钛合金在生物医药领域应用现状和展望

正钛(Ti)和钛合金由于具有比强度高、弹性模量低、耐蚀性强以及生物相容性好等优良的综合性能,被视作是继不锈钢、钴铬合金之后用于人体组织修复和替代的一种理想外科植入材料,广泛应用于植介入材料、手术器械、医疗装置、制药设备等生物医药领域。一、生物医用钛合金的种类与特性1.生物医用钛合金的种类作为生物医用的钛及钛合金主要分为以下几种。(1)纯钛纯钛是单相(α相)组织,不     

医用钛合金的发展及研究现状

纯钛及其合金以其与骨相近似性的弹性模量、良好的生物相容性及在生物环境下优良的抗腐蚀性等在临床上得到了越来越广泛的应用；综述了医用钛合金的发展和研究现状，阐述了钛的生物相容性原理，同时简单评述了钛及其合金表面改性与钛基复合材料的研究现状，分析表明：纯钛及其合金具有出色的生物相容性主要归功于表面附着的氧化层；β型钛合金与α/α β型钛合金相比，具有较高的耐磨性，是一种很有前途的外科植入用钛合金；寻求更为理想的表面改性工艺从而获得高质量的涂层，或将生物活性相添加进钛合金基体中制备成复合材料是提高医用钛合金生物活性的两种有效途径。     

医用钛合金的生物相容性专利技术分析

医用钛合金是近年来医用金属材料的研究热点,而生物相容性的优劣是钛合金能否用于临床的关键,对医用钛合金在整个医疗行业中的应用至关重要。本文主要针对医用钛合金在生物相容性改善方面的专利申请情况进行统计,分别从技术手段、申请量、申请人及国际专利分类号（IPC）分类领域进行了分析。一,生物医用钛合金技术专利简况生物医用材料包括医用金属材料、无机非金属材料、有机聚合物材料及复合材料等,其中医用金属材料的应用最早也最为广泛。     

医用钛合金生物学及机械性能评述

从生物学和力学性能角度出发,评述了生物医用钛合金实现特定生理功能需具有不同性能要求.以硬组织替代、介入性治疗钛合金及口腔修复用钛合金在生物学性能要求上的不同和在弹性模量等力学性能方面的差异为例,结合医用钛合金设计制造的具体实例,阐明了钛合金生物医用功能需求的多样性,为钛合金在生物医用领域的分类与设计提供了一种新的思路和借鏊.     

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。     

生物医用无Ni超弹性β钛形状记忆合金研究进展

概述了以TiNi合金和β钛合金为代表的生物医用金属材料的使用特性,包括生物相容性和生物力学适应性,介绍了形状记忆和超弹性TiNb基β钛合金医用材料的研究发展状况和最新进展,指出了生物医用钛合金应用技术的研究发展方向.开发不含Ni的低弹性模量、优异生物相容性和生物力学适应性的TiNb基形状记忆和超弹性β钛合金成为生物医用材料发展的一个重要方向.     

医用钛合金骨移植材料的研究现状

纯钛及钛合金以其优异的生物相容性、抗腐蚀性及与骨相近的弹性模量,在医学领域中获得了越来越广泛的应用.综述了医用钛合金骨移植材料的发展现状,并从抗磨损、耐腐蚀及生物活性3方面阐述了钛及其合金的表面改性技术.     

生物医用钛合金发展和研究现状

概述了生物医用钛合金的发展历程,详细总结了以Ti6A l7Nb为代表的α+β型和单β型生物医用钛合金国内外研究现状,指出了当今生物医用钛合金研究所面临的问题和发展方向。     

生物医用钛合金材料发展现状及趋势

钛及钛合金材料因其优良的综合性能,在生物医用材料中占有越来越重要的地位。综述了生物医用钛及钛合金材料发展的3个历史阶段,重点评述了低弹性模量β型钛合金的研发现状,简单介绍了相关钛合金材料制品在医学临床中的实际应用,并分析了近年来表面改性、多孔材料、复合材料等生物医用钛合金材料发展的新趋势。     

生物医用亚稳β钛合金的研究进展EI北大核心

钛及钛合金具有高比强度、低的弹性模量、无磁性以及优异的生物相容性和耐腐蚀性能等特点,被认为是理想的生物医用金属材料。以无毒性的Nb,Mo,Ta,Zr和Sn等作为主要合金化元素,并具有更低弹性模量的亚稳β型钛合金是新一代医用钛合金材料的重点发展方向。本文综述了生物医用钛合金的基本特性和发展概况,并以Ti-Nb基医用钛合金为例,介绍了新型亚稳β生物医用钛合金的成分设计方法、合金化原理、研究现状和制备技术。最后指出进一步降低弹性模量,提高强度、疲劳性能和功能特性等综合性能是生物医用β钛合金重点的发展方向,今后可以针对合金化元素的交互作用机理、合金成分设计与组织性能调控方法以及微观力学机制等问题开展深入研究。     

生物医用亚稳β钛合金的研究进展

钛及钛合金具有高比强度、低的弹性模量、无磁性以及优异的生物相容性和耐腐蚀性能等特点，被认为是理想的生物医用金属材料。以无毒性的Nb, Mo, Ta, Zr和Sn等作为主要合金化元素，并具有更低弹性模量的亚稳β型钛合金是新一代医用钛合金材料的重点发展方向。本文综述了生物医用钛合金的基本特性和发展概况，并以Ti-Nb基医用钛合金为例，介绍了新型亚稳β生物医用钛合金的成分设计方法、合金化原理、研究现状和制备技术。最后指出进一步降低弹性模量，提高强度、疲劳性能和功能特性等综合性能是生物医用β钛合金重点的发展方向，今后可以针对合金化元素的交互作用机理、合金成分设计与组织性能调控方法以及微观力学机制等问题开展深入研究。     

