外科植入物用新型医用钛合金材料设计、开发与应用现状及进展

介绍了生物医用钛合金材料的定义、分类与基本特性,综述了国内外生物医用钛合金材料的发展历程,针对改善和提高医用钛合金材料的生物相容性和力学相容性问题,重点分析和讨论了医用钛合金在合金设计、显微组织和相变控制以及表面状态优化等方面存在的不足和未来研究方向,最后介绍了新型介稳定β型钛合金在设计、开发与应用方面的最新进展。     

生物医用钛合金的研究进展

钛合金具有较低的弹性模量、优异的耐腐蚀性能和生物相容性,是理想的生物医用材料.综述了医用钛合金的发展过程及新型医用β钛合金的研究现状,以及开发的新合金系列.目前开发的医用钛合金中,Ti-35Nb-7Zr-5Ta和Ti-29Nb-13Ta-7.1Zr合金的弹性模量为55 GPa,与致密骨的弹性模量很接近,与人体骨有较好的...     

医用钛合金及其表面活化的研究现状

医用Ti合金具有良好的力学性能、耐腐蚀性能和生物相容性,在医学临床上获得广泛应用,但是其耐磨性能和生物活性等方面仍不够理想,耐腐蚀性能也有待于进一步提高.开发具有更佳综合性能的医用钛合金,或对现有成熟医用钛合金进行表面改性是解决上述问题的有效途径.本文综述了医用钛合金的发展及其存在的问题和表面活化研究进展,并对医用Ti合金的表面活化的前景进行了展望.     

合金元素、加工与热处理对新型近β型钛合金TiZrMoNb力学性能的影响及微观分析

系统研究了不同合金添加元素(Mo、Zr、Nb)、加工及热处理对近β型医用钛合金力学性能和显微组织的影响规律,讨论保持医用钛合金生物力学相容性匹配的影响因素和方法。研究发现：TiNbZrMo合金中增加Zr、Mo元素含量使合金强化,而增加Mo、Nb元素含量和热加工率利于降低弹性模量。经过固溶处理后强度和弹性模量降低,而时效处理后合金产生弥散强化和细晶强化使强度和弹性模量提高。新合金冷热加工性能好,无明显各向异性,经过适当热处理可以达到高强度、低弹性模量和优良的塑韧性、疲劳性能综合匹配     

生物医用植入钛及钛合金的力学性能研究及进展

生物医用植入纯钛具有低密度、优越的耐蚀性、无致敏性和良好的生物相容性，而医用植入钛合金还具有高比强度、较低的弹性模量及易加工等优良特点。所以生物医用植入钛及钛合金已成为外科植入件优选的替代材料。本文重点介绍了人体硬组织修复与替换材料新型钛合金的生物相容性、力学性能、合金添加元素对力学性能的影响和最新研究进展，并指出了未来研究的发展方向。     

国外生物医用钛合金的发展现状

综述了近年来国外在生物医用钛及钛合金方面的研究与开发现状。为了取代普遍使用的Ti-6Al-4V合金,研发了多种无毒无敏感性元素、低弹性模量、高力学性能的新型β型钛合金;采用多孔技术并调节孔隙率,使材料的弹性模量与人体骨骼基本相当,通过将聚合物渗入到多孔钛的方法弥补多孔钛强度的降低,并使材料具有更好的生物相容性;为适应矫形外科领域的需求,开发了多孔TiNi超弹性形状记忆合金,从而克服了骨与植入体之间结合力弱以及弹性模量不匹配的弊端。此外,研发了多种不含毒性和过敏性元素的β型超弹性形状记忆钛合金,可以替代TiNi合金而更安全地应用于医学领域;开发了多种钛的表面改性技术,通过改性层的沉积及表面硬化使植入体的生物相容性和抗磨损性得到提高。     

剧烈塑性变形技术及在医用钛合金上的应用

剧烈塑性变形(SPD)能使材料同时具有良好的力学性能和优良的生物相容性能。与传统的钛合金相比,超细晶生物医用钛合金具有更高的强度、更好的耐腐蚀性和抗疲劳性能。重点论述了剧烈塑性变形技术及其在医用钛合金中的应用,详细地阐述了4种SPD细化晶粒方法。     

