钛合金在医疗上的应用
生物医用金属材料,作为人体内植入制品已有400余年,英国较早的采用了纯金板修补颅骨及镶牙,其后陆续采用了银、铜、铁片、铁丝及铁基合金等金属固定骨折稳定关节。1930年以后,英国、美国采用了钴基合金,第二次世界大战期间,随着临床治疗的需求扩大,英国、美国和日本等国家采用了大量的不锈钢人体植入件。随着稀有金属工业的发展,加工态和铸钛的铌、锆、钛开始用于临床治疗。进入九十年代,仅美国每年采用的金属人体植入件就达200万件以上,其中髓关节、股骨件达5万件以上。九十年代中期,钛工业迅速发展,为医疗外科临床需求提供了更多高质量的钛及钛合金制品,医学界的研究证明,钛及钛合金具有优异的生物相容性,大量临床应用实例证明,钛及钛合金作为人体植入件的效果是最好的,所以,治疗范围扩大,用量显著增加。据报导,近10年来,生物医用金属材料市场的增长率保持在20-25%,这促进了医用金属材料及其制品产业化发展。目前,世界上每年有超过1000吨的钛及钛合金制品被植入人体内,其中约占80%是Ti-6AI-4V合金。世界各国的相关研究和大量的临床治疗实例,从深度和广度上认可钛及钛合金是迄今为止最理想的人体植入物金属材料,被当今医疗外科也列为继不锈钢、钴基合金之后崛起的第三代金属。
中国采用金属材料用于外科植入物的工作起步晚。上海第一医学院华山医院于1958年用牙托粉和不锈钢髓内钉制成的人造股骨头,在风湿样髋关节强直的病人中使用,1959-1960年采用了镍铬不锈钢制成的人造骨头治疗陈旧性股骨颈骨折和股骨头坏死的病人,在临床治疗中发现用牙托粉和不锈钢髓内钉在结合处有折断迹象。1972年起,开始采用了国产钛及钛合金人造骨与关节用于临床治疗病人。随着中国钛工业的发展,为医疗界提供了高质量和多品种的钛及钛合金制品,北京积水潭医院、上海第六人民医院、天津医院、中国人民解放军总医院、西安第二军医大附属医院、沈阳骨科医院等二十多家医院从1972年起,先后采用钛及钛合金人造骨与关节用于临床治疗应用和研究,制造的髋关节(包括股骨头)、肘关节、肱骨头、膝关节、掌指关节、指间关节、人造椎体和下颌骨等用于临床治疗病人,经过三年多的跟踪观察认为效果满意,指出在人体承受力小的地方换接骨可以使用纯钛,在人体下肢因为负重大,关节活动量大,采用Ti-6AI-4V合金是最理想的。同时,华山医院与上海冶金研究所的模拟人体体液的浸泡试验,电化学阳极化试验和腐蚀动力学曲线的测定,证明了钛及钛合金人造骨与关节用于人体具有优异的耐腐蚀性,生物学反应也很小,是一种理想的医用金属材料。复旦大学生物系人类生理学教研组与上海第六人民医院对植入人体骨与关节进行了力学性能测定,认为钛及钛合金的强度满足了人体植入物的要求。
钛及钛合金是生物系统直接接合的最理想的金属材料,用于治疗或替换肌体中的组织器官或增进其功能,同其它金属材料相比具有很大的优势。随着经济和医疗事业的发展,人民生活水平的提高,以及战争等因素,需要进行肌体矫正,整容手术的人越来越多,钛及钛合金在医学领域中具有广阔的应用前景。
由于具有高强度、低比重、良好的生物相容性及优良的耐腐蚀性能等特点,钛和钛合金作为少数几种能够完全满足人体植入条件的金属材料,在医疗领域有着越来越广泛的应用。每年,全世界有超过1000吨的不同种类、不同功能的钛和钛合金材质的医疗部件被植入人体,帮助患者重获新生。
根据使用环境不同,医用钛及钛合金选用也不尽相同。如需要好的延展性,可选择纯钛(Gr.1~Gr.4);如需要好的强度,则应选择经热处理后强度达1300Mpa的钛合金。钛基的性状记忆合金也是钛类产品在医疗领域应用的重要类别。一般情况下,医用钛产品通常经过锻造、铸造、加工、成型、表面处理和后期处理等严格工艺流程.
