基础医学-生物医用植入钛及钛合金的力学性能研究及进展
钛合金在骨科植入领域的研究进展
钛合金在骨科植入领域的研究进展钛合金因其具有良好的生物相容性和机械性能，已成为骨科植入物领域的首选材料之一。
骨科植入物是一种用于支撑和修复骨骼系统的医疗设备，对于治疗骨折、关节病变等疾病具有重要意义。
本文将综述钛合金在骨科植入领域的研究进展，包括文献综述、研究现状、研究方法、成果与不足以及未来展望等方面。
在骨科植入领域，钛合金的应用已经有了大量的研究。
早期的研究主要集中在钛合金的生物相容性、耐腐蚀性和机械性能等方面。
随着材料科学的不断发展，人们对钛合金表面改性、微观结构等方面的研究也越来越深入。
研究人员还针对钛合金在骨科植入物中的应用开展了大量临床试验，为钛合金在骨科植入领域的广泛应用提供了依据。
目前，钛合金在骨科植入领域的应用已经非常广泛。
钛合金植入物的设计、制造和表面处理等方面得到了不断改进，使得其生物相容性、机械性能和耐腐蚀性等得到了显著提高。
随着3D打印技术的不断发展，钛合金在定制化植入物方面的应用也越来越受到。
然而，钛合金植入物也存在一些问题，如应力遮挡效应、植入物松动等，这些问题需要进一步研究和解决。
在钛合金在骨科植入领域的研究中，研究人员采用了多种方法，包括实验设计、动物试验、临床试验等。
实验设计主要涉及材料的选取、加工工艺的确定、表面处理方法的优化等方面。
动物试验主要用于评价钛合金植入物的生物相容性和耐腐蚀性等。
临床试验则主要考察钛合金植入物在治疗人类骨科疾病中的疗效和安全性。
通过大量的研究，我们已经取得了许多关于钛合金在骨科植入领域的成果。
钛合金的生物相容性得到了显著提高，这得益于表面改性技术的发展。
通过优化加工工艺和改进植入物设计，钛合金植入物的机械性能和耐腐蚀性得到了提升。
3D打印技术的应用为定制化植入物的发展提供了新的途径。
然而，尽管取得了一定的成果，但仍存在一些问题和不足。
应力遮挡效应是钛合金植入物中一个普遍存在的问题，可能导致骨骼强度下降。
植入物松动是另一个需要的问题，这可能与植入物的固定方式以及患者活动量增加有关。
钛和钛合金在生物医学领域的应用
钛和钛合金在生物医学领域的应用
随着医疗技术的不断发展，钛和钛合金已成为生物医学领域中广泛使用的材料之一。
由于其良好的生物相容性、高强度、优异的耐腐蚀性和生物惰性等特性，在骨科、牙科、心脏与血管等领域中得到了广泛的应用。
在骨科领域中，钛和钛合金的高强度与生物相容性使其成为制作骨科植入物的理想选择。
植入物可以帮助骨骼愈合、修复骨折等。
钛和钛合金的优异属性使其可以与骨骼无缝结合，避免了植入物松动和排异的风险。
此外，钛和钛合金还可以用于制造牙科植入物，如人工牙根等。
在心脏与血管领域中，钛和钛合金可以用于制造人工心脏瓣膜、支架等医疗器械，用于心脏疾病治疗、血管重建等。
由于钛和钛合金具有良好的耐蚀性和生物相容性，可以避免植入物的生物反应和血栓形成等副作用。
总之，随着钛和钛合金技术的不断完善，其在生物医学领域中的应用也将不断扩大和深化，为人们的健康和生命带来更多的福祉。
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钛合金在生物医学方面的应用
作为生物医用材料的钛及其合金必须满足
1.生物力学相容性：主要包括硬度、屈服强度、弹性模量和延伸性。如 果植入物由于强度不高或者植入物与人体骨之间的机械性能不匹配而 发生断裂失效，这就是生物不相容性。通常期望骨修复植入物的弹性 模量与人体骨的弹性模量接近，人体骨的弹性模量在4~30GPa之间。 2.生物相容性：作为植入物的材料应该对人体无毒性、在体内不会引起 任何炎症和过敏反应植入物在人体植入成功主要取决于材料与人体的 反应，这也能衡量材料的生物相容性。 3.耐腐蚀和耐磨性能：在体液环境中，植入材料的有效使用时间取决于 磨损性，耐磨性能差会引起植入物松动并且产生磨损碎屑，在沉积的 组织中引起反应。 4.骨结合性：植入材料表面由于微运动与人体骨和其它组织不能很好地 结合，就会导致植入物在体内松动。植入物表面化学表面粗糙度和表 面性毛豆对骨结合起着主要作用。
