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醫用钛合金的6大優異性能,使其成為人體植入物的最佳金屬材料

發布時間: 2019-06-16 17:07:04    浏覽次數:

金屬材料作為生物醫用功能材料是材料科學的一個重要分支,用于人體植入物的曆史已有400餘年。英國較早地使用了純金闆修補顱骨、鑲牙,其後陸續使用了銀、鐵片、鐵絲及鐵基合金的固定骨折關節件。1930年以後,英國、美國使用钴基合金作為人體植入物。第二次世界大戰期間,英國、美國和日本等國家使用了大量的不鏽鋼作為人體植入物。20世紀50年代初,随着稀有金屬工業的發展,加工态和鑄态的钛、铌、锆作為人體植入物用于臨床實驗。

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1972年,我國開始采用了國産钛及钛合金制品,北京積水潭醫院等20多家醫院,先後采用钛及钛合金人造骨頭與關節用于臨床治療應用和研究,制造的髋關節、肘關節、下颌骨等用于臨床治療病人。同時,華山醫院與上海冶金研究所的模拟人體體液的浸泡實驗,電化學陽極化實驗和腐蝕動力學曲線的測定,證明了钛及钛合金人造骨頭與關節用于人體具有優異的耐腐蝕性,生物學反應也很小,是一種理想的人體植入物。複旦大學生物系人類生理學研究組與上海第六人民醫院對植入人體骨頭與關節進行力學性能測定,認為钛及钛合金的強度滿足了人體植入物的要求。

世界各國的相關研究和大量的臨床治療實例,從深度和廣度上認可钛及钛合金是迄今為止最理想的人體植入物金屬材料,被當今醫療外科業列為繼不鏽鋼、钴基合金之後崛起的第三代金屬。

20世紀80年代中期以後,國産钛及钛合金加工材用于制造人體植入物的數量增加,其中钛形狀記憶合金的開發與應用達到國際先進水平。到了90年代中期,國産钛及钛合金加工材,在矯形外科、神經外科、心血管系統、口腔颌面外科、人體外培養機等方面廣泛應用。近5年,又有天津市威曼生物材料有限公司、北京奧斯比利克新技術有限公司等一批企業成為钛及不鏽鋼等人體植入物生産企業。采用钛及钛合金制造的股骨頭、髋關節、肱骨、顱骨、膝關節、肘關節、肩關節、掌指關節、颌骨以及心辨膜、腎辨膜、血管擴張器、夾闆、假體、緊固螺釘等上百種金屬件移植到人體中,取得了良好的效果,被醫學界給予了很高的評價。

人體植入物是與人的生命和健康密切相關的特殊的功能材料。同其它金屬材料相比較,使用钛及钛合金的優勢主要有六點:

1、質輕;2、彈性模量低;3、無磁性;4、無毒性;5、抗腐蝕性;6、強度高、韌性好。

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钛及钛合金具有優異的使用特性,被世界公認是生物醫療領域中優異的金屬材料,同使用不鏽鋼、钴基合金等金屬材料相比較,具有較大的應用優勢,發展空間很大。

醫用钛合金

據有關資料介紹,金屬材料作為人體植入物的用量逐漸增加。1990年以後,僅美國每年用于人體植入金屬件達到200萬件以上,其中髓關節、股骨件占2.5%;歐洲市場對骨折外固定産品和内固定産品的供需兩旺,以法國、德國、意大利和英國為主,2004年市場價值達到2.8億美金,其中内固定産品占85.7%。近10年來,生物醫用材料及制品的市場增長率一直保持在20%~25%,預測未來10~15年,包括生物醫用材料在内的醫療器械産業化發展快,将達到規模經濟,成為世界經濟的支柱産業。

醫用钛及钛合金材料的優勢已經被醫學界認可,也被越來越多的患者接受,考慮到戰争的因素、運動創傷的因素和人民生活水平提高的因素等,首選钛及钛合金作為人體植入物的增長空間很大,勢必成為钛應用發展中新的經濟增長點。

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