带大家认识一下医用金属材料!

《带大家认识一下医用金属材料!》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、带大家认识一下医用金属材料！金属医用材料是人类最早利用的医用材料之一，其应用可以追溯到公元前400~300年，腓尼基人将金属丝用于修复牙缺失。随后，经历了漫长岁月的发展，直至19世纪后期，人类成功利用贵金属银对患者的膝盖骨进行缝合（1880年）。人类利用镀镍钢螺钉进行骨折治疗（1896年）后，才开始了对金属医用材料的系统研究。20世纪30年代，随着钴铬合金、不锈钢和钛及合金的相继开发成功并在齿科和骨科中得到广泛的应用，逐步奠定了金属医用材料在生物医用材料中的重要地位。70年代，Ni-Ti形状记忆合金在临床医学中的成功应用以及金属表面生物医用涂层材料的发展，使生物医用金属材料得到了极大的发展。医

2、用金属材料也被称为外科植入金属材料，主要用于诊断、治疗，以及替换人体中的组织或增进其功能。近20年来，虽然金属医用材料相对于高分子材料、复合材料以及杂化和衍生材料等生物医用材料的发展缓慢，但其具有高的强度、良好的韧性及抗弯曲疲劳强度、优异的加工性能等许多其它几类医用材料不可替代的优良性能，是临床应用中最广泛的承力植入材料。尤其随着金属3D打印技术的发展，金属医用材料得到了更广泛的应用，最重要的应用有：骨折内固定板、螺钉、人工关节和牙根种植体等。常用金属医用材料临床应用的医用金属材料主要有不锈钢、钴合金、钛合金、形状记忆合金、贵金属以及纯金属钽、铌、锆等。不锈钢医用不锈钢（StainlessSt

3、eelasBiomedicalMaterial）为铁基耐蚀合金，是最早开发的生物医用合金之一，其特点是易加工、价格低廉，耐蚀性和屈服强度可以通过冷加工提高，避免疲劳断裂。不锈钢按显微组织可分为：奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、沉淀硬化型不锈钢等，被用以制作医疗器械：刀、剪、止血钳、针头，同时被用以制作人工关节、骨折内固定器、牙齿矫形、人工心脏瓣膜等器件。其中，医用应用最多的是奥氏体超低碳不锈钢316L和317L。1987年，316L和317L两种合金已于纳入国际标准ISO5832和ISO7153中。1990年，我国制定了相应的国家标准GB12417，并于1991年开始实施。医用不锈钢

4、钳医用不锈钢的生物相容性及相关问题，主要涉及到不锈钢植入人体后由于腐蚀或磨损造成金属离子溶出所引起的组织反应等。大量的临床资料显示，医用不锈钢的腐蚀造成其长期植入的稳定性差，加之其密度和弹性模量与人体硬组织相距较大，导致力学相容性差。由于腐蚀会造成金属离子或其它化合物进人周围的组织或整个机体，因而可在机体内引起某些不良组织学反应，如出现水肿、感染、组织坏死等，从而导致疼痛和过敏反应等。特别是不锈钢中镍离子析出诱发的严重病变（通常用的奥氏体医用不锈钢均含有10%左右的镍）。近些年低镍和无镍的医用不锈钢正逐渐得到发展和应用。钴合金医用钴合金（Co-basedAlloyasBiomedicalMat

5、erial）也是医疗中常用的金属医用材料，相对不锈钢而言，医用钴合金更适合于制造体内承载条件苛刻的长期植入件，其耐腐蚀性比不锈钢高40倍。最早开发的医用钴合金为钴铬钼（Co-Cr-Mo）合金，其结构为奥氏体。70年代又开发出具有良好疲劳性能的锻造钴镍铬铝钨铁(Co-Ni-Cr-Mo-W-Fe)合金和具有多相组织的MP35N钴镍铬铝合金。钴合金主要被用以制作人工髋关节、膝关节、关节扣钉、接骨板、骨钉和骨针。目前，应用最多的是铸造钴铬铝合金，该合金已被纳人ISO5582/4标准。1990年，我国将其列入国标GB12417。医用钴合金骨科植入物钴合金在人体内多保持钝化状态，很少见腐蚀现象，与不锈钢相

6、比，其钝化膜更稳定，耐蚀性更好。从耐磨性看，它也是所有医用金属材料中最好的，一般认为植入人体后没有明显的组织学反应。但是由于钴合金价格较贵，并且钴合金制作的人工髋关节由于金属磨损腐蚀造成Co、Ni等离子溶出，在体内的松动率较高，析出的Co、Ni元素又存在着严重致敏性等生物学问题，在体内容易引起细胞和组织坏死，从而导致患者疼痛以及关节的松动、下沉，应用受到一定的限制。近年来，通过表面改性技术来改善钴合金的表面特性，有效提高了其临床效果。钛合金医用钛合金（Ti-based-AlloyasBiomedicalMaterial）是目前已知的生物亲和性最好的金属之一，上世纪40年代以来，钛和钛合金逐渐在

7、临床医学中获得应用。1951年，人类开始用纯钛制作接骨板和骨螺钉。20世纪70年代中期，钛及钛合金开始获得广泛的医学应用，成为最有发展前景的医用材料之一。目前，钛和钛合金主要应用于整形外科，尤其是四肢骨和颅骨整复，被用以制作各种骨折内固定器械、人工关节、头盖骨和硬膜、人工心脏瓣膜、齿、牙床、托环和牙冠。其中，医用应用最多的钛合金是TC4（Ti-6A1-4V），该合金在室温下具有а十β两相混合组织，