鈦合金醫療零部件 | 醫用鈦合金在醫療領(lǐng)域中的應用

　　醫用鈦合金作為一種新型合金，同時(shí)也是一種載體材料，被廣泛應用于肢體植入、替代性功能材料、牙科、醫療器械等相關(guān)領(lǐng)域。鈦及鈦合金有：耐蝕性好、比強度高、彈性模量較低、耐疲勞、生物相容性好等特點(diǎn)。其中生物相容性好這一特點(diǎn)使其與其他金屬相比具有獨特的優(yōu)勢，因此在醫學(xué)領(lǐng)域獲得廣泛青睞，但由于其耐磨性及工藝性能不高，致力于對其進(jìn)一步的改進(jìn)工作也在不斷進(jìn)行。

　　醫用鈦合金憑借其優(yōu)良的性能，在醫療領(lǐng)域的需求量不斷增加。作為生物學(xué)性能優(yōu)良的金屬材料，鈦及其合金在醫學(xué)領(lǐng)域上的應用前景良好。但是，目前與發(fā)達國家相比，我國鈦合金材料的研發(fā)與應用還存在一定的差距，如：鈦合金的彈性模量偏高、表面活性差、耐磨性和耐蝕性差不足等缺點(diǎn)，都將直接影響到材料的生物相容性。因此，為了開(kāi)發(fā)綜合性能更好的新型鈦合金，我國應加大材料的研發(fā)力度，注重革新，研發(fā)出低彈性模量、高耐磨性能、抗腐蝕性能以及具有優(yōu)良生物相容性的生物醫用鈦合金材料。

　　鈦與人體結締的組織、骨骼上皮組織都具有良好的親和性，優(yōu)良的力學(xué)性能也體現其在醫用合金中的優(yōu)勢。且密度小、質(zhì)量輕、耐腐蝕性好、戴用舒適，因此，鈦作為義齒(種植牙)受 到廣泛青睞。此外，鈦義齒通過(guò)表面處理之后，美觀(guān)性能增加，能夠滿(mǎn)足大眾對美的需求，給人以視覺(jué)的享受。

　　01、 用于醫療器械方向

　　醫用鈦合金醫療器械是繼碳鋼、不銹鋼之后的第三代手術(shù)器械。不銹鋼器械為改善防銹性能，常要經(jīng)過(guò)鍍鉻、電拋光等表面處理。但鉻有毒性，脫落的鉻層會(huì )對人體造成一定影響。

　　醫用鈦合金做醫療器械的好處是：

　　1、器械輕巧，手術(shù)過(guò)程中可減少對血管、肌肉、器官的損傷，減少醫生的疲勞，醫用鈦器械更適于做精細的顯微外科手術(shù)；

　　2、耐蝕性好又無(wú)毒，設備不生銹，傷口不易感染，傷口愈合快；

　　3、醫用鈦合金的彈性適度，適合做鉗子、鑷子、顯微手術(shù)刀等器械；

　　4、在無(wú)影燈下操作時(shí)，醫用鈦的反光性能較弱，比不銹鋼更合適；

　　醫用鈦制醫療器械主要有：手術(shù)刀、手術(shù)鉗、手術(shù)鑷子、胸腔擴大器、縫合針、縫合線(xiàn)等。醫用鈦絲用作手術(shù)縫合線(xiàn)，與其它材料（如不銹鋼線(xiàn)）相比，具有組織反應小和抗扭性能好的優(yōu)點(diǎn)?？p合后，手術(shù)傷口不易發(fā)炎，骨縫合部位不易移位?？p合線(xiàn)一般用直徑0.5~0.8mm的醫用鈦絲（TA1或TA2絲）。另外，鈦鎳合金絲能產(chǎn)生的柔和彈力，可促進(jìn)傷口的快速愈合。

　　另外，醫用鈦合金還是輔助康復器械的重要材料，如可制作輪椅、拐杖、夾板、醫療儀器等。

　　02、 廣泛應用于人工關(guān)節材料

　　據有關(guān)文獻報道，每年世界上大約有1 億病人患有膝關(guān)節和臂關(guān)節等有關(guān)炎癥，進(jìn)行替換手術(shù)治療勢在必行，因此具有優(yōu)良替換功能的鈦合金為此帶來(lái)福音。與陶瓷、不銹鋼等材料相比，鈦合金的彈性模量更接近于人體骨骼，在模量大小上更具有優(yōu)勢。因此鈦合金在踝關(guān)節、肘關(guān)節等矯正中得以廣泛應用。此外，多孔鈦合金材料能夠使假體具有生物活性，有助于股骨頭的愈合；鈦合金表面的生物相容性較好，能誘導骨細胞生長(cháng)，因此被臨床醫生、骨科領(lǐng)域專(zhuān)家等所推崇。

　　鈦及鈦合金作為植入修復物的優(yōu)點(diǎn)主要有：①強度高，化學(xué)穩定性及生物相容性好；②無(wú)毒，對人體不會(huì )造成傷害；③彈性模量低，與人體骨骼更匹配；④記憶合金具有的彈性能力和形狀恢復功能。綜上，鈦在顱骨修復方面的應用主要體現在：利用鈦網(wǎng)可以修復缺損的顱骨。在人體心血管方面的應用體現在：制備人造心臟瓣膜、血液過(guò)濾器、心臟起搏器和人工心臟泵等。

　　需要注意的是，鈦不是所有人工關(guān)節部位都適用,在關(guān)節部位中,經(jīng)常擺動(dòng)的部分,由于鈦易于磨損就不適宜(宜使用陶瓷以及鈷合金),而植入部件要采用鈦合金。為了能使其與生物體骨早日結合,要在鈦合金表面進(jìn)行凹凸不平化,用磷灰石( Apatite)以及生物玻璃等的骨感應體進(jìn)行涂覆。

　　03、 鈦對牙科發(fā)展有重要的幫助

　　牙外科使用的金屬，從二十世紀二十年代的汞合金及金屬牙冠等開(kāi)始，六十年代主要使用金、銀、鈀合金，七十年代以后不銹鋼成為牙齒矯正用永久性和可拆卸器械最常用的材料，九十年代鈦鑄造技術(shù)得以推廣應用。牙科利用鈦精鑄機鑄造有尺寸精度高、無(wú)氣泡及縮孔等特點(diǎn)在用于人體硬組織修復的金屬材料中，鈦的彈性模量與人體組織最接近，這可以減輕金屬種植體與骨組織之間的機械不適應性。鈦的熱導率是所有牙科修復用金屬材料中最低的，熱導率低可以減輕對帶齒冠牙齒牙髓的熱刺激，對牙齒修復很重要。鈦制嵌體、全冠等具有保護牙髓，避免冷熱刺激的作用。牙科用鈦在材質(zhì)方面，原多為純鈦，但其強度不足，難以研磨，存在耐磨性差，易產(chǎn)生鑄造缺陷及質(zhì)量不穩定等特點(diǎn)。鈦合金強度較高，最常用的是Ti-6Al -4V合金，但由于金屬V對人體有害，改用Nb代替V，研制成功Ti-6Al-7Nb合金，它具有優(yōu)良的耐蝕性，且對人體基本無(wú)害，還具有塑性強、研磨性?xún)?yōu)良等其它優(yōu)點(diǎn)，已取得了ASTM標準認可。目前超彈性Ti-Ni合金正推廣應用于牙齒矯直。