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醫用鈦合金的6大優異性能,使其成為人體植入物的最佳金屬材料

金屬材料作為生物醫用功能材料是材料科學的一個重要分支,用于人體植入物的歷史已有400余年。英國較早地使用了純金板修補顱骨、鑲牙,其后陸續使用了銀、鐵片、鐵絲及鐵基合金的固定骨折關節件。1930年以后,英國、美國使用鈷基合金作為人體植入物。第二次世界大戰期間,英國、美國和日本等國家使用了大量的不銹鋼作為人體植入物。20世紀50年代初,隨著稀有金屬工業的發展,加工態和鑄態的鈦、鈮、鋯作為人體植入物用于臨床實驗。

1972年,我國開始采用了國產鈦及鈦合金制品,北京積水潭醫院等20多家醫院,先后采用鈦及鈦合金人造骨頭與關節用于臨床治療應用和研究,制造的髖關節、肘關節、下頜骨等用于臨床治療病人。同時,華山醫院與上海冶金研究所的模擬人體體液的浸泡實驗,電化學陽極化實驗和腐蝕動力學曲線的測定,證明了鈦及鈦合金人造骨頭與關節用于人體具有優異的耐腐蝕性,生物學反應也很小,是一種理想的人體植入物。復旦大學生物系人類生理學研究組與上海第六人民醫院對植入人體骨頭與關節進行力學性能測定,認為鈦及鈦合金的強度滿足了人體植入物的要求。

世界各國的相關研究和大量的臨床治療實例,從深度和廣度上認可鈦及鈦合金是迄今為止最理想的人體植入物金屬材料,被當今醫療外科業列為繼不銹鋼、鈷基合金之后崛起的第三代金屬。

20世紀80年代中期以后,國產鈦及鈦合金加工材用于制造人體植入物的數量增加,其中鈦形狀記憶合金的開發與應用達到國際先進水平。到了90年代中期,國產鈦及鈦合金加工材,在矯形外科、神經外科、心血管系統、口腔頜面外科、人體外培養機等方面廣泛應用。近5年,又有天津市威曼生物材料有限公司、北京奧斯比利克新技術有限公司等一批企業成為鈦及不銹鋼等人體植入物生產企業。采用鈦及鈦合金制造的股骨頭、髖關節、肱骨、顱骨、膝關節、肘關節、肩關節、掌指關節、頜骨以及心辨膜、腎辨膜、血管擴張器、夾板、假體、緊固螺釘等上百種金屬件移植到人體中,取得了良好的效果,被醫學界給予了很高的評價。

人體植入物是與人的生命和健康密切相關的特殊的功能材料。同其它金屬材料相比較,使用鈦及鈦合金的優勢主要有六點:

1、質輕;2、彈性模量低;3、無磁性;4、無毒性;5、抗腐蝕性;6、強度高、韌性好。

鈦及鈦合金具有優異的使用特性,被世界公認是生物醫療領域中優異的金屬材料,同使用不銹鋼、鈷基合金等金屬材料相比較,具有較大的應用優勢,發展空間很大。

醫用鈦合金

據有關資料介紹,金屬材料作為人體植入物的用量逐漸增加。1990年以后,僅美國每年用于人體植入金屬件達到200萬件以上,其中髓關節、股骨件占2.5%;歐洲市場對骨折外固定產品和內固定產品的供需兩旺,以法國、德國、意大利和英國為主,2004年市場價值達到2.8億美金,其中內固定產品占85.7%。近10年來,生物醫用材料及制品的市場增長率一直保持在20%~25%,預測未來10~15年,包括生物醫用材料在內的醫療器械產業化發展快,將達到規模經濟,成為世界經濟的支柱產業。

醫用鈦及鈦合金材料的優勢已經被醫學界認可,也被越來越多的患者接受,考慮到戰爭的因素、運動創傷的因素和人民生活水平提高的因素等,首選鈦及鈦合金作為人體植入物的增長空間很大,勢必成為鈦應用發展中新的經濟增長點。


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