日本医用钛合金研究与发展

日本对不含毒性元素的医用钛合金进行了系统的研究．主要集中在a十β、β至钛合金方面的研究,合金表面活性差和摩擦疲劳等问伍是导致医用材料失效的主要原因．医用材料首先要求具有同人骨相近的弹性模量a十β、β型钛合金的弹性模量比β到的高,比人骨高得多,因此,低弹性模量的β型钛合金是人骨修复替换的理想材料．高弹性模量的a十β钛合全适合于作突骨板等器件．1合金设计选择要添加的合金元素是合金设计的重要环节．日本学者Kawahare等报送了纯金属的细胞毒性和生物相容性．金属元江锦、铬、钻在人体中会引起过敏反应而被取缔,建议…     

基于脊柱矫正棒的镍钛合金陶瓷涂层改性研究

对镍钛合金表面进行等离子喷涂处理,得到了薄膜组织,利用其抑制镍离子析出,提高镍钛合金的耐磨性和耐腐蚀性。经过前期研究,基于氧化铝、氧化锆陶瓷本身优良的耐磨性、耐腐蚀性以及生物相容性对镍钛合金陶瓷涂层进行改性。经实验验证,改性后其耐磨性、耐腐蚀性以及生物相容性大幅提升,符合作为生物医用材料的要求。     

医用钛合金腐蚀、力学相容性和生物相容性研究现状

医用钛合金日益受到重视,被应用于牙齿、骨骼等领域.但对医用钛合金总体性能的评价以及生物相容性概念的定义等问题目前观点不一,研究方向也各不相同,且多数研究仅仅涉及腐蚀、力学相容性和生物相容性等某一方面,缺乏综合考虑.本文从腐蚀、力学相容性和生物相容性3个方面总结了医用钛合金的研究现状,并指出了研究过程存在的问题和以后的发展方向.     

医用低刚度β型钛合金的研发

近年来 ,医用钛合金的研发趋势是开发具有良好机械加工性能的无毒无过敏元素的低刚度 β型钛合金。日本研究者根据纯细胞毒性、极化抗力数据、生物医用金属材料和纯金属的生物相容性 ,确定了无毒元素为Nb、Ta和Zr。他们根据Morinaga等人开发的d电子合金设计法确定候选合金成分 ,根据 3次电弧熔炼的实验室规模铸锭 (约 45 g)拉伸试验结果 ,开发了医用低刚度 β型钛合金Ti 2 9Nb 13Ta 4 6Zr ,并研究了该实用型合金的机械性能和生物相容性。熔炼与加工　 2 0kg级Ti 2 9Nb 13Ta 4 6Zr铸锭采用悬浮铸造法制备。铸锭先在95 0℃后在 85 0℃下…     

生物医用β型钛合金de设计与开发

介稳定β型钛合金具有低密度、高比强度、低模量、耐蚀、易加工且生物相容性优良等特点,已成为外科植入件优选的替代材料。本文重点介绍了用于人体硬组织修复与替代材料的介稳定β型生物医用钛合金的设计、熔炼、加工、热处理、显微组织以及表面改性等方面应注意的问题和最新研究进展,并指出了未来的研究发展方向。     

医用多孔NiTi形状记忆合金的研究进展

综述多孔NiTi形状记忆舍金的制备工艺、生物力学性能及生物相容性等方面的研究进展。国内外的研究表明，多孔NiTi合金具有优良的生物相容性和高的力学性能，其独特的孔隙结构可保证组织的长入和体液的传输，使植入物与人体骨组织的结合更加牢固可靠，多孔NiTi形状记忆舍金是一种具有良好应用前号的生物医用材料。     

3D打印钛合金人体植入物的应用与研究

钛及钛合金以其良好的生物相容性,在临床上用于人体硬组织植入和修复。3D打印技术是近年快速发展的特种加工技术,突破了传统加工技术的局限,可实现近净成形,并能够制作出复杂结构,且材料利用率高,设计制作周期短。3D打印技术在个性化外形和内部细微结构加工及快速精确成形方面的巨大优势,使其在医用植入物加工领域备受关注。为此,概述了3D打印成形钛合金人体植入物的优势、应用状况以及3D打印钛合金人体植入物的生物力学适配性能的研究进展,总结了国内3D打印技术在钛合金人体植入物领域的研究现状。     

医用植入物β型钛合金的力学相容性

β型钛合金具有强度高、低模量、无细胞毒性而备受关注.从医用植入物β型钛合金与人体骨骼的力学相容性角度,系统地阐述了β型钛合金的力学性能、合金化、热机械加工处理、组织和性能的关系,并结合当前国内外的研究现状,总结了医用植入物β型钛合金的发展方向.     