钛合金在生物医学方面的应 用
钛于1791年由格雷格尔于英国康沃尔郡发现，并用希腊神话的泰坦 为其命名。在地壳中，钛的储量仅次于铁、铝、镁居于第四位，它 储量非常的丰富 。钛的正真利用在20世纪五十年代，美国研制成功 的Ti-6Al-4V合金。 钛的性能： 由于钛具有熔点高、强度大、韧性好、抗疲劳、耐腐蚀、导热系数 低、高低温度耐受性好等优越性能，尤其是钛料。 定义：钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。 种类：α合金,(α+β)合金和β合金。中国分别以TA、TC、TB表示。 钛合金的缺点 钛合金主要限制是在高温与其它材料的化学反应性差，这容易造成 模具的损坏，这就使钛合金的价格变得十分昂贵。这是钛合金无法 发扬光大的最大致命伤。
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目前，钛及其合金主要用于航天航空和军事工业上。据统计，钛在航空航天 的应用约占钛总量的7左右。钛主要应用与军用飞机、民用飞机、航空发动机、 航天器、人造卫星壳体连结座、高强螺栓、燃料箱、导弹尾翼等 船舶行业 钛合金在海洋条件下有着及其优良的耐腐蚀性能、高比强度、无磁等特点因 而广泛应用于船舶行业。目前，钛在船舶上已经应用的部件有：耐压壳体、 螺旋桨和桨轴、通海管道、阀门及附件、热交换器声学装置零件部件。 体育器械 在体育行业的应用正在兴起。目前主要应用于钛铸造的高尔夫球杆头，具有 重量轻、强度大与不锈钢相比可以制作打击面与容积更大的球头，因而打得 准，打得远。 化工和能源 化工、冶金、造纸、制碱、石油和农药工业是使用钛合金较早的行业主要用 于耐腐浆泵、阀门、叶轮、阳极液槽、加热器、蒸发器等部件。 其它行业， 在建筑业中，钛的应用越来越广，主要应用与许多重污染的地方、 都市和海滨地区的腐蚀问题得到很好的解决。比如日本建造的世界首例钛屋 顶加利福利亚的塞里托斯千年图书馆的屋顶。 农业和畜牧业、食品业和制药业中、核工业中、日常消费品中，钛用于制造 手表壳、照相机外壳、野营用具、录放机、拐杖、剪子、剃须刀等等。日本 星野乐器公司使用钛制作了鼓，，市场上出现了9克钛制的眼镜架。
钛合金在生物医用领域的应用优势
钛合金在生物医用领域的应用优势雷霆;李红梅【摘要】The performance advantages and application status of titanium alloys in biomedical fields were introduced. The biomedical metallic materials have four basic properties including mechanical properties, biocompatibility, corrosion and wear resistance, and osseointegration. Because of the advantages of titanium alloys such as lower elastic modulus, excellent corrosion resistance and enhanced biocompatibility, it becomes the best choice for biomedical metallic materials.%介绍了钛合金在生物医用领域的性能优势及应用现状.生物医用金属材料必备的四个基本性能,机械性能、生物相容性、耐腐蚀和耐磨性和骨结合性.钛合金具有较低的弹性模量、耐腐蚀、生物相容性优异等特点成为医用金属材料的首选.