目前得到广泛应用的生物医用金属材料主要有不锈钢、钴基合金、钛及钛合金(含钛基形状记忆合金)、贵金属、纯金属(钽、铌、锆)五大类。同其他金属材料相比较,使用钛及钛合金的优势主要有6点。
1、质轻
仅为不锈钢的56%。植入人体内大幅度减轻人体的负荷量,也减轻医务人员操作负荷。
2、弹性模量低
纯钛为108GPa, 仅为不锈钢的53%, 植入人体内与人体自然骨接近,有利于接骨,能够减少骨头对植入物的应力屏蔽效应。
3、无磁性
钛及钛合金是无磁性金属,不受电磁场和雷雨天气的影响,有利于使用后的人体安全。
4、无毒性
钛及钛合金的无毒性,作为植入物对人体无毒副作用。
5、抗腐蚀性
钛及钛合金被称为是生物惰性金属材料,在人体血液的浸泡环境中具有优异的耐腐蚀性能,且与人体血液及细胞组织相容性好,作为植人物不产生人体污染,不会发生过敏反应。若植入物进行阳极氧化着色处理,能提高植入物在人体条件下的耐磨性、耐蚀性和循环疲劳抗力,也在很大程度上解决了金属离子溶出问题,提高了植人物的相溶性。
6、强度高、韧性好
因外伤、肿瘤等因素导致骨、关节损害,为建立稳固的骨支架,必须借助弧型板、螺丝钉、人造骨及关节等,这些植人物要长期留置于人体内,会受到人体的弯曲、扭转、挤压、肌肉收缩力等作用,要求植人物具有高的强度和韧性。研究与临床实例证明,在人体受力小的部位可以用纯钛,在人体受力大的部位可以用Ti-6Al-4V合金。
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