形状记忆钛合金在生物医用领域的研究进展

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1、根据本节教材用实验和猜测相结合的方法来说明生命起源的特点，教学方法也就选择学生观察投影片、猜测和查资料相结合的方法进行教学。形状记忆钛合金在生物医用领域的研究进展钛及其合金具有优良的生物相容性、力学性能和抗腐蚀性能，使其适于作为生物医用材料使用。钛首次被引入医学领域可追溯到20世纪40年代；随后，有学者报道了利用纯钛来制造植入物器械。20世纪60年代Buehler等人发现了钛镍合金的形状记忆效应，此后，镍钛合金被广泛应用于生物医学领域的各个分支。20世纪70年代，Baker首次报道了β型钛合金在特定条件下的形状记忆效应，这一效应更加拓宽了钛合金在生物医用材料领域的

2、应用前景。　　目前，用于生物医学领域的形状记忆钛合金仍存在生物毒性、生物力学相容性、弹性模量等方面的缺陷，国内外学者对此进行了大量研究，主要有2大方向：一是开发新型不含镍的形状记忆β型钛合金，二是对现有钛合金材料进行表面改性，降低其生物毒性，从而更适合于生物医学应用的要求。　　一、无Ni形状记忆β型钛合金　　在设计新型无N意大利医生雷地证明腐肉不能生蛆的实验投影片，巴思德的“鹅颈瓶实验”投影片，原始地球的投影片，米勒实验的投影片。根据本节教材用实验和猜测相结合的方法来说明生命起源的特点，教学方法也就选择学生观察投影片、猜测和查资料相结合的方法进行教学。i形状记忆β

3、型钛合金时主要应当考虑：合金元素是否具有生物相容性，合金元素是否为β相稳定元素，合金元素是否能提高β型钛合金在生物体中的抗拉强度、耐磨性等使用性能，合金元素是否能进一步降低β型钛合金的弹性模量。研究表明，铌、钽、锆、锡、钼等β稳定元素对机体无毒、不致敏，且可以提高强度和降低弹性模量，同时，Nb、Ta、Mo等元素易于与钛合金化且可降低毒性，被认为是最佳的合金元素。　　系形状记忆β型钛合金　　Zr元素与钛基体进行合金化，可以提高合金的强度。Yu等人[1]报道了一种新型Ti-3Zr-2Sn-3Mo-15Nb合金，并研究了其在不同温度、外力、热处理等条件下的形状记忆效应和

4、超弹性，该合金具有低弹性模量、高强度等优点。该合金的形状回复率几乎不受变形温度影响，但受到载荷和变形次数的影响。　　李岩等人[2]研究报道了一种兼具宽温域超弹性、高温形状记忆效应和生物安全性的新型Ti-Zr基形状记忆合金。在Ti-20Zr-10Nb合金基础上，通过添加合金元素Ta，制备出Ti-20Zr-10Nb-(2～4)Ta新型四元Ti-Zr基形状记忆合金，通过不同的热处理工艺，使其具备宽温域(-196℃～135℃)超弹性和高温形状记忆效应。　　操光辉[3]等人公开了一种钛锆钽形状记忆合金材料，按照合金材料各组分的物质的量的百分比来计算，由%～%的钛、%～%的锆

5、以及3%～9%的钽组成，该合金材料在室温下的抗压强度为1200～1350MPa，断裂变形量为12%～28%；拉伸强度为610～890M意大利医生雷地证明腐肉不能生蛆的实验投影片，巴思德的“鹅颈瓶实验”投影片，原始地球的投影片，米勒实验的投影片。根据本节教材用实验和猜测相结合的方法来说明生命起源的特点，教学方法也就选择学生观察投影片、猜测和查资料相结合的方法进行教学。Pa，断裂变形量为14%～21%，塑性变形量为9%～16%，拉伸时钛锆钽形状记忆合金材料的形状记忆效应为%～%。　　系形状记忆β型钛合金　　金属Mo具有硬度高、力学性能优异等优点，并能提高合金的耐腐蚀性

6、能。　　Wu等人[4]公开了一种形状记忆钛合金组合物：约8％～10％的钼、约％～6％的铝、高至2％左右的铬、高至2％左右的钒、高至4％左右的铌，余量是钛；其中百分比是基于合金组合物总重的质量百分比。由该β钛合金制造出的物件包括正畸用弓形金属丝、牙科植入物、医用展幅机、滤器、衬垫、外科工具、整形用假体等。　　Li等人[5]公开了一种具有低弹性模量和高强度的β型钛合金，包含6%～13%Mo、%～%铁、余量的钛和不可避免的杂质。该钛合金具有大于或等于1300MPa的拉伸强度和小于或等于95GPa的弹性模量。其中，所述钛合金具有大于或等于1300MPa的拉伸强度和小于或等

7、于95GPa的弹性模量。铝的添加可以提高加工性、成型性、铸造性等，并可以提供可应用各种热处理技术以获得强化效果的优点。　　系形状记忆β型钛合金　　Ti-Ta合金具有形状记忆效应，且生物相容性好，但是合金的弹性模量相对人骨还是太高，作为植入材料可能会出现“应力屏蔽”，影响了合金的应用[16]。意大利医生雷地证明腐肉不能生蛆的实验投影片，巴思德的“鹅颈瓶实验”投影片，原始地球的投影片，米勒实验的投影片。根据本节教材用实验和猜测相结合的方法来说明生命起源的特点，教学方法也就选择学生观察投影片、猜测和查资料相结合的方法进行教学。　　马云庆等人[6]公开了一种低弹性模量钛钽

8、锆形状记忆