钛和钛合金作为生物材料亚博网站下载

化学式

Ti和Ti6Al4V

主题

背景

的生理行为

机械适用性

应用程序

骨科植入物

牙科应用

背景

钛和一些合金用作牙科和整形外科应用的生物材料。亚博网站下载使用的最常见的等级是商业纯钛和Ti6Al4V合金，来自航空航天应用。

的生理行为

这些材料被分亚博网站下载为生物惰性生物材料或生物惰性生物材料。因此，当它们被植入人体时，基本上保持不变。这无疑是其优异的耐腐蚀性能的结果。

人体能够将这些物质识别为外来物质，并试图通过将它们包裹在纤维组织中来隔离它们。亚博网站下载然而，它们不会引起任何不良反应，而且人体耐受良好。

此外，它们不会诱导过敏反应，例如已经有时观察到一些不锈钢，这些不锈钢在周围组织中诱导镍超敏反应。

钛的表面通常通过用羟基磷灰石涂覆而改性。等离子体喷涂是唯一用于沉积这种涂层的商业上接受的技术。羟基磷灰石提供生物活性表面（即，它积极参与骨键合），使得通常不需要骨水泥和其他机械固定装置。

机械适用性

钛及其合金具有合适的机械性能，如强度，弯曲强度和疲劳抗性，以便在整形外科和牙科应用中使用。这是他们已经在液体液体替代羟基磷灰石的材料中使用负载生物医学应用的原因的一部分原因。亚博网站下载

使其成为理想生物材料的其他特性是密度和弹性模量。在密度方面，它的密度明显低于其他金属生物材料(表1)，这意味着植入物将比用不锈钢或钴铬合金制造的类似物品更轻。亚博网站下载

表格1。选定的生物材料和皮质骨的密度。亚博网站下载

与其他金属相比具有较低的弹性模量是理想的，因为金属趋于表现得更像骨骼本身，这是从生物力学的角度所需的。该属性意味着托管生物材料的骨骼不太可能萎缩和反射。

应用程序

骨科植入物

钛通常用于骨科植入物，如关节置换、骨钉、钢板和螺钉。

图1显示了总髋关节置换的各种组件。在左边是由钛合金制成的股骨杆。长圆形部分适合大腿骨或股骨。白色截面是羟基磷灰石涂层，以促进骨骼粘接到植入物。本节还是宏观构造，为骨骼提供机械互锁的表面特征。股骨头顶部的球被称为股骨头。它由氧化锆陶瓷制成，配合到骨盆中的髋关节。

右边半球形的东西是髋臼杯，也是钛合金制成的。它被涂层在多孔氧化铝陶瓷，以允许骨长入稳定。一种超高分子量聚乙烯(UHMWPE)内衬安装在髋臼杯内，并为股骨头提供关节面。

图2显示了全膝关节置换假体的原型，在设计上与许多商业植入物相似。它由钛合金上下结构部件组成。在上段制备了氧化锆磨损表面。与髋关节假体相似，它在下部通过UHMWPE插入物进行关节连接。

钛基材料的其他骨科应用包括用于修复骨折的骨钉、钢板和螺钉等。亚博网站下载

牙科应用程序

钛销和柱用于确保牙科植入物。他们使用螺纹夹具将它们固定到下巴中。

目前，人们正在研究钛上层结构作为其他金属(如金)的替代品，用于种植体，如聚合物基假牙(图3)。

来源:AZoM.com