生物医用钛及其合金材料的开发应用进展、市场状况及问题分析

综述了生物医用钛及其合金材料的最新开发应用进展与市场状况，对我国目前应用生物医用钛及其合金方面存在的问题进行了初步分析；并对这一领域的发展前景进行了展望。     

钛-镍-铬烤瓷合金与烤瓷粉金瓷结合强度试验分析

通过对钛镍铬（Ti—Ni—Cr）烤瓷合金与Vita常用瓷的剪切结合强度的测试,探讨镍铬烤瓷合金添加钛、混合稀土金属以及不含铍（Be）对金瓷结合性能的影响。方法使用中国科学院金属研究所研制的钛镍铬烤瓷合金,共分高钛组、中钛组、低钛组3个试验组及1个对照组,各组成分略有差异,以美国Matech公司生产的非贵金属烤瓷合金HI BOND镍铬烤瓷合金为对照组,所有试件在万能试验机上采用剪切力试验测试金瓷分离时的载荷。     

钛系生物医学工程材料

综述了国内外新型钛系生物医学工程材料的研究开发和临床应用状况,指出了钛系生物医学工程材料今后的研究课题和发展方向。     

钛表面的氧化对钛瓷结合强度的影响

研究了钛表面氧化对钛/瓷结合强度的影响, 并采用溶胶凝胶技术在钛表面制备SnO_x中间层, 研究SnO_x层对钛/瓷结合强度的影响. 结果表明：空气炉中800℃氧化3min后, 钛/瓷结合强度明显下降; 烤瓷炉中预氧化3min, 钛/瓷结合强度无明显变化. 热处理使钛表面生成一层金红石型氧化层, 钛/瓷剥脱主要发生在金红石氧化层与钛之间. 采用溶胶-凝胶法经300℃处理后在钛表面制得的SnO_x涂层, 可有效隔绝氧向Ti表面的扩散, 防止钛表面的过度氧化, 提高了钛/瓷结合强度. 经SnO_x涂层处理后, 钛/瓷剥脱主要发生在SnO_x涂层内.     

低熔钛体瓷研制及其性能研究

采用硼硅酸盐玻璃体系制备低熔钛专用体瓷,研究了体瓷组成与热膨胀系数的关系,并采用XRD和细胞毒性实验分别研究了钛体瓷的晶相组成和生物相容性。结果表明:钛体瓷为不含晶体的均质玻璃体,其热膨胀系数随SiO2含量的增加而减小;所研制的钛体瓷细胞毒性为0级,生物相容性良好,可望进一步应用于临床修复。     

网格钛卷:新型医疗植入材料

最近,来自美国、日本和韩国的科学家们发展了一种新的方法来制备具有三维微结构的钛材料。他们首先利用打印的方法制备两层氢化钛的网格,然后将网格卷成圆柱体,并通过部分真空烧结将它还原成钛。该方法使我们对材料的形状,几何尺寸的控制具有更高的灵活性。研究人员们利用这一技术制备了网格钛卷,并对其微结构和机械     

钛碳化硅(Ti_3SiC_2)——一种新的高温材料

钛碳化硅 (Ti3Si C2 )具有良好的导电、导热、高温强度、抗氧化和抗热震等性能 ,因此被认为是在高温领域有广泛应用前景的新材料。本文概述了钛碳化硅的结构特征、制备方法、主要性能、应用前景和国内外发展趋势。     

RGD修饰钛表面对人牙龈成纤维细胞初期黏附和铺展的影响

用羰基二咪唑(1,1'-carbonyldiimidazole,CDI)将含RGD的短肽共价连接到纯钛表面,研究接枝后的钛表面对原代培养的人牙龈成纤维细胞(human gingival fibroblasts,HGF)初期黏附和铺展的影响.结果表明,RGD修饰的纯钛表面粘附的细胞数比未修饰钛表面多,细胞铺展面积比钛表面的大,应力纤维的形成比钛表面早.RGD接枝钛表面更有利于人牙龈成纤维细胞的粘附,改善了纯钛的生物相容性.     

汽车用低成本钛合金及其制品的研究进展

１前言钛及钛合金具有密度小、比强度高和耐蚀性好等优良特性。随着国民经济及国防工业的发展，钛已日渐被人们普遍认识，广泛地应用于汽车、电子、化工、航空、航天、兵器等领域，从目前的市场走向来看，在不久的将来钛及钛合金在汽车工业和民用工业领域将得到广泛应用，成为继航天航空、国防工业应用后又一个重要应用领域。目前，钛及钛合金已在体育用品、眼镜架、照像机壳、生物材料和汽车零部件等方面得到广泛的应用，具有巨大的市场前景和经济效益。但钛及钛合金的生产成本较大，限制了其应用量的扩大，所以降低成本、提高其性价比无疑…     

生物医用多孔钛的表面仿生处理研究进展

介绍了钛作为生物医用材料的研究现状.针对多孔钛的结构特点,综述了当前生物医用材料的各种表面活化方法,如溶胶-凝胶法、预钙化处理法、碱热处理法、酸碱两步法等,总结了当前多孔钛表面改性和骨诱导机理的研究现状.     

