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行业新闻

钛及钛合金在医学的应用

作者:兴隆钛业 时间:2018-06-26 15:52

  钛的物理性能具有密度低、比强度高、耐热及耐腐蚀性好、生物相容性等优良的特点,主要用于骨和牙等相应组织的替换、心血管和软组织修复以及人工器官的制造。此外钛和钛合金具有无毒、无磁性、质量轻、耐腐蚀、弹性模量低以及生物相容性等特点,成为理想的医用金属材料,广泛应用于人体骨、人体关节、牙科、整形外科心脏外科、体内支撑架医疗器械等。复旦大学生物系人类生理学研究组与上海第六人民医院对植入人体骨头与关节进行力学性能测定,认为钛及钛合金的强度满足了人体植入物的要求。是一种理想的人体植入物。

   在世界各国的相关研究和大量的临床治疗实例中,用钛及钛合金制造的股骨头、髋关节、肱骨、颅骨、膝关节、肘关节、肩关节、掌指关节、颌骨以及心辨膜、肾辨膜、血管扩张器、夹板、假体、紧固螺钉等上百种金属件移植到人体中,取得了良好的效果,被医学界给予了很高的评价。从深度和广度上认可钛及钛合金是迄今为止最理想的人体植入物金属材料,被当今医疗外科业列为续不锈钢、钴基合金之后崛起的第三代金属。

  人体植入物是与人的生命和健康密切相关的特殊的功能材料。同其它金属材料相比较,使用钛及钛合金的优势主要有六点:

  1:质量轻

  钛及钛合金的密度,20℃时为4.5克/cm3,仅为钢的60%。植入人体内大幅度减轻了人体的负荷量,作为医疗器械也减轻了医务人员的操作负荷。

  2:弹性模量低

  钛及钛合金的弹性模量低,纯钛为10850公斤力/毫米2 ,仅为不锈钢的53%,

  植入人体内与人体自然骨更接近,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,这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,对人体血液的浸泡环境中具有优异的耐腐蚀性能,保证了与人体血液及细胞组织的相容性好,作为植入物不产生人体污染,不会发生过敏反应,这是钛及钛合金应用的基础条件。

  在人体植入物用钛及钛合金表面进行阳极氧化着色处理,提高了植入物件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,提高了植入物的相溶性。同时也可以作为不同规格制品的标识,方便了手术操作。

  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,这些植入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,要求植入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,完全可以满足人体植入物的要求。

  钛及钛合金具有优异的使用特性,同使用不锈钢、钴基合金等金属材料相比较,具有较大的应用优势,发展空间很大。钛业也会努力制造出质优价廉的钛合金生物材料,在望在众多生物材料研究工作者的努力下,一起使生物医学钛合金制品在我国得到迅速推广和应用、造福于人民。