鈦(tài)合金醫療零(líng)部件 | 醫用鈦合金在(zài)醫療領域中的應用
醫用鈦合金作(zuò)為一種新型合金,同時也(yě)是一種載體材料,被廣泛應用於肢體植入(rù)、替代性功能材料、牙科、醫療器械等相(xiàng)關領域。鈦及鈦合金有:耐蝕性好、比強度高、彈性模量較低、耐疲勞、生物相容性好等特點。其(qí)中生(shēng)物相容性好這一特點使其與其他金屬相比具有獨特的(de)優勢,因此在醫學領域獲得廣(guǎng)泛青睞,但由於其(qí)耐(nài)磨性及(jí)工藝性(xìng)能不高,致力於對其進一步的改進工作也在不斷進行(háng)。
醫用鈦合金憑借其優良的(de)性能,在(zài)醫療領域的需求量不斷(duàn)增加。作為生物學性能優良的金屬材料,鈦及其合金在醫學領域上的應用前(qián)景(jǐng)良(liáng)好。但是,目前與發達國家相比,我國鈦合金(jīn)材料的研發與應用還存在一定的差距,如:鈦合金的彈(dàn)性模量(liàng)偏高、表麵活性差、耐磨性和耐蝕性差不足等缺點,都將直接影響到材料的生物相容性。因此,為了開發綜合性能更好的新型鈦合金,我國應加大材料的研發力度,注重革新,研發出低彈性模(mó)量、高耐磨性(xìng)能、抗腐蝕性能以及具有優良生物相容性(xìng)的生物醫用鈦合金材料(liào)。
鈦與人體結(jié)締(dì)的組織、骨骼上皮(pí)組織都具有(yǒu)良好的親和性,優良的力學性(xìng)能也體現其在醫用合金中的優勢。且密度小、質量輕、耐腐蝕性好、戴(dài)用舒適,因此,鈦作為義齒(chǐ)(種植牙)受 到廣泛青睞。此外,鈦義齒通過表麵處理之(zhī)後,美觀性能增加,能夠滿足大眾對美的需求,給人以視覺的享受。
01、 用於醫療器械方向
醫用鈦合金醫療器械是(shì)繼碳鋼、不(bú)鏽鋼之後的第三代手術(shù)器械。不(bú)鏽鋼器械為改善防鏽性能,常(cháng)要經過鍍鉻、電(diàn)拋光等表麵處理。但鉻有毒性,脫落(luò)的鉻層會對人體造成一定影響。
醫用鈦(tài)合(hé)金做醫療(liáo)器械的好處(chù)是(shì):
1、器械輕巧,手術過程中可減少對血管、肌肉、器官的損傷,減少醫生的疲(pí)勞(láo),醫用鈦器械更適於做精細的顯微外科手術(shù);
2、耐蝕性好又無毒,設(shè)備不生鏽,傷口不易感染,傷口愈合快;
3、醫用鈦合金的彈性適(shì)度,適合做鉗(qián)子、鑷子、顯微手術刀等器械;
4、在無影燈下操作時,醫用鈦的反(fǎn)光性能較弱,比不鏽鋼更合適;
醫(yī)用鈦製醫療器械主(zhǔ)要有:手術刀(dāo)、手術鉗、手(shǒu)術鑷子、胸腔擴大器、縫合針、縫合線等。醫用鈦絲用作手術縫合線,與(yǔ)其它材料(如不鏽鋼線(xiàn))相比,具有組織反應小和抗扭性能(néng)好的優點。縫合後,手術傷口不易發炎(yán),骨縫合部位不易移位。縫合線一般用直徑0.5~0.8mm的醫用鈦絲(TA1或TA2絲)。另外,鈦鎳合金絲能(néng)產生(shēng)的柔和彈力,可促進傷(shāng)口的快速愈合。
另外,醫(yī)用鈦合金還是輔助(zhù)康複器械的重要材料,如可製作輪椅、拐杖、夾板(bǎn)、醫療儀器(qì)等(děng)。
