武装人体的钛材料

2014-8-7 17:17:09??????点击:
 钛的比强度大,与人体相容性好,是医学植入的理想材料。
  钛具有密度低,为4.5克/立方厘米,是钢的50%左右,强度高,比强度大,钛及钛合金的屈服强度为207-1379MPa,而自然骨为83-117MPa,故能够满足性能要求。无磁;导热系数小,仅为钢的1/5,铝的1/3,铜的1/2;线膨胀系数小,为碳钢的1/5,为不锈钢的一半。
 
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  骨的低弹性模量约为16.5×103MPa,而钛为102.7-113.3×103MPa。钛的弹性模量低,对于人体接受植入件非常重要,同时减少了结合界面上的附加应力,延长了使用寿命。而且抗阻尼性低;耐热性好,在500℃左右仍能保持良好的机械性能;耐腐蚀性能好。

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  在骨科固定植入物方面,中国天津一家医疗器械公司用钛材制作的接骨板、骨螺钉等经多家医院临床试验,无不良反应,效果良好。由北京有色金属研究总院和宝钛集团等单位联合研制的Ti-6Al-7Nb和Ti-5Al-2.5Fe合金,经生物学临床实验研究表明,合金具有良好的生物相容性,并能和骨组织形成良好的结合,其作为骨科固定植入物,临床使用可靠。国内多家骨科器械生产厂家和医院合作,制成的髋关节、膝关节、肘关节、肩关节及指关节等均已用于临床。用钛做人造骨,细胞可在其上再生,骨骼可以生长,钛与人体骨、上皮、缔造组织都具有良好的亲合性。为了改善与人骨连接的植入材表面质量,对粗化表面进行生物陶瓷层也是较为有效的方法。
 
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  目前,钛及钛合金已广泛用于人工骨关节、人工骨、接头脚板、断骨固定器、骨髓内钉、人工心脏瓣膜、头盖骨等。据统计,中国每年对钛合金人工关节的需求量超过5000套,临床应用效果良好。
 
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  在国外,美国食品和药物管理局(简称FDA)今年已经同意将iStent投入到医用中。iStent作为目前医药界中最小的植入物,将可以用于白内障和青光眼的手术中。iSent由光学设备制造商Glaukos研发制造,它是一个小型的钛管,长1毫米,高0.33毫米,重仅60毫克??切颓喙庋鄣囊桓鲋⒆词茄劬χ械牧魈逦薹ㄌ峁┦实钡乃?,从而对内眼产生压力,进而破坏视觉神经。iSENT则是能够给流体开出一条可以让水分通过的渠道。在理想状态下,它将可以降低术中的眼压,从而防止患者视力丧失的发生。
 
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  外科用移植材料规定使用的钛材以纯钛和Ti-6Al-4VELI合金为主。最近,与人体亲合性良好的移植材料Ti-6Al-7Nb及Ti-13Nb1-13Zr也取得了ASTM标准认可。