生物医用钛的应用现状
生物医用材料是指和生物系统相作用,用以诊断、修复或替代机体中的组织、增进其功能的材料。可分为医用金属材料、医用高分子材料、医用陶瓷材料等,其中医用金属材料占有很大的比重,特别是骨科产品、心脑血管产品。由于钛与人体骨骼接近,对人体组织具有良好的生物相容性、无副作用,具有其他材料无法比拟的优势,所以医用钛在医疗领域得到了广泛的应用。
生物相容性:与人体发生生物学反应,作为人体植入物,对人体无副作用。
力学性能:高强度、低弹性模量,既满足力学要求,又与人体自然骨弹性模量相近,可减少应力屏蔽效应,更有利于人的生长愈合。
耐腐蚀性能:钛合金为生物惰性材料,在人体生理环境下有有意的抗腐蚀性能,对人体生理环境不产生污染。
质轻:一般钛合金的密度仅为不锈钢的56%,植入人体后大幅度减轻人体的负荷量。
生物医用钛合金分类及性能
生物医用钛合金按材料显微组织类型可分为α型、α+β型和β型钛合金三类。目前临床广泛使用的材料仍以纯钛和ti-6al-4v合金为主,但β型钛合金由于更低的弹性模量和更好的生物相容性已成为该领域的研究热点,是最有应用前景的生物医用钛合金。
可以看出, 第二代生物医用钛合金弹性模量明显比一代低 ,合金设计时nb含量有增加的趋势且都是β型钛合金, ti-35nb-7zr-5ta 和ti-29nb-13ta-7.1zr合金具有低的弹性模量55mpa, 与人体骨的弹性模量最接近。因此开发较低弹性模量的生物医用β型钛合金已成为该领域的研究热点。目前国内外研究最为广泛的生物医用超弹性β钛合金是ti-nb系超弹性β钛合。
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