生物医用多孔钛及钛合金的研究进展

多孔钛和钛合金因具有优异的生物相容性、与人骨力学性能匹配良好、可作为植入物材料的优点,而引起了广泛关注。介绍了医用多孔钛及钛合金的产生背景,综述了近几年国内外对生物医用多孔钛及钛合金的制备方法、微结构特征与性能的关系、表面处理的研究进展,并展望了生物医用多孔材料的发展。     

生物医用钛合金材料的研究、开发与应用

生物医用材料及制品是近30年来发展起来的一类技术附加值最高的高新技术产品,其作用药物不能替代。近10年来,生物材料和制品的世界市场增幅百分率一直保持在两位数左右,发展趋势可与汽车和信息产业相比,正在成长为世界经济的一个新的支柱性产业,而生物材料的研发已成为世界研究热点。钛合金是一种继不锈钢、钴铬合金和TiNi形状记忆合金之后可用于人体软、硬组织修复与替代较理想的外科植入物用首选材料,它先后经过了第一代材料纯钛(α型)和Ti6Al4V合金(α β型)和第二代无钒的α β型钛合金Ti6Al7Nb和Ti5Al2.5Fe以及以β型钛合金为主的第三代新型医用钛合金(如Ti-13Nb-13Zr)的发展历程,其出发点是寻找生物相容性更好(不含对人体有毒的元素)、与人体骨骼力学相容性更加匹配(降低弹性模量、减小对骨组织的“应力屏蔽“)且综合性能优良的钛合金材料。综述了国际上生物医用钛合金的研发历史和现状,重点介绍了国际上正在热点研究的新型β型医用钛合金材料的合金设计、加工制备及其组织与性能控制和在骨科与血管介入领域的应用现状,特别是介绍了我国自主开发的两种新型医用β型钛合金的研究及其相关医疗器械产品研制情况,最后指出了医疗器...     

生物医用超细晶钛及钛合金的研究进展

随着生物医用金属材料的市场应用快速增加,生物医用钛及钛合金已成为人体植入物的主要原料,然而相比于不锈钢及钴基合金,常规钛及钛合金虽在生物医用领域各方面性能都较为优异,但作为植入物处于人体较为复杂的环境中时,其各方面性能还有待提高.因此,超细晶钛及钛合金的研发在医用市场具有广阔的前景.目前,市场上超细晶金属材料的制备以剧...     

形状记忆钛合金在生物医用领域的研究进展

正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(TiNi)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     

低弹性模量钛合金的研究进展

钛合金作为一种具有良好生物相容性、抗腐蚀性和力学性能的生物医用金属材料已经得到了实际应用。发展新型低弹性模量钛合金是该领域的研究热点之一。从理论设计和实验研究2个方面对低弹性模量钛合金的研究和发展现状进行了评述。以d电子合金设计方法和第一原理计算为代表的理论方法已经成为低弹性模量Ti合金设计的有效手段。多元合金化设计和优化的热机械处理工艺对发展新型多功能、高性能生物医用Ti合金十分重要。     

钛合金在骨科植入领域的研究进展

钛合金具有良好的生物相容性,同时相比传统植入物金属材料有较低的弹性模量,在生物环境下具有良好的抗腐蚀性能,这些优异的性能使钛合金作为医用植入物材料备受青睐.钛及钛合金作为医用植入物材料在临床中得到广泛应用.在不同的临床应用过程中,植入物材料常因金属的降解、与骨的生长融合、抗菌等因素,而对材料本身的性能有着不同的要求.因此,制备具有优异综合性能的钛合金材料以满足临床需求是科研工作者当前面临的重要问题.本文系统介绍了医用钛合金材料的结构、性能特点及目前在骨科应用方向的研究现状,在未来研究中,将通过改变元素组成、增加表面改性、优化生产工艺等方式,使钛合金材料能够以优异的综合性能更好地服务于人类.     

钛合金表面改性及其生物磨损行为研究进展

钛合金具有高比强度、低密度、良好的力学性能以及生物相容性等特点,是极具潜力的人体植入材料.但钛合金的耐磨性较差,极大地限制了其应用.对目前已报道的钛合金的表面强化技术进行了分类总结,对比了各自的优缺点;重点分析了钛合金的磨损机制,寻找影响钛合金耐磨性的主要因素.此外,还介绍了改善钛合金生物磨损行为的措施,以为提高医用钛合金植入体使用寿命、扩大其应用领域提供参考.     

新型抗菌功能医用金属研究

不锈钢、钛及钛合金等医用金属材料已广泛应用于骨科、齿科及心血管介入等医疗领域,生物可降解镁合金是正在研究发展的新型医用金属材料,具有诱人的临床应用前景。面对目前临床上亟待解决的植入物引发的细菌感染问题,开展医用金属材料的抗菌功能研究意义重大,也是实现金属材料结构/功能一体化发展的新探索。简要介绍了作者近年来在不锈钢、钛合金、可降解镁基金属等医用金属材料的抗菌功能研究方面的主要进展,并展望了抗菌医用金属材料的临床应用前景。     

高强度低模量马氏体型Ti-V-Sn系合金

α,α+β钛合金的弹性模量在100～120 GPa之间,β钛合金的弹性模量较低,可以达到40～50 GPa,主要用作生物医用植入材料.目前开发的低模量钛合金有Ti-Nb-Ta-Zr系亚稳β钛合金,Ti-Nb-Ta-Zr,Ti-Nb-Ta-Mo,Ti-Nb-Ta-Sn四兀β钛合金和Ti-Nb-Sn系亚稳β钛合金.