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生物钛合金的醫用之路有多遠?

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生物钛合金的醫用之路有多遠?

發布日期:2018-08-18 作者: 點擊:

    生物醫用材料是指和生物系統相作用,用以診斷、治療修複或替代機體中的組織、器官或增進其功能的材料。可分為醫用金屬材料、醫用高分子材料、醫用陶瓷材料等,其中醫用金屬材料占有很大的比重,特别是骨科産品、心腦血管産品。由于钛與人體骨骼接近,對人體組織具有良好的生物相容性、無毒副作用,具有其他材料無法比拟的優勢,所以醫用钛在醫療領域得到了廣泛的應用。

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生物醫用钛合金的優勢

生物相容性:與人體發生最小的生物學反應,無毒無磁,作為人體植入物,對人體無毒副作用。

力學性能:高強度、低彈性模量,既滿足力學要求,又與人體自然骨彈性模量相近,可減少應力屏蔽效應,更有利于人骨的生長愈合。

耐腐蝕性能:钛合金為生物惰性材料,在人體生理環境下有有意的抗腐蝕性能,對人體生理環境不産生污染。

質輕:一般钛合金的密度僅為不鏽鋼的56%,植入人體後大幅度減輕人體的負荷量。生物醫用钛合金發展曆程。


    金屬材料是人類生物醫學發展史上最早用于創傷修複和矯形治療的傳統材料。從20世紀30年代起,CoCr合金、不鏽鋼曾先後被用于醫學領域并成為目前傳統的醫用金屬材料;20世紀40年代,性能更優異的生物醫用钛得到研究并證明了其臨床可行性。生物醫用钛合金經曆了純钛與Ti-6Al-4V钛合金、改良钛合金、低模量β钛合金三個曆程:1950-1980年:純钛首次用于生物醫藥領域,證實了良好的生物相容性。Ti6Al4V廣泛用于外科修複或替換材料。

1980-1990年:證實V、Al是對生物體有毒副作用的元素;開發出以Nb、Fe替代V的第二代改良新型醫用钛合金。

1990年-至今:90年代初期開發第一個具有更好生物相容性和更低彈性模量的β钛合金Ti13Nb13Zr,從此開啟了具有優異性能的生物醫用β钛合金的開發和使用。

國内研究現狀及問題 

    我國從20世紀70年代開始醫用钛合金材料的研究和應用,經過前期對Ti-6Al-4V 、Ti-6Al-7Nb、Ti-5Al-2.5Fe醫用钛合金的仿制研究,早在1999年西北有色金屬研究院在國内首次研制出第一個具有我國自主知識産權近α型新型醫用钛合金TAMZ(Ti-2.5Al-2.5Mo-2.5Zr),綜合性能與Ti-6Al-7Nb相當。

    在2005年,西北有色院又研制出兩種新型高強低模量近β型醫用钛合金TiZrMoNb(TLE)和Ti Zr Sn Mo Nb (TLM)。中科院金屬所也開發出新型低模量近β型钛合金Ti -24Nb-4Zr-7.6Sn(Ti 2448)。另外,北京有色院、哈工大、東北大學、天津大學等單位也在開展新型β型钛合金的應用及相關基礎研究。

    基于我國國情,擁有約13億人口和6000萬殘疾人的大國,而且我國正步入老齡化社會,為此要提供大量優質的生物醫用材料及器件以供臨床診治的需要。而我國在醫用種植體方面的研究起步較晚,目前人工關節近一半需要進口,而牙科種植體以及一些高端植入物更是90%以上使用進口産品,價格十分昂貴,普通工薪階層的百姓難以承受。因此,國内研究還需要加快腳步,這樣就可以減少百姓的壓力了。


本文網址:http://www.ybhaiwai.com/news/383.html

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