Ti-based- Alloy as Biomedical Material醫(yī)用鈦合金材料是目前已知的生物親和性最好的金屬之一,上世紀(jì)40年代以來(lái),鈦和鈦合金材料逐漸在臨床醫(yī)學(xué)中獲得應(yīng)用。1951年,人類開(kāi)始用純鈦制作接骨板和骨螺釘。20世紀(jì)70年代中期,鈦及鈦合金材料開(kāi)始獲得廣泛的醫(yī)學(xué)應(yīng)用,成為最有發(fā)展前景的醫(yī)用材料之一。
目前,鈦和鈦合金材料主要應(yīng)用于整形外科,尤其是四肢骨和顱骨整復(fù),被用以制作各種骨折內(nèi)固定器械、人工關(guān)節(jié)、頭蓋骨和硬膜、人工心臟瓣膜、齒、牙床、托環(huán)和牙冠。其中,醫(yī)用應(yīng)用最多的鈦合金材料是TC4(Ti-6A1-4V),該合金在室溫下具有а十β兩相混合組織,通過(guò)固溶處理和時(shí)效處理,可使其強(qiáng)度等力學(xué)性能顯著提高。
醫(yī)用鈦合金材料頭蓋骨,鈦及鈦合金材料的密度在4.5g/cm3左右,幾乎僅為不銹鋼和鈷合金的一半,密度接近人體硬組織,且其生物相容性、耐腐蝕性和抗疲勞性能都優(yōu)于不銹鋼和鈷合金,是目前最佳的金屬醫(yī)用材料。鈦及鈦合金材料與人體的親和性,源于植入后其表面致密的氧化鈦(TiO2)鈍化膜具有誘導(dǎo)體液中鈣、磷離子沉積生成磷灰石的能力,表現(xiàn)出一定的生物活性和骨結(jié)合能力,尤其適合于骨內(nèi)埋植。
鈦及鈦合金材料缺點(diǎn)是硬度較低,耐磨性差。若磨損發(fā)生,首先導(dǎo)致氧化膜破壞,隨后磨損的顆粒腐蝕產(chǎn)物進(jìn)人體組織,尤其是Ti-6A1-4V合金中含有毒性的釩(V)可導(dǎo)致植入物的失效。為了改善鈦及鈦合金材料的耐磨性能,可對(duì)鈦及鈦合金材料制品表面進(jìn)行高溫離子氨化或離子注入技術(shù)處理,強(qiáng)化其表面耐磨性。近年來(lái),開(kāi)發(fā)出的一些新型鈦合金材料(主要是β型合金),都注重減少了對(duì)人體有一定危害的元素,例如V和Al, 有效地改善了鈦合金材料的生物相容性。
新時(shí)代,新技術(shù)層出不窮,我們關(guān)注,學(xué)習(xí),希望在未來(lái)能夠與時(shí)俱進(jìn),開(kāi)拓創(chuàng)新。