醫用金屬材料16/11/09醫用金屬材料16/11/09醫用金屬材料人體環境中對金屬植入物的腐蝕常見的金屬植入材料生物醫用鈦及鈦合金醫用金屬材料人體環境中對金屬植入物的腐蝕常見的金屬植入材料生2人體環境特點體液是質量分數約為1%的NaCl、少量其它鹽類及有機化合物的充氣溶液。有人說人體與溫暖的海水相似。在人體的不同部位，甚至同一部位不同時刻，人體組織內體液的成分不一樣。電化學腐蝕的基本規律對人體環境中的植入材料的腐蝕完全適用。人體體液環境由體液構成多種多樣的電解質溶液人體環境特點體液是質量分數約為1%的NaCl、少在人體的不同3人體環境可能發生的腐蝕形式：還有其他的腐蝕形式，如晶間腐蝕（不銹鋼最易發生的腐蝕形式）、應力腐蝕、微動腐蝕等。均勻腐蝕點腐蝕電偶腐蝕縫隙腐蝕磨損腐蝕腐蝕疲勞人體環境可能發生的腐蝕形式：還有其他的腐蝕形式，如晶間腐蝕（4均勻腐蝕是指接觸腐蝕介質的金屬表面全部產生腐蝕的現象。大面積發生，以金屬離子形式進入人體組織里的量還是相當可觀，影響生物相容性，增加病人的痛苦甚至危及生命。點腐蝕是一種腐蝕集中在金屬（合金)表面數十微米范圍內且向縱深發展的腐蝕行式。形成條件：鈍化膜，特殊離子，電位差。均勻腐蝕點腐蝕均勻腐蝕是指接觸腐蝕介質的金屬表面全部產生腐蝕的現象。大面5縫隙腐蝕是指連接處出現狹窄的縫隙，電解質溶液進入，使縫內金屬與縫外金屬構成短路原電池，并且在縫內發生強烈局部腐蝕。多零件植入裝置中，大約有50%遭受縫隙腐蝕。電偶腐蝕是由于腐蝕電位不同，造成同一介質中異種金屬接觸處的局部腐蝕。在多個零件構成的植入裝置中，選用的材料不同就容易產生電偶腐蝕。手術時也要注意。電偶腐蝕縫隙腐蝕縫隙腐蝕是指連接處出現狹窄的縫隙，電解質溶液進入，使縫內金屬6腐蝕疲勞是指金屬材料在交變應力的共同作用下產生的斷裂現象。腐蝕疲勞裂紋總是從植入器件表面發生，所以可以對植入器件噴丸處理提高疲勞壽命。磨損腐蝕是由于植入器件之間反復的相對的滑動所造成的表面磨損與腐蝕環境的綜合作用結果。磨損腐蝕造成點蝕坑或顆粒形狀的斑疤。磨損腐蝕腐蝕疲勞腐蝕疲勞是指金屬材料在交變應力的共同作用下產生的斷裂現象。腐7醫用金屬材料嚴格滿足如下要求：有足夠的力學強度和抗疲勞性能有極好的耐腐蝕性能,無磁性必須無毒、無致癌性與過敏反應具有良好的光潔度4123材料易于制造,價格適當5醫用金屬材料嚴格滿足如下要求：有足夠的力學強度和抗疲勞性能有8常見醫用金屬材料及特點（優點）純鈦和鈦合金

不銹鋼鈷基合金

形狀記憶合金

貴金屬

良好的穩定性和加工性能。因其價格較貴,廣泛應用受到限制較硬富有彈性,可起到矯形或支撐作用.其優良的生物相容性、耐腐蝕、耐磨性、無毒。無毒、質輕、強度高、生物相容性好優點良好的耐腐蝕性能和綜合力學性能,且加工工藝簡便耐腐蝕和力學性能綜合衡量,它是最優良的材料之一醫用金屬材料在諸多生物材料中,由于具有較高強度和韌性,適用于修復和置換人體硬組。.常見醫用金屬材料及特點（優點）純鈦和不銹鋼鈷基形狀9骨折不愈，鋼板螺釘松動。術后9年左上臂再次外傷，外院進行鋼板取出外固定架固定＋植骨術。骨折不愈，10術后6個月，鈦人工骨完全吸收，骨折愈合，患者左上臂活動恢復正常術后6個月，鈦人工骨完全吸收，骨折愈合，患者左上臂11鈦及鈦合金的優勢：20℃時密度為4.5g/cm3，僅為不銹鋼的56%。植入人體內大幅度減輕了人體的負荷量，作為醫療器械也減輕了醫務人員操作負荷。為108500MPa，僅為不銹鋼的53%，植入人體內與人體自然骨更接近，有利于接骨，能夠減少骨頭對植入物的應力屏蔽效應。鈦及鈦合金是無磁性金屬，不受電磁場和雷雨天氣的影響，這有利于使用后的人體安全。1質輕2彈性模量低3無磁性鈦及鈦合金的優勢：20℃時密度為4.5g/cm3，僅為不12鈦及鈦合金的優勢：鈦及鈦合金的無毒性，作為植入物對人體無毒副作用。在人體血液的浸泡環境中具有優異的耐腐蝕性，保證了與人體血液及細胞組織的相容性好，作為植入物不產生人體污染，不會發生過敏反應。長期留置于人體內，會受到人體的彎曲、扭轉、擠壓、肌肉收縮力等作用，要求植入物具有高的強度和韌性。鈦合金，完全可以滿足人體植入物的要求。4無毒性5抗腐蝕性

6強度高、韌性好鈦及鈦合金的優勢：鈦及鈦合金的無毒性，作為植入物對人體無毒副13髖關節鈦制金屬件（有上百種）:股骨頭肱骨顱骨肘關節肩關節掌指關節頜骨心辨膜腎辨膜血管擴張器夾板假體緊固螺釘膝關節髖關節鈦制金屬件（有上百種）:股骨頭肱骨顱骨肘關節肩關節掌指14研發現狀：據報道，世界上每年有近千噸醫用型鈦及鈦合金材料用于制造人體植入物，其中80%的是Ti-6Al-4V鈦合金。隨著醫用型Ti-6Al-4V鈦合金應用發展，開發出具有高斷裂韌性，低裂紋擴展的低間隙元素型Ti-6Al-4VELI鈦合金。材料學界專家積極開發無鋁、釩的新型鈦合金，如：Ti-13Nb-13Zr鈦合金（ASTMF1713-1996）、Ti-12Nb-6Zr-2Fe鈦合金（ASTMF1813-1996）、Ti-5Al-2.5Fe鈦合金、Ti-6Al-7Nb鈦合金未證明Ti-6Al-4V鈦合金制品在人體中的危害作用，從綜合性能、