【期刊名称】《云南冶金》【年(卷),期】2012(041)005【总页数】5页(P58-61,64)【关键词】生物医用材料;钛合金;生物相容性【作者】雷霆;李红梅【作者单位】昆明冶金高等专科学校,云南昆明650033;昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093【正文语种】中文【中图分类】TG139生物医用金属材料是用于对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的金属或合金，主要用于骨和牙等硬组织的修复和替换、心血管和软组织修复以及人工器官的制造［1］。
生物医用钛及其合金材料的开发应用进展、市场状况及问题分析
钉，这是高强度钛合金所不能替代的，
２．２
发展阶段
收稿日期：２００３．０６．１８ 作者简介：何宝明，男，１９６５年生，高级工程师，天津大学天隆科技有限公司，电话：０２２．８１２１２４９８
万方数据
万方数据
（矗毪羔．热蔫爨
系统材料；支架材料首选ＮＴｓＭＡ。近几年我国介入 性治疗发展迅猛，年增长率保持在２０％。３０％，２００２ 年接受介入治疗的患者己接近１５万例。目前，介入 治疗所需材料主要领先进口产品，已取得ＦＤＡ认证 进入中国市场的企业有２０多家，其产品质量、性能 都优于国内产品，售后服务到位，但价格昂贵，约 １．２～１．６万元，件，主要供货商有美国ＪＯＨＮｓＯＮ＆
部烧结钛珠表面有３５％骨长入空间。 生物固定型关节假体（髋、膝关节）多数是采用
多孔喷涂表面，如美国ＺｉⅡ∞ｒ公司、Ｅｘａｃｔｅｃｈ公司，
台湾联合公司等。除采用钛合金珠粒等离子喷涂外， 最近几年，美国Ｅｗｏｍ Ｍｅｄｉｃａｌ ｃｏ甲∞ｍ∞发明了 ３ＤＭ蚰妇“多孔喷涂技术，这种技术不是采用球形 微粒，而是采用１种随机的三维异形微粒，微粒尺寸
４展望
１）应注重研发低弹性模量，高耐磨性能，抗腐 蚀性能及高断裂韧性，低裂纹扩展速率、高损伤容限， 并具有优良生物相容性的生物医用钛合金材料。 ２）组成合金的配伍元素应以注重无毒元素的添 加为前提，如主要添加无毒的“生物”金属元素Ｎｂ，
生物医用钛及其合金材料的开发应 用进展、市场状况及问题分析
何宝明，王玉林，戴正宏
焉件
Ａ
（天津大学材料科学与丁程学院复合材料研究所，天津３０００７２） 摘要：对生物医用钛及其台金材料的最新开发应用进展与市场状况进行了综述；并对我国目前在应用生物医用钛 及其合金方面存在的问题进行了初步分析；并对这一领域的发展前景进行了展望。 关键词：生物医用钛及其合金材料：生物相容性；弹性模量；骨整合
医用钛合金的研究现状及发展
学术论坛科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald201医用金属材料又称外科植入金属材料，是最早进行临床应用的生物医用材料，目前在临床中的应用仍最为广泛。
医用金属材料主要用作对骨骼、关节、牙齿以及血管等修复的材料使用[1]。
临床使用最早的金属材料是有一定抗腐蚀性的不锈钢，主要使用316L 奥氏体不锈钢。
随后在生物环境中具有更好的抗腐蚀性、组织反应也较小的Co-Cr合金也成为了主要的医用金属材料。
虽然使用中不断发现Co-Cr合金的毒性等缺点，但是由于于Co-Cr等系列合金的高度成熟以及钛合金加工上的难度高等因素，致使钛合金开发及应用相较其他合金落后了，直到20世纪60年代Branemark把钛合金作为口腔种植体应用后，钛及其合金作为外科植入材料才得到了广泛应用[2，3]。
近年来钛合金以其与骨更近似的弹性模量、良好的生物相容性及生物环境下优良的抗腐蚀性在临床上的应用越来越广泛， Co-Cr合金及不锈钢在临床应用上的主导地位已逐步被取代[4]。
1 医用钛合金的发展20世纪中叶以来，钛及其合金的开发应用经历了三个阶段，第一阶段以纯钛和Ti-6A1-4V为代表（即传统的α钛合金），第二阶段则是以T 1-5A l -2.5F e 和T i -6Al-7N b为代表的新型的α+β型合金，第三个阶段则是正在进行的以开发研制生物相容性更好、弹性模量更低的β型和近β型钛合金为方向的时代，其中以β型钛合金的研究开发最为广泛[5-6]。
