REVIEW OF MATERIALS AND TECHNOLOGICAL METHODS USED IN THE MANUFACTURE OF ENDOPROSTHESIS IN TRAUMATOLOGY AND ORTHOPAEDICS


Cite item

Full Text

Abstract

Traumas and diseases of the musculoskeletal system are the second among the causes of temporary disability of the population, and the third among the causes of disability and mortality. An effective method of treatment is endoprosthetics. ; Every year across the globe 500-1000 patients per 1 million of population require prosthetics. The development of endoprostheses is progressing in various spheres: design of the implant parts, methods of fixation, use of various materials, different types of surface finish of implants. Endoprostheses that are currently produced and used in traumatology and orthopaedics are unified, i.e. ; standardized - all of them have different size, but their shape is the same. This imposes serious limitations on the use of implantation in difficult clinical cases. The way out can be the use of personified implants, designed and manufactured with the use of modern rapid prototyping technologies. In this case, the use of titanium will fully implement the most important advantages of this direction: the best biocompatibility, high corrosion resistance, low modulus of elasticity, high specific strength and endurance.

About the authors

AV V Kolsanov

Samara State Medical University

Email: info@samsmu.ru
PhD, professor, head of the Department of operative surgery and clinical anatomy with the course of innovative technologies, Samara State Medical University.

AN N Nikolaenko

Samara State Medical University

Email: nikolaenko.83@inbox.ru
PhD, assistant of the Department of traumatology, orthopaedics and extreme surgery n.a. academician Krasnov AF, Samara State Medical University. Samara State Medical University, 89 Chapaevskaya st., Samara, Russia, 443099

VV V Ivanov

Samara State Medical University

Email: info@samsmu.ru
PhD, assistant of the Department of traumatology, orthopaedics and extreme surgery n.a. academician Krasnov AF, Samara State Medical University.

SA A Prichodko

Samara State Medical University

Email: info@samsmu.ru
postgraduate student of the Department of traumatology, orthopaedics and extreme surgery n.a. academician Krasnov AF, Samara State Medical University.

PV V Platonov

Samara State Medical University

Email: info@samsmu.ru
postgraduate student of the Department of traumatology, orthopaedics and extreme surgery n.a. academician Krasnov AF, Samara State Medical University.

