 2014;74(2):188-96.

Авторы

Гохулдасс Мохандас ¹ , Никита Осколков, Майкл Т. МакМахон, Петр Вальчак, Мирослав Яновский

принадлежность

¹ Рассел Х. Морган Кафедра радиологии и радиологии, Отдел исследований МРТ, Медицинский факультет Университета Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд, США, [email protected].

PMID: 24993628

Абстрактный

На протяжении веков воспалительные реакции/реакции на инородное тело препятствовали попыткам клиницистов использовать металлы для реконструкции тканей и костей. Поскольку коррозия способствует отторжению металла организмом, в медицине с успехом применяется чрезвычайно биоинертный металл — тантал. Выдающаяся биосовместимость и гибкость тантала заложили основу для растущего числа клинических применений. Одним из важных применений, которое выиграло от внедрения порошковой металлургии, является использование тантала в качестве костных имплантатов. Пористые материалы изменили ландшафт костных имплантатов, поскольку они позволяют врастать кости и обеспечивать биологическую фиксацию, а также исключают расшатывание имплантата и связанные с этим неудачи лечения. Уникальные костно-имитирующие свойства пористого тантала позволили использовать тантал в качестве материала для объемных имплантатов, а не только для покрытий, как в случае с другими пористыми металлами. Более того, пористый тантал также способствует врастанию мягких тканей, включая образование кровеносных сосудов, которые, как было обнаружено, собираются на поверхности и внутри структуры пористого тантала.

Кроме того, поскольку тантал сильно рентгеноконтрастен из-за своего высокого атомного номера, это свойство широко используется для маркировки в ортопедии и эндоваскулярных медицинских устройствах. Еще одним важным достижением стало производство наночастиц на основе тантала. Было показано, что эти частицы превосходят йодсодержащие контрастные вещества для визуализации пула крови из-за их более длительного времени циркуляции. Их свойства аналогичны наночастицам золота, но они гораздо более рентабельны и, таким образом, могут заменить золото в регенеративной медицине для маркировки и отслеживания клеточных трансплантатов с помощью рентгеновской визуализации. Однако количества наночастиц тантала, которые могут быть поглощены стволовыми клетками, недостаточно, чтобы сделать отдельные клетки видимыми на рентгеновских снимках. Таким образом, необходимы альтернативные стратегии, такие как каркасы из гидрогеля или нановолокна, которые могут быть загружены более высокими концентрациями наночастиц, чтобы повысить точность осаждения клеток и обеспечить возможность отслеживания под рентгеновским контролем.

Цитируется

Визуализация in vivo биодеградации имплантированного гидрогеля гиалуроновой кислоты.

Кудданная С., Чжу В., Булте JWM. Кудданная С. и др. Методы Мол Биол. 2022;2394:743-765. дои: 10.1007/978-1-0716-1811-0_39. Методы Мол Биол. 2022. PMID: 35094356 Бесплатная статья ЧВК.
Пористые наноматериалы, нацеленные на аутофагию при регенерации кости.

Чжан Ц. , Сяо Л., Сяо Ю. Чжан Кью и др. Фармацевтика. 2021 сен 28;13(10):1572. doi: 10.3390/фармацевтика13101572. Фармацевтика. 2021. PMID: 34683866 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.
Нанокомпозитный гидрогель с микрочастицами тантала для быстрого эндоваскулярного гемостаза.

Албадави Х., Алтун И., Ху Дж., Чжан З., Панда А., Ким Х.Дж., Хадемхоссейни А., Оклу Р. Албадави Х. и др. Adv Sci (Вейн). 2020 30 ноября; 8 (1): 2003327. doi: 10.1002/advs.202003327. Электронная коллекция 2020 янв. Adv Sci (Вейн). 2020. PMID: 33437588 Бесплатная статья ЧВК.
Исследование цитотоксичности, окислительного стресса и воспалительных реакций наночастиц тантала в макрофагах, полученных из THP-1.

Чжан Л., Хаддути Э.

TOP HEADLINES