外科植入物用新型TAMZ合金的生物学性能（Ⅰ）

新型医用钛合金是当前生物医用材料的一个重要领域 ,西北有色金属研究院同第四军医大学合作 ,依据我国临床上使用的金属材料现状和医用钛合金存在的问题 ,以外科植入物为目标 ,设计并研制出了具有我国知识产权的新型医用钛合金 TAMZ(Ti- 2 .5Al- 2 .5 Mo- 2 .5 Zr) ,与目前通用的医用 Ti-6 Al- 4V合金相比 ,新合金在生物相容性、综合力学性能、工艺成型性等方面具有显著的优越性 ,是比较理想的生物医用钛合金。TAMZ合金主要用于人体内硬组织的修复和替换 ,该合金已于 2 0 0 0年 7月通过陕西省组织的技术鉴定 ,同时获得国家发明专利授…     

新型β医用钛合金的开发应用

最近开发出了一种新型β医用钛合金．该种合金与传统的医用合金如Ｃｏ－Ｃｒ合金、纯钛、α＋β型合金（ＴＣ４）等相比,具有不含毒性元素、弹性模量低、强度高、耐蚀性高、耐磨性高等优点． 虽然α十β钛合金如Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ ＥＬＩ、Ｔｉ－ ６ＡＩ－７Ｎｂ和 Ｔｉ－5Ａｌ－２．5Ｆｅ具有良好的生物相容性、耐蚀性和机械性能,但是这几种合金却含有对人体有毒性的合金元素,且其弹性模量相对于骨骼偏高．而纯金属的细胞毒性也早已为人们所知．考虑到β钛合金在弹性模量等方面的优点,日本的Ｍｉｔｓｕｏ Ｎｉｉｎｏｍｉ等运用ｄ一电…     

医用无镍不锈钢的研究与应用

医用无镍不锈钢比传统不锈钢具有更加优异的综合性能,在骨组织和血管修复等医疗器械领域中具有广阔的应用前景。近些年无镍不锈钢作为医用金属材料的优异性能正在被逐步挖掘,这对开发具有更高服役安全性和生物相容性的医疗器械具有重要意义。本文主要综述了无镍不锈钢在合金设计、力学性能、耐蚀性和生物相容性方面的研究进展以及产品开发现状,展望了这一新型医用金属材料的未来发展趋势。     

新型TiNbTaZr合金的生物腐蚀性和细胞毒性(英文)

通过真空自耗电弧炉开发一种新型β钛合金Ti35Nb2Ta3Zr,其弹性模量仅为48GPa,探讨该合金的耐腐蚀性能和细胞毒性。在Ringer模拟体液中,通过测量开路电位、极化阻抗谱和极化曲线发现Ti35Nb2Ta3Zr的腐蚀性优于Ti6Al4V和Ti。细胞毒性试验证明Ti35Nb2Ta3Zr的生物相容性与目前临床常用的Ti6Al4V和Ti相当。因此,该新型β钛合金Ti35Nb2Ta3Zr具有良好的耐腐蚀性和生物相容性,未来作为生物材料具有广阔前景。     

新型医用钛合金材料的研发和应用现状

医用钛合金材料已成为骨科、齿科和心血管等植介入物或器械用主要原材料,但要满足患者临床治疗的长效安全性和功能性,医用钛合金材料的生物及力学相容性仍有待提高。无论是开发新型高强度、低模量等综合性能优良的新型医用钛合金材料,还是立足对传统医用钛合金材料性能的优化升级,确保医用钛合金材料的均质化、高性能、多功能和低成本是扩大其临床应用的基础和关键。本文从医用钛合金材料合金设计、物理冶金、材料加工、组织与性能、表面改性、先进制造及临床应用等诸方面进行综述,并介绍了作者研发团队的最新进展,展望了未来发展趋势及待解决的问题。