1、骨骼与关节
全世界每年大约有一百万的患者进行髋关节与膝关节的替换手术。一些无粘接剂的设计通常采用粗糙的、有生物活性的表面(羟磷灰石)以增加植入物的使用寿命。体内和体外的骨折复位也是钛的主要应用领域,包括固定用螺钉,肱骨髓内钉,颅骨替代用钛网等。
2、牙科植入物
作为牙科材料,钛作为镶嵌体、齿冠、桥接材、义牙床、人工牙根等植入材正在越来越广泛的应用于临床。
3、心血管设施
钛经常被用于制造起搏器和除颤器等。
4、外科器械
钛在外科手术器械上的应用非常广泛。通常外科器械的表面都会经过钝化处理以获得一个化学稳定的表面。
中国采用金属材料用于外科植入物的工作起步晚。上海第一医学院华山医院于1958年用牙托粉和不锈钢髓内钉制成的人造股骨头,在风湿样髋关节强直的病人中使用,1959-1960年采用了镍铬不锈钢制成的人造骨头治疗陈旧性股骨颈骨折和股骨头坏死的病人,在临床治疗中发现用牙托粉和不锈钢髓内钉在结合处有折断迹象。1972年起,开始采用了国产钛及钛合金人造骨与关节用于临床治疗病人。随着中国钛工业的发展,为医疗界提供了高质量和多品种的钛及钛合金制品,北京积水潭医院、上海第六人民医院、天津医院、中国人民解放军总医院、西安第二军医大附属医院、沈阳骨科医院等二十多家医院从1972年起,先后采用钛及钛合金人造骨与关节用于临床治疗应用和研究,制造的髋关节(包括股骨头)、肘关节、肱骨头、膝关节、掌指关节、指间关节、人造椎体和下颌骨等用于临床治疗病人,经过三年多的跟踪观察认为效果满意,指出在人体承受力小的地方换接骨可以使用纯钛,在人体下肢因为负重大,关节活动量大,采用Ti-6AI-4V合金是最理想的。同时,华山医院与上海冶金研究所的模拟人体体液的浸泡试验,电化学阳极化试验和腐蚀动力学曲线的测定,证明了钛及钛合金人造骨与关节用于人体具有优异的耐腐蚀性,生物学反应也很小,是一种理想的医用金属材料。复旦大学生物系人类生理学教研组与上海第六人民医院对植入人体骨与关节进行了力学性能测定,认为钛及钛合金的强度满足了人体植入物的要求。
钛及钛合金是生物系统直接接合的最理想的金属材料,用于治疗或替换肌体中的组织器官或增进其功能,同其它金属材料相比具有很大的优势。随着经济和医疗事业的发展,人民生活水平的提高,以及战争等因素,需要进行肌体矫正,整容手术的人越来越多,钛及钛合金在医学领域中具有广阔的应用前景。
由于具有高强度、低比重、良好的生物相容性及优良的耐腐蚀性能等特点,钛和钛合金作为少数几种能够完全满足人体植入条件的金属材料,在医疗领域有着越来越广泛的应用。每年,全世界有超过1000吨的不同种类、不同功能的钛和钛合金材质的医疗部件被植入人体,帮助患者重获新生。
根据使用环境不同,医用钛及钛合金选用也不尽相同。如需要好的延展性,可选择纯钛(Gr.1~Gr.4);如需要好的强度,则应选择经热处理后强度达1300Mpa的钛合金。钛基的性状记忆合金也是钛类产品在医疗领域应用的重要类别。一般情况下,医用钛产品通常经过锻造、铸造、加工、成型、表面处理和后期处理等严格工艺流程.
1、骨骼与关节
全世界每年大约有一百万的患者进行髋关节与膝关节的替换手术。一些无粘接剂的设计通常采用粗糙的、有生物活性的表面(羟磷灰石)以增加植入物的使用寿命。体内和体外的骨折复位也是钛的主要应用领域,包括固定用螺钉,肱骨髓内钉,颅骨替代用钛网等。
2、牙科植入物
作为牙科材料,钛作为镶嵌体、齿冠、桥接材、义牙床、人工牙根等植入材正在越来越广泛的应用于临床。
3、心血管设施
钛经常被用于制造起搏器和除颤器等。
4、外科器械
钛在外科手术器械上的应用非常广泛。通常外科器械的表面都会经过钝化处理以获得一个化学稳定的表面。