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医用钛合金材料的分类和特点

浏览数量: 15     作者: 本站编辑     发布时间: 2022-10-27      来源: 本站

生物医用钛合金材料是专指用于生物医学工程的一类功能结构材料, 主要用于外科植入物和矫形器械等产品的生产和制造。

一、医用钛合金的分类

生物医用钛合金按材料显微组织类型可分为 α 型钛合金(如纯钛系列) 、α+β型钛合金(如 Ti6Al4V 等)和β 型钛合金(如 Ti12Mo6Zr2Fe 等)以及 TiNi 形状记忆钛合金四大类,与医用不锈钢和钴基合金相比,它们具有比重小、比强度高、弹性模量较低、耐腐蚀、易切削加工以及较好的生物相容性等特点。

按照外科植入物和矫形器械专业标准,合金材料可归入“外科植入物用材料”中“金属材料”一类,而钛合金材料在非有源外科植入物、 有源外科植入物和矫形器械三大类医疗器械中, 可充当心血管、骨与关节、骨接合、脊柱、矫形器械、心脏起搏器与除颤器、耳蜗植入物、神经刺激器和其他植入产品的原材料。

二、钛合金的应用
1。钛合金的医用基础
  使用钛及钛合金作为人体植入物的优势主要有:(1)密度(20℃)=4.5g/cm3,质轻。植入人体内:减轻人体负荷量,作为医疗器械:减轻医务人员操作负荷。(2)弹性模量低,纯钛为108500MPa,植入人体内:与人体自然骨更接近,利于接骨,减少骨头对植入物的应力屏蔽效应。(3)无磁性,不受电磁场和雷雨天气影响,利于使用后的人体安全。(4)无毒性,作为植入物对人体无毒副作用。(5)抗腐蚀性(生物惰性金属材料),在人体血液的浸泡环境中有优异的耐腐蚀性能,保证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。(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。

2。钛合金的医用领域及骨科领域

  市场情况随着钛合金的开发研制、钛材品种的增多及价格的降低,钛在民用工业中的应用成倍增加。CFDA将医疗器械按照其安全性由高至低分为三个等级,并分别由三级政府进行监督管理,钛及钛合金材料的植入物属于第三类医疗器械,并为高值耗材类。


钛合金的优越性能成就了其在医用领域的领先地位。钛合金的材料设计与制备技术随着生物技术的突破和医疗应用的大量需求得到了快速发展。目前生产的医用钛合金主要为α+β型钛合金。从制备工艺来看,TC4(TC4ELI)的生产目前占据主要市场份额。β型钛合金由于在生物相容性和力学相容性方面具有一定的优势,因此已经成为新型医用钛合金的研究热点,是在医用植入物领域最潜力的技术。今后钛合金的生产技术应向着低模量,高强度,具有良好生物相容性和力学相容性的方向发展。从发展趋势来看,β型钛合金将成为未来发展的方向和医用钛合金市场的主流。

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