医疗应用中的钛合金

高强度、低重量、优秀的耐腐蚀钛和钛合金的兵家必争之地导致了广泛和多元化的成功应用需要高水平的性能可靠的手术和医学以及在航空航天、汽车、化工厂、发电、石油和天然气的开采,运动,以及其他主要行业。

钛对种植用途的适用性

全世界每年有超过1000吨(220万磅)各种类型和功能的钛设备被植入患者体内。随着人们寿命的延长，或通过剧烈运动或慢跑对自己造成的损伤更多，或在道路交通和其他事故中严重受伤，对关节置换的需求继续增长。钛轻、强、完全生物相容性，是为数不多的自然符合人体植入要求的材料之一亚博网站下载

医用钛合金的强度与重量比明显高于不锈钢。可用钛合金的范围使医学专家设计师能够选择材料和形式紧密定制的应用需求。亚博网站下载全系列合金从高延展性的商用纯钛(极端成形性是至关重要的)，到强度超过1300mpa (190ksi)的完全热处理合金。基于钛的形状记忆合金，进一步扩展了其有用性能和应用范围。锻造或铸造、机械加工和制造的组合是用于医疗产品的工艺路线。表面工程经常扮演着重要的角色，将钛的性能扩展到其自然能力的几倍。

T钛在医疗应用中的性能

“安装后忘记”是关键应用设备的基本要求，一旦安装，就不能轻易维护或更换。app亚博体育在这方面，没有比植入人体更具挑战性的用途了。在这方面，植入物以及医疗和外科器械和装置的有效性和可靠性是拯救生命和长期减轻痛苦和痛苦的一个重要因素。植入代表了对人体的化学、生理和机械结构的潜在攻击。在活体组织中，没有什么能比得上金属植入物。在体液和组织中的大多数金属是在稳定的有机复合物中发现的。体液对植入金属的腐蚀，导致不需要的金属离子的释放，可能干扰生命的过程。抗腐蚀性本身不足以抑制身体对细胞有毒金属或镍等致敏元素的反应，甚至在极低浓度的腐蚀中，这些都可能引发排斥反应。钛被认为是完全惰性的，不受所有体液和组织的腐蚀，因此是完全生物相容性的。

用于种植的钛的自然选择是由最有利的特性的组合决定的，包括抗腐蚀、生物相容性、强度、低模量和密度以及与骨和其他组织结合的能力——骨结合。钛合金的机械和物理性能结合在一起，提供了高度耐损伤的植入物。人体解剖学自然地限制了植入物的形状和允许的体积。与钢相比，钛合金较低的模量是减少骨吸收的一个积极因素。另外两个参数定义了可植入合金的有用性，缺口敏感性，即缺口与未缺口条件下的抗拉强度之比，以及抗裂纹扩展能力，即断裂韧性。钛在这两种情况中得分都很好。钛及其合金的典型NS/TS比值为1.4 - 1.7(1.1是可接受的植入材料的最低值)。高强度可植入合金的断裂韧性均在50MPa.m以上^——½临界裂纹长度远高于用标准无损检测方法检测的最小值。

钛医疗规范

表格和材料规格在一些国际和国内规格中有详细说明，包括ASTM和BS7252/ ISO 5832的例子如下:

表1。医用钛合金。

骨和关节置换

大约一百万百万患者每年都适应总替代关节炎臀部和膝关节。假肢有许多形状和尺寸。髋关节通常具有金属股骨柄和头部，其定位成的超高分子量低摩擦聚乙烯插座，与聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥位置时，两个固定。一些设计，包括粘合的关节，使用粗糙的生物活性表面（包括羟基磷灰石）来刺激骨整合，限制吸收，从而增加植入物寿命的年轻受体。内部和外部骨骨折固定术提供了钛作为脊柱融合装置，销，骨板，螺钉，髓内钉，和外固定器的另一个主要应用。

牙科植入物

通过使用钛植入物，全球恢复牙科实践的重大变化。随后允许骨整合的时间将钛的“根”引入下颚骨中。然后基于植入物的牙齿的上部结构，以提供有效的替代品。

颌面和颅面治疗

利用患者自身组织进行手术修复面部损伤并不总是能取得预期的效果。为了恢复说话或吃饭的能力，也为了美容，为了替代因损伤或疾病而丧失的面部特征，可能需要人工器官。满足所有生物相容性和强度要求的骨结合钛植入物使外科手术取得了前所未有的进展，成功地治疗了大缺陷和迄今为止严重问题的患者。

心血管设备

钛定期用于起搏器病例和除颤器，作为替代心脏瓣膜的载体结构，以及用于血管内支架。

外部假体

钛可用于临时和长期的外固定和装置，也可用于矫形卡钳和假肢，由于钛的重量轻、韧性好、耐腐蚀等优点，均被广泛应用。

手术器械

许多外科器械都是用钛制造的。金属的轻是一个积极的帮助，以减少任何疲劳的外科医生。仪器经常被阳极化以提供无反射表面，这在显微外科手术中是必不可少的，例如眼科手术。钛合金仪器经得起反复消毒，不影响边缘或表面质量，抗腐蚀性或强度。钛是无磁性的，因此对小而敏感的植入电子设备没有损害的威胁。

资料来源：钛信息集团。

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