References

  1. Andani M, Shayesteh Moghaddam N, Haberland C, Dean D, Miller M., Elahinia M. Metals for bone implants. Part 1. Powder metallurgy and implant rendering. Acta Biomaterialia. 2014;10(10):4058-4070. doi: 10.1016/j.actbio.2014.06.025
  2. Elahinia M, Hashemi M, Tabesh M, Bhaduri S. Manufacturing and processing of NiTi implants: A review. Progress in Materials Science. 2012;57(5):91 1-946. doi: 10.1016/j. pmatsci.2011.11.001
  3. Mohseni E, Zalnezhad E, Bushroa A. Comparative investigation on the adhesion of hydroxyapatite coating on Ti-6Al-4V implant: A review paper. International Journal of Adhesion and Adhesives. 2014;(48):238-257. doi: 10.1016/j. ijadhadh.2013.09.030
  4. Drnovsek N, Rade K, Milacic R, Strancar J, Novak S. The properties of bioactive TiO2 coatings on Ti-based implants. Surface and Coatings Technology. 2012;(209):177-183. doi: 10.1016/j.surfcoat.2012.08.037
  5. Wu Y, Wang A, Zhang Z, Zheng R, Xia H, Wang Y. Laser alloying of Ti-Si compound coating on Ti-6Al-4V alloy for the improvement of bioactivity. Applied Surface Science. 2014;(305):16-23. doi: 10.1016/j.apsusc.2014.02.140
  6. Mishnaevsky L, Levashov E, Valiev R, Segurado J, Sabirov I, Enikeev N, Prokoshkin S, Solov’yov A, Korotitskiy A, Gutmanas E, Gotman I, Rabkin E, Psakh’e S, Dluhos L, Seefeldt M, Smolin A. Nanostructured titanium-based materials for medical implants: Modeling and development. Materials Science and Engineering: R: Reports. 2014;(81):1-19. doi: 10.1016/j.mser.2014.04.002
  7. Andriyanov D, Amosov A, Samboruk A, Davydov D, Ishchenko V. Development of porous composite self-propagating high-temperature ceramics of the Ti-B-C system. Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2014;55(5):485-488. doi: 10.3103/s1067821214050034
  8. Wilde F, Hanken H, Probst F, Schramm A, Heiland M, Cornelius C. Multicenter study on the use of patient-specific CAD/CAM reconstruction plates for mandibular reconstruction. International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery. 2015;10(12):2035-2051. doi: 10.1007/s11548-015-1193-2
  9. Raad B, Shayesteh Moghaddam N, Elahinia M. A numerical simulation of the effect of using porous superelastic Nitinol and stiff Titanium fixation hardware on the bone remodeling. Nanosensors, Biosensors, and Info-Tech Sensors and Systems. 2016. doi: 10.1117/12.2222075
  10. Nasr Esfahani S, Taheri Andani M, Shayesteh Moghaddam N, Mirzaeifar R, Elahinia, M. Independent tuning of stiffness and toughness of additively manufactured titanium-polymer composites: Simulation, fabrication, and experimental studies. Journal of Materials Processing Technology. 2016;(238)22-29. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2016.06.035
  11. Moghaddam N, Elahinia M, Miller M, Dean D. Enhancement of Bone Implants by Substituting Nitinol for Titanium (Ti-6Al-4V): A Modeling Comparison. Volume 1: Development and Characterization of Multifunctional Materials; Modeling, Simulation and Control of Adaptive Systems; Structural Health Monitoring; Keynote Presentation, 2014. doi: 10.1115/ smasis2014-7648
  12. Rahmanian R, Shayesteh Moghaddam N, Haberland C, Dean D, Miller M, Elahinia M. Load bearing and stiffness tailored NiTi implants produced by additive manufacturing: a simulation study. Behavior and Mechanics of Multifunctional Materials and Composites. 2014. doi: 10.1117/12.2048948
  13. Markiewicz M, Bell R. The Use of 3D Imaging Tools in Facial Plastic Surgery. Facial Plastic Surgery Clinics of North America. 2011;19(4):655-682. doi: 10.1016/j.fsc.2011.07.009
  14. Levine J, Patel A, Saadeh P, Hirsch D. Computer-Aided Design and Manufacturing in Craniomaxillofacial Surgery. Journal of Craniofacial Surgery. 2012;23(1):288-293. doi: 10.1097/scs.0b013e318241ba92
  15. Amin Yavari S, Ahmadi S, van der Stok J, Wauthle R, Riemslag A, Janssen M, Schrooten J, Weinans H, Zadpoor A. Effects of bio-functionalizing surface treatments on the mechanical behavior of open porous titanium biomaterials. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 2014;(36):109-119. doi: 10.1016/j.jmbbm.2014.04.010
  16. Von Wilmowsky C, Moest T, Nkenke E, Stelzle F, Schlegel K. Implants in bone: Part I. A current overview about tissue response, surface modifications and future perspectives. Oral and Maxillofacial Surgery. 2013;18(3):243-257. doi:10.1007/ s10006-013-0398-1
  17. Von Wilmowsky C, Moest T, Nkenke E, Stelzle F, Schlegel K. Implants in bone: Part II. Research on implant osseointegration. Oral and Maxillofacial Surgery. 2013;18(4):355-372. doi:10.1007/ s10006-013-0397-2
  18. Chan I, Ginsburg G. Personalized Medicine: Progress and Promise. Annual Review of Genomics and Human Genetics. 2011;12(1):217-244. doi: 10.1146/annurev-genom-082410-101446
  19. Vandrovcova M, Jirka I, Novotna K, Lisa V, Frank O, Kolska Z, Stary V, Bacakova L. Interaction of Human OsteoblastLike Saos-2 and MG-63 Cells with Thermally Oxidized Surfaces of a Titanium-Niobium Alloy. PLoS ONE. 2014;9(6):e100475. doi: 10.1371/journal.pone.0100475
  20. Sallica-Leva E, Jardini A, Fogagnolo J. Microstructure and mechanical behavior of porous Ti-6Al-4V parts obtained by selective laser melting. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 2013;(26):98-108. doi:10.1016/j. jmbbm.2013.05.011
  21. Suyalatu X, Takayoshi N, Norio H, Hitoshi S. Microstructure and mechanical properties of Ti-X alloys fabricated by selective laser melting process for new biomaterial devices. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2016;(4). doi: 10.3389/conf. fbioe.2016.01.02497
  22. Ferraris S, Venturello A, Miola M, Cochis A, Rimondini L, Spriano S. Antibacterial and bioactive nanostructured titanium surfaces for bone integration. Applied Surface Science. 2014;(311):279-291. doi: 10.1016/j.apsusc.2014.05.056

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2017 Kolsanov A.V., Nikolaenko A.N., Ivanov V.V., Prichodko S.A., Platonov P.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».