無釩醫(yī)用鈦合金

Ti-6Al-7Nb合金是由瑞士Sulzer醫(yī)學(xué)技術(shù)公司研制開發(fā)成功的一種醫(yī)用合金。與Ti-6Al-4V合金相比，Ti-6Al-7Nb合金采用與V有相同原子濃度的無毒害β穩(wěn)定元素Nb代替V，性能方面與公認(rèn)的Ti-6Al-4V合金相當(dāng)，是一種安全且具有發(fā)展?jié)摿Φ娜梭w植入用材料。由Ti-6Al-7Nb研制生產(chǎn)的多種合金植入件已投入臨床應(yīng)用，效果良好。

另一種醫(yī)用鈦合金Ti-5Al-2.5Fe是由德國(guó)研發(fā)的。與Ti-6Al-4V合金相比，以廉價(jià)、無毒的鐵元素代替釩。Ti-5Al-2.5Fe屬于中等強(qiáng)度材料，在機(jī)械性能、韌性以及疲勞強(qiáng)度等方面與Ti-6Al-4V相當(dāng)。

我國(guó)對(duì)這兩種合金也進(jìn)行了研制。由寶鈦集團(tuán)有限公司、北京有色金屬研究總院、河北醫(yī)科大學(xué)、山東文登整骨醫(yī)院及天津醫(yī)療器械工業(yè)公司骨科醫(yī)療器械二廠等單位聯(lián)合研制的Ti-6Al-7Nb和Ti-5Al-2.5Fe合金，經(jīng)生物學(xué)性能實(shí)驗(yàn)研究表明，合金具有良好的生物相容性，并能和骨組織形成良好的骨結(jié)合。

新型β鈦合金

20世紀(jì)90年代以來，在鈦合金植入物材料方面，不斷有關(guān)于V、Al元素對(duì)人體存在潛在危害的報(bào)告。因此，開發(fā)優(yōu)良綜合力學(xué)性能并與人體軟硬組織生物及力學(xué)更加相容的先進(jìn)醫(yī)用金屬材料——新型β型鈦合金就成為生物醫(yī)用金屬材料的研究重點(diǎn)。通過添加Nb、Ta、Zr、Mo、Sn等無毒元素開發(fā)了一系列新型β型鈦合金。

Ti-Ni合金

Ti-Ni形狀記憶合金是一種新型的功能材料，這種功能材料具有奇特的形狀記憶效應(yīng)、超彈性、耐疲勞、耐磨損、耐腐蝕、生物相容性好。因此，該合金在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

Ti-Ni形狀記憶合金成功用于骨科臨床，引起骨科專家和臨床醫(yī)生的關(guān)注，并稱之為“神奇金屬”。用于骨科臨床的NTSMA的變形溫度為0℃~5℃，回復(fù)溫度為37℃。用NTSMA材料固定骨折后，在體溫或熱鹽水濕敷下升溫而產(chǎn)生形狀回復(fù)，但骨骼對(duì)材料回復(fù)產(chǎn)生了限制，這樣在骨折斷端產(chǎn)生一種動(dòng)態(tài)、持續(xù)性質(zhì)的加壓力或鉗夾力而達(dá)到固定骨折的作用。

多孔鈦合金

外科植入物表面結(jié)構(gòu)與植入機(jī)體后的生物學(xué)行為密切相關(guān)。與致密材料相比，孔隙的引入顯著降低了鈦及其合金的彈性模量，并且多孔鈦的強(qiáng)度和模量可以通過改變孔隙率、孔徑等參數(shù)調(diào)整其強(qiáng)度和彈性模量綜合匹配，充分利用其開放的通孔結(jié)構(gòu)促進(jìn)骨細(xì)胞的黏附、長(zhǎng)入及與骨組織再生重建，加快痊愈過程，使鈦及其合金能在保持一定強(qiáng)度條件下實(shí)現(xiàn)材料與骨彈性模量的匹配。同時(shí)，多孔狀鈦合金粗糙的表面幾何結(jié)構(gòu)可以促進(jìn)新骨組織長(zhǎng)入孔隙，不僅加強(qiáng)了植入體與骨的生物固定，還可以使應(yīng)力沿植入物向周圍骨傳遞。

鈦合金表面活化技術(shù)

鈦合金表面活化技術(shù)是骨科植入材料研發(fā)的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。植入物的表面是與人體直接接觸的，通過表面改性，可以改善生物相容性并減少磨損，進(jìn)而減少植入物松動(dòng)的可能，保證植入物長(zhǎng)期的性能.。

威高集團(tuán)有限公司和中國(guó)科學(xué)院金屬研究所通過對(duì)鈦合金進(jìn)行陽極氧化、水熱處理和熱處理，在其表面生成了復(fù)合氧化物涂層。制備的梯度涂層晶型完整，表面具有很高的誘導(dǎo)骨羥基磷灰石層形成能力及細(xì)胞吸附和增殖能力，具有很好的生物相容性。

激光近凈成形外科植入件

激光近凈成形技術(shù)是一種3D打印制造技術(shù)，結(jié)合計(jì)算機(jī)控制，逐步利用高能束熔化熔池中的鈦合金粉末，加工成特定形狀的骨科植入物或牙科修復(fù)物。西北工業(yè)大學(xué)等科研單位對(duì)純鈦等醫(yī)用金屬的激光立體成形工藝進(jìn)行了大量研究，利用該技術(shù)制備的純鈦植入體力學(xué)性能和疲勞性能均高于純鈦，能夠滿足牙科植入物對(duì)力學(xué)性能的要求。目前，國(guó)內(nèi)利用激光近凈成形技術(shù)加工鈦鎳合金和鈦合金血管支架的研究也取得了一定的進(jìn)展。

　　

 

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