整形外科用インプラント用のチタン系合金および複合材料の応用：包括的レビュー

整形外科用インプラントに対する需要の増加は、強度、生体適合性、長寿命を組み合わせた材料の探索を促進しています。ステンレス鋼およびCo-Cr系合金と比較して、チタン（Ti）およびその合金は、高強度、耐腐食性、生体適合性のため、バイオメディカルインプラントに好まれています。この包括的レビューは、整形外科用インプラントの応用におけるチタン系バイオマテリアルの分野の広範な概要を提供し、その種類、機械的および化学的耐性、表面改良、製造技術の革新、チタンマトリックス複合材料、機械学習の進展に焦点を当てています。α、近α、(α + β)、β、形状記憶合金を含む異なる結晶相のチタン合金は、整形外科用途の多様な選択肢を提供します。強度、摩耗、疲労、耐腐食性は、チタンインプラントの性能と信頼性に影響を及ぼす重要な要因です。さらに、このレビューでは、バイオ機能、摩耗抵抗、耐腐食性、抗菌特性を向上させるための表面改良を通じて、チタン系バイオマテリアルの耐久性に関する課題を議論しています。チタン系バイオマテリアルの製造技術の最近の発展についても議論されています。最終的に、このレビューは、機械学習（ML）が新しい合金の挙動に関する洞察を提供し、製造最適化を助け、リアルタイムの品質管理を可能にし、個別化された生体適合性のある信頼できるインプラントの開発を促進することで、チタン整形外科インプラントをどのように革新したかを調査しました。