02、 廣泛應用於人工關節材(cái)料
據有關(guān)文獻報(bào)道(dào),每年世界上大約有1 億病人患有膝關節和臂關(guān)節等有(yǒu)關炎症(zhèng),進行替換手術治療勢在必行,因此具有優良替(tì)換功能的鈦合金為此帶來福音。與陶(táo)瓷、不鏽鋼等材料相比,鈦合金的彈性模量更接近於(yú)人體骨骼,在模量大小上更具有優勢。因此鈦(tài)合金在踝關節、肘關節等矯正中得以廣泛應用。此外,多孔鈦合金材料能夠使假體具有生物活性,有助於股骨(gǔ)頭的愈合;鈦合金表麵的生物相容性較(jiào)好(hǎo),能誘導骨細胞(bāo)生長,因此被臨床醫生、骨科領域專家等所推崇。
鈦及鈦合金作為植(zhí)入修複物的優點主要有:①強度高(gāo),化學穩定性及生物相容性好;②無毒,對人體不會造成傷害;③彈(dàn)性模量低,與人(rén)體骨骼更匹配;④記憶合金具有的彈性能力和形狀恢複功能。綜上,鈦在顱骨修複方麵的應(yīng)用主要體現在:利用鈦網可以修複缺損的顱(lú)骨。在人體心血管方麵的應用體現在:製備人造心髒瓣膜、血液(yè)過濾器、心髒起搏器和人(rén)工心髒(zāng)泵(bèng)等。
需要注意的是,鈦不是所有人工關節部位都適用,在關(guān)節部位中,經常擺動(dòng)的部分,由於鈦易於磨損就不適宜(宜使用陶瓷以及鈷合金(jīn)),而植入部件要采用鈦合金。為了能使其(qí)與生物體骨早日結合,要在鈦合(hé)金(jīn)表麵進行(háng)凹凸不平化,用磷灰石( Apatite)以及生物玻璃(lí)等的骨(gǔ)感應體進行塗覆。
03、 鈦(tài)對牙科發展有重要的幫助
牙外科使(shǐ)用的金屬,從(cóng)二十世(shì)紀二十年代的汞合金及金屬牙冠等開始(shǐ),六十年代主要使用(yòng)金、銀、鈀合金(jīn),七(qī)十年代以後不鏽鋼成為牙齒矯正(zhèng)用永久性和可拆卸器械最常用的材料,九(jiǔ)十年代鈦(tài)鑄造技術得以推廣應用(yòng)。牙科利用鈦精鑄機鑄造有(yǒu)尺寸精度高、無氣泡及縮(suō)孔等特點在用於人體硬(yìng)組織修複的(de)金屬材料中,鈦的彈性模量與人體組(zǔ)織最接近,這可以減輕金屬種植(zhí)體與骨組織之間的機械不適應性。鈦的(de)熱導率是所有牙科修複用金屬材料中最低的,熱導率低可以減輕對帶齒冠牙齒牙髓的熱刺激,對牙齒修複很重要。鈦製嵌體、全冠等具有保護(hù)牙髓,避免冷熱刺激(jī)的作用。牙科用鈦在材質方麵,原多(duō)為純鈦,但其強度不足,難以研磨,存在耐磨性差,易產生鑄造缺陷及質量不穩(wěn)定等特點。鈦合金強度較高,最常用的(de)是Ti-6Al -4V合金,但由於(yú)金屬V對人體有害,改(gǎi)用Nb代替V,研製成功Ti-6Al-7Nb合金,它具有優良的耐蝕性,且對人體基本無害(hài),還具有塑性強、研磨性優良等其它優點,已(yǐ)取得了ASTM標準認可。目前超彈性Ti-Ni合金正推廣應用於牙齒矯直(zhí)。







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