钛合金醫療零部件 | 醫用钛合金在醫療領域中的應用
醫用钛合金作爲一種新型合金,同時也是一種載體材料,被廣泛應用于肢體植入、替代性功能材料、牙科、醫療器械等相關領域。钛及钛合金有: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。其中生物相容性好這一特點使其與其他金屬相比具有獨特的優勢,因此在醫學領域獲得廣泛青睐,但由于其耐磨性及工藝性能不高,緻力于對其進一步的改進工作也在不斷進行。
随着國民經濟的快速發展,醫用钛合金憑借其優良的性能,在醫療領域的需求量不斷增加。作爲生物學性能優良的金屬材料,钛及其合金在醫學領域上的應用前景良好。但是,目前與發達國家相比,我國钛合金材料的研發與應用還存在一定的差距,如:钛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,都将直接影響到材料的生物相容性。因此,爲了開發綜合性能更好的新型钛合金,我國應加大材料的研發力度,注重革新,研發出低彈性模量、高耐磨性能、抗腐蝕性能以及具有優良生物相容性的生物醫用钛合金材料。
钛與人體結締的組織、骨骼上皮組織都具有良好的親和性,優良的力學性能也體現其在醫用合金中的優勢。且密度小、質量輕、耐腐蝕性好、戴用舒适,因此,钛作爲義齒(種植牙)受到廣泛青睐。此外,钛義齒通過表面處理之後,美觀性能增加,能夠滿足大衆對美的需求,給人以視覺的享受。
01、用于醫療器械方向
醫用钛合金醫療器械是繼碳鋼、不鏽鋼之後的第三代手術器械。不鏽鋼器械爲改善防鏽性能,常要經過鍍鉻、電抛光等表面處理。但鉻有毒性,脫落的鉻層會對人體造成一定影響。
醫用钛合金做醫療器械的好處是:
1、器械輕巧,手術過程中可減少對血管、肌肉、器官的損傷,減少醫生的疲勞,醫用钛器械更适于做精細的顯微外科手術;
2、耐蝕性好又無毒,設備不生鏽,傷口不易感染,傷口愈合快;
3、醫用钛合金的彈性适度,适合做鉗子、鑷子、顯微手術刀等器械;
4、在無影燈下操作時,醫用钛的反光性能較弱,比不鏽鋼更合适;
醫用钛制醫療器械主要有:手術刀、手術鉗、手術鑷子、胸腔擴大器、縫合針、縫合線等。醫用钛絲用作手術縫合線,與其它材料(如不鏽鋼線)相比,具有組織反應小和抗扭性能好的優點。縫合後,手術傷口不易發炎,骨縫合部位不易移位。縫合線一般用直徑0.5~0.8mm的醫用钛絲(TA1或TA2絲)。另外,钛鎳合金絲能産生的柔和彈力,可促進傷口的快速愈合。
另外,醫用钛合金還是輔助康複器械的重要材料,如可制作輪椅、拐杖、夾闆、醫療儀器等。
02、廣泛應用于人工關節材料
據有關文獻報道,每年世界上大約有1 億病人患有膝關節和臂關節等有關炎症,進行替換手術治療勢在必行,因此具有優良替換功能的钛合金爲此帶來福音。與陶瓷、不鏽鋼等材料相比,钛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勢。因此钛合金在踝關節、肘關節等矯正中得以廣泛應用。此外,多孔钛合金材料能夠使假體具有生物活性,有助于股骨頭的愈合;钛合金表面的生物相容性較好,能誘導骨細胞生長,因此被臨床醫生、骨科領域專家等所推崇。
钛及钛合金作爲植入修複物的優點主要有:①強度高,化學穩定性及生物相容性好;②無毒,對人體不會造成傷害;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複功能。綜上,钛在顱骨修複方面的應用主要體現在:利用钛網可以修複缺損的顱骨。在人體心血管方面的應用體現在:制備人造心髒瓣膜、血液過濾器、心髒起搏器和人工心髒泵等。
需要注意的是,钛不是所有人工關節部位都适用,在關節部位中,經常擺動的部分,由于钛易于磨損就不适宜(宜使用陶瓷以及钴合金),而植入部件要采用钛合金。爲了能使其與生物體骨早日結合,要在钛合金表面進行凹凸不平化,用磷灰石( Apatite)以及生物玻璃等的骨感應體進行塗覆。
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