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Research Article| Volume 31, SUPPLEMENT 4, D14-D17, December 2000

Titanium alloys for fracture fixation implants

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      Abstract

      This paper is intended to provide an overview of the composition, mechanical properties, biocompatibility, and clinical applications for titanium alloys that are used for fracture fixation implants. A new class of titanium implant alloys has emerged in recent years that exhibits a β microstructure and a unique combination of mechanical properties. Important information regarding notch sensitivity testing and clinical significance is also discussed. Attributes such as stress corrosion cracking resistance, fatigue strength, and wear characteristics are also essential for specific clinical applications, but are beyond the scope of this presentation.

      Zusammenfassung

      Dieser Artikel soll einen Überblick über die Zusammensetzung, die mechanischen Eigenschaften, die Biokompatibilität und klinische Anwendungen der Titanlegierungen vermitteln, die zur Herstellung von Implantaten für die Frakturfixation verwendet werden. In den letzten Jahren wurde eine neue Klasse von Titanlegierungen für Implantate erarbeitet, welche über eine β-Gefügestruktur und eine einzigartige Kombination mechanischer Eigenschaften verfügt. Weitere wichtige Aspekte wie die Testung der Kerbempfindlichkeit und deren klinische Bedeutung werden ebenfalls diskutiert. Der Widerstand gegen Spannungsrisskorrosion, die Ermüdungsfestigkeit und das Verschleissverhalten sind für spezifische klinische Anwendungen ebenfalls wichtige Eigenschaften, auf die im Rahmen dieser Darstellungen nicht eingegangen werden kann.

      Résumé

      La composition, les propriétés mécaniques, la biocompatibilité et les applications cliniques des alliages en titane utilisés pour les implants de fixation des fractures sont présentées. Une association exceptionnelle de propriétés mécaniques très adaptées à l'implantation est maintenant possible grâce à la mise au point récente d'une nouvelle classe d'alliages en titane permettant la fabrication de matériaux à microstructure β. La discussion porte également sur d'importantes informations concernant les tests de sensibilité aux encoches et leur signification clinique, à l'exclusion de certains attributs comme la résistance à la corrosion, le comportement de fatigue et les propriétés d'usure, caractéristiques essentielles pour des applications cliniques spécifiques.

      Resumen

      Este estudio pretende ofrecer un panorama general de la composición, propiedades mecánicas, biocompatibilidad y aplicaciones clínicas de las aleaciones de titanio que se utilizan para los implantes destinados a la fijación de fracturas. En los últimos años ha surgido una nueva clase de aleaciones de titanio para implantes que presentan una microestructura tipo β y una combinación única de propiedades mecánicas. Se discute también información importante sobre ensayos de sensibilidad al efecto de entalla. Atributos tales como la resistencia a la fisuración por corrosión bajo tensión, la resistencia a la fatiga y las características de desgaste son también esenciales para determinadas aplicaciones clínicas, pero no están dentro del alcance de este estudio.

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      References

        • Zardiackas LD
        • Mitchell DW
        • Disegi JA
        Characterization of Ti-15Mo beta titanium alloy for orthopaedic implant applications.
        in: Brown SA Lemons JE Medical applications of titanium and its alloys: The material and biological issues. 1996: 60-75 (ASTM STP 1272, ASTM)
        • Steinemann SG
        • Mäusli PA
        • Szmukler-Moncler S
        Beta Titanium alloy for surgical implants. Seventh World Conference on Tatanium, San Diego, CA1992
        • Young WC
        6th Ed. Roark's Formulas for Stress and Strain. McGraw-Hill, 1989: 33-35
        • Davis RM
        • Forbes Jones RM
        Manufacturing processes for semi-finished titanium biomedical alloys.
        in: Brown SA Lemons JE Medical applications of titanium and its alloys. West Conshohocken, ASTM1996: 17-29
      1. Steinemann SG, Perren SM. Surgical implant and alloy for use in making an implant. U.S. Patent 4,040,129, August 9, 1977.

        • Perren SM
        • Geret V
        • Tepic M
        • Rahn BA
        Quantitative evaluation of biocompatibility of vanadium free titanium alloys.
        in: Christel P Meunier A Lee AJC Biological and Biomechanical Performance of Biomaterials. Elsevier Science Publishers, Amsterdam1986: 397
        • Rogers SD
        • Howie DW
        • Graves SE
        • Pearcy MJ
        • Haynes DR
        In vitro human monocyte response to wear particles of titanium alloy containing vanadium or niobium.
        J. Bone Joint Surg. [Br]. 1997; 79-B: 311-315
        • Lalor PA
        • Revell PA
        • Gray AB
        • Wright S
        • Railton GT
        • Freeman MAR
        Sensitivity to titanium - A cause of implant failure.
        J. Bone Joint Surg. [Br]. 1991; 73-B: 25-28
        • Hierholzer S
        • Hierholzer G
        Internal fixation and metal allergy - Clinical investigations, immunology and histology of the implant tissue interface. Thieme Medical Publishers, New York1992
        • Khan MA
        • Williams RL
        • Williams DF
        In-vitro corrosion and wear of titanium alloys in the biological environment.
        Biomaterials. 1996; 17: 2117-2126
        • Disegi JA
        Titanium −6% Aluminium −7% Niobium Implant plant Material.
        in: Synthes (USA). AO ASIF Booklet, 1993: 9