表面氧污染影响钛膜吸氢量的机理

表面氧污染的钛膜，其吸氢能力比清洁钛膜降低达数倍之多，在厚度ｄ为４０ｎｍ，表面氧污染的钛膜表面上，重新蒸镀一层极薄的（约１．２ｎｍ）清洁钛膜，吸氢，释氢的测量表明其吸氢能力得到恢复。另外，还对其他四块不同厚度的钛膜，在表面清洁及氧污染的条件下，分别进行了吸氢能力实验，实验结果证实，氧污染降低钛氢能力的原因是使钛膜土氢分子解离的位置减少，而不是扩散阻挡层的作用。     

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。     

采用不同钛源合成介孔钛硅催化材料的研究

利用聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物(P123)作为结构导向剂,用氯化钾调控材料的形貌,以1,3,5-三甲苯(TMB)为分子筛的扩孔剂,钛酸正丁酯和四氯化钛作为不同的钛源,原位一步法合成出Ti-SBA-15分子筛。在高温煅烧除去模板剂之后,利用X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、红外光谱、扫描电镜以及N2吸附-脱附曲线对合成的介孔材料进行表征。结果表明:合成的介孔钛硅材料具有有序的孔道结构,钛在SBA-15的孔道内,钛在硅中的分散好。以钛酸丁酯为钛源合成的Ti-SBA-15呈规则的球形,平均直径为3.0μm;四氯化钛为钛源合成的Ti-SBA-15没有规则的形状,大小也不均一。     

RGD修饰纯钛表面对人牙龈成纤维细胞生物学行为的影响

用羰基二咪唑(1,1′-carbonyldiimidazole,CDI),将含RGD的短肽共价连接到纯钛的表面,将HGFs分别接种到涂层和未涂层材料表面并培养一定时间后,定量对比接枝和未接枝材料表面的细胞纤粘连蛋白(fibronectin,FN)和粘着斑的形成情况,研究接枝后的纯钛表面对原代培养的人牙龈成纤维细胞(Human Gingival Fibroblasts,HGF)生物学行为的影响.结果表明,RGD修饰的纯钛表面粘着斑的形成比钛表面早.RGD接枝钛表面有利于人牙龈成纤维细胞的粘附,改善了纯钛的生物相容性.     

钙钛石及类钙钛石型复合氧化物研究进展

介绍了钙钛石及类钙钛石型复合氧化物在催化及其它功能材料等方面的应用及存在的 发展趋势。     

低熔纯钛用体瓷的研制及其性能研究

采用硼硅酸盐玻璃体系制备低熔钛专用体瓷,研究了体瓷组成与热膨胀系数的关系,并采用XRD和细胞毒性实验分别研究了钛体瓷的晶相组成和生物相容性。结果表明,钛体瓷为不含晶体的均质玻璃体,其热膨胀系数随SiO2含量的增加而减小;通过对比两种配方的烧结温度与力学性能,最终确定体瓷配方和烧结工艺:自制钛体瓷的烧结温度为760℃,抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度分别为(85±4.07)MPa、(1.44±0.04)MPa/m1/2和(3904±21.71)MPa/mm2,硬度稍高于天然牙釉质。XRD结果表明自制钛体瓷为不含晶体的均质玻璃体;细胞毒性为0级,对细胞无抑制作用,可望进一步应用于临床修复。     

钛及钛合金在海水淡化中的应用

钛是二战后登上世界工业大舞台的优质、轻型、耐蚀结构材料、新型功能材料和重要的生物工程材料，被誉为仅次于铁、铝正在崛起的“第三金属”，它具有储氢、超导、形状记忆、超弹和高阻尼等特殊功能，对国防、国民经济建设和社会发展具有极其重要的战略意义。世界各国的发展实践表明，先进的钛加工业是综合国力的重要标志之一。     

电解海水防污用阳极及电解性能研究

本文论述了对电解海水用的四种阳极材料在静海水中的电解性能的研究结果。这四种材料是:铅银微铂(Pb.Ag/Pt)、钛涂二氧化钌(Ti-RuO_2)、钛涂铱(Ti-Ir)、钛铂爆炸复合板(Ti-Pt)。为了得到较高的电流效率和较低的耗电率,为了延长电极的使用寿命,建议对每种电极材料选用较低的电解电流密度,极板间隙不宜太宽,进入电解槽的海水流速最好大于0.5米/秒。     

生体用钛的铸造

用于人体组织或器官而代行生体机能的人造材料,叫做生体材料或医疗用材料。现在,用作生体材料的金属有:纯金属——钛、钽、锆;合金——钛合金、不锈钢、Ni-Cr合金、Co-Cr合金、金合金和银合金,后三种合金是牙科专用合金。可以看出,作为生体用金属材料,钛无论是以纯金属的形式还是以合金的形式使用,显然都是非常重要的。     

非晶金刚石膜在口腔医学材料中的应用

采用带过滤的阴极真空等离子电弧镀膜技术,对口腔牙用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂及纯钛材料进行了表面镀覆非晶金刚石膜的改性处理,获得了镀覆非晶金刚石膜的PMMA树脂和镀覆非晶金刚石膜的纯钛口腔牙用材料。通过细胞培养和动物实验,考察了非晶金刚石膜的生物相容性。采用HA-1型涂层附着力划痕试验仪研究了非晶金刚石膜与PMMA树脂和与纯钛的结合力及镀覆非晶金刚石膜PMMA树脂和镀覆非晶金刚石膜纯钛的耐磨性能。在人工唾液中模拟口腔环境进行电化学分析测试了镀覆非晶金刚石膜纯钛材料的耐腐蚀性能。借助SEM观察了镀覆非晶金刚石膜纯钛材料的表面形貌。实验结果显示:非晶金刚石膜细胞毒性评级为0级,溶血率为3.08%,短期全身毒性试验为阴性;PMMA树脂经极化预处理后可镀覆结合力为(10.86±0.79)N的非晶金刚石膜;镀覆非晶金刚石膜纯钛表面自腐蚀电位和过钝化电位正移。表明非晶金刚石膜作为生物材料,其生物安全性、耐腐蚀性及镀膜结合强度达到口腔医用材料的要求。