纯钛和Ti-6Al-4V是在临床最早应用的钛合金的代表。
纯钛在生理环境下抗腐蚀性能良好，但因其强度较低、耐磨损性能较差，而限制了它在承载较大部位的应用，目前主要于承载较小部分如口腔修复等用作骨替换。
相比之下，设计开发T i-6A l-4V的最初目的是航天应用，它有强度较高、加工性能良好的特点，20世纪70年代开始在髋关节，膝关节等外科修复科目开始用于临床，随后被广泛采用，但它耐蚀性不好，偏高的弹性模量也容易引起“应力屏蔽”效应导致手术失败。
钛合金的力学性能分析及增强技术研究
钛合金的力学性能分析及增强技术研究钛合金是一种轻质高强度的金属材料，在航空航天、汽车、医疗和军事等领域得到广泛应用。
钛合金具有优异的力学性能，但其本身的缺陷限制了其性能的发挥。
因此，研究钛合金的力学性能和增强技术具有重要的现实意义和科学意义。
本文将对钛合金的力学性能分析和增强技术进行探讨。
一、钛合金的力学性能分析1. 强度和塑性钛合金的强度和塑性是评价其力学性能的重要指标。
在垂直于轧制方向的平面内，钛合金的屈服强度、抗拉强度和断裂延伸率均较高。
但是，在沿着轧制方向的垂直平面内，钛合金的强度和塑性较低。
这是因为钛合金的层状结构在轧制方向上的分布不均匀，导致沿着轧制方向的性能较弱。
2. 耐腐蚀性钛合金具有极强的耐腐蚀性，其耐腐蚀能力是其他金属不能比拟的。
根据不同的应用要求，可以对钛合金进行不同程度的腐蚀处理，以提高其耐腐蚀性能。
3. 疲劳和裂纹扩展性能钛合金的疲劳和裂纹扩展性能较好，可以满足疲劳和裂纹扩展方面的不同应用需求。
但是，钛合金的裂纹扩展速度较快，对于需要使用高强度钛合金的领域来说，这一点需要特别注意。
二、钛合金的增强技术研究1. 热处理技术热处理技术是提高钛合金强度和塑性的重要手段之一。
通过控制热处理的温度、时间和气氛等因素，可以改变钛合金晶格结构和组织状态，从而改善其强度和塑性。
2. 粉末冶金技术粉末冶金技术是一种将金属粉末压制成形并进行烧结的技术。
通过控制粉末冶金工艺参数的变化，可以获得具有高强度和低密度的钛合金材料。
同时，粉末冶金技术还可以制备复合材料、多孔材料等。
3. 表面处理技术表面处理技术是指对钛合金表面进行加工、改性、涂层或涂覆等处理的技术。
例如，离子注入技术可以在钛合金表面形成硬质化层，提高其表面硬度和耐磨性；化学氧化技术可以在钛合金表面形成氧化层，提高其耐腐蚀性。
4. 纳米技术纳米技术是指将材料制备成纳米粒子或纳米结构的技术。
钛合金的纳米化处理可以改善其晶界强度、塑性和耐蚀性等性能。
钛合金的研究及应用进展
钛合金的研究及应用进展钛合金是一种具有较高强度、良好的耐蚀性和低密度的金属材料，因此在航空航天、汽车、医疗器械等领域具有广泛的应用前景。
近年来，钛合金的研究和应用取得了一系列的进展。
首先，钛合金的制备方法不断完善。
传统的制备方法包括多元共熔法、粉末冶金法和热处理法等，这些方法虽然制备出的钛合金具有较高的强度和延展性，但是成本较高且制备周期长。
近年来，研究者们通过调控合金成分、优化热处理工艺和引入外加元素等方法，成功制备出多种具有优异性能的钛合金。
例如，添加适量的镍元素可以提高钛合金的强度和耐蚀性能，而加入铌元素则可以进一步提高钛合金的高温高强特性。
其次，钛合金的应用范围不断拓展。
钛合金作为一种轻质高强材料，被广泛应用于航空航天领域。
例如，飞机结构件、发动机零部件和航天器的外壳等都常采用钛合金材料，以减轻重量提高载荷能力。
此外，钛合金还广泛用于汽车领域。
由于其较高的强度和良好的耐蚀性，钛合金可以用于制造汽车车身、发动机组件和悬挂系统等部件，不仅可以减轻汽车自身的重量，还可以提高汽车的性能和燃油经济性。
再次，钛合金在医疗器械领域的应用也越来越广泛。
由于钛合金具有良好的生物相容性和腐蚀抗力，它被广泛应用于制造人体骨骼植入物，例如人工关节、植入牙、骨板和螺钉等。
此外，钛合金还可以用于制造手术器械和医用器械，具有良好的机械性能和耐腐蚀性能，可以提高手术效率和降低感染风险。
最后，钛合金的研究还涉及到新型合金的发展。
随着对性能要求的不断提高，研究者们开始开发新型的钛合金材料。
例如，近年来出现了以β型钛合金为基础的超弹性合金和记忆合金。
这些新型钛合金不仅具有较高的强度和韧性，而且还具有良好的回弹性和形状记忆性能，在医学和航空领域有巨大的应用潜力。
综上所述，钛合金的研究和应用在近年来取得了显著的进展。
随着制备方法的不断改进和新型合金的开发，钛合金在航空航天、汽车和医疗器械等领域的应用前景必将更加广阔。
钛合金在生物医学方面的应用
钛合金在生物医学方面的应用钛合金是一种具有良好生物相容性和生物适应性的金属材料，因此在生物医学领域具有广泛的应用。
本文将重点介绍钛合金在人工关节、牙科植入物、骨修复和生物医学传感器等方面的应用。
一、钛合金在人工关节中的应用人工关节是治疗关节疾病和严重骨关节损伤的重要手段，而钛合金具有良好的生物相容性和机械性能，使其成为人工关节的理想材料之一。
钛合金人工关节可以经过特殊设计和表面处理，使其与人体组织更好地结合，减少组织的刺激和炎症反应，提高手术成功率和患者的生活质量。
二、钛合金在牙科植入物中的应用牙科植入物是恢复缺失牙齿的有效方法，而钛合金具有出色的生物相容性和化学稳定性，因此被广泛应用于牙科植入物的制作。
钛合金牙科植入物可以与牙骨更好地结合，形成稳固的支撑作用，同时减少对周围牙齿的影响，有效恢复咀嚼功能和美观。
三、钛合金在骨修复中的应用骨折和骨缺损的修复一直是医学领域的重要研究方向，而钛合金在骨修复中具有独特的优势。
钛合金可通过制作人工骨融合器、骨修复板等器械，为骨折或骨缺损部位提供稳定的支撑，并促进骨组织的生长和修复。
此外，钛合金还可以与生物陶瓷复合使用，提高骨修复材料的生物活性和力学性能。
四、钛合金在生物医学传感器中的应用生物医学传感器用于监测人体的生理参数，钛合金在该领域也有重要应用。
由于钛合金具有良好的化学稳定性和生物相容性，可以直接与人体组织接触，不会引起免疫反应和组织损伤。
因此，钛合金可以用于制作生物医学传感器的感测元件，用于检测血压、心电图等生理信号，实现对患者的长期监测和健康管理。
总结：钛合金在生物医学方面的应用涵盖了人工关节、牙科植入物、骨修复和生物医学传感器等多个领域。
其良好的生物相容性和机械性能使其成为生物医学材料领域的重要选择之一。
随着科技的不断进步，钛合金材料在生物医学领域的应用将会越来越广泛，为人类健康事业作出更大贡献。
钛合金材料在生物医学方面的应用
钛合金材料在生物医学方面的应用信息43常晨2140502056钛合金材料在生物医学方面的应用信息43 常晨2140502056内容摘要：生物医用钛合金材料已经成为全世界外科植入材料以及各种医疗器械产品生产所需的主要原材料。
本文简略介绍了生物医用钛合金材料的发展历史，以及生物医用钛合金材料及制品的研发、生产及其在生物医学工程领域的具体应用现状，分析了现在生物医用钛合金材料及制品在研发、生产、应用等方面的问题，并就此提出大体发展方向。
关键字：钛合金材料生物医用材料生物相容性性质及应用正文：一、发展历史金属材料是最早用于临床医学的生物医用材料，金属材料用于人体修复已有数百年的历史，早在18 世纪后期，Fe、Au、Ag、Pt 等金属就已经用于人体断骨固定。
与高分子材料、陶瓷材料等其他材料相比，金属材料作为医用材料具有强度高、韧性良好及加工性能好等特点，目前用于外科植入物和矫形器械的金属材料主要包括不锈钢、钴基合金和钛合金三大系列，它们占整个生物材料产品市场份额的40% 左右。
然而在人体环境内，不锈钢和钴基合金会溶出Ni、Cr 和Co 等元素，对人体产生毒副作用。
另外，不锈钢及钴基合金的弹性模量与人体骨骼相差略大，容易对骨骼产生较大伤害最终导致植入后松动或断裂。
钛合金由于其优良的耐腐蚀性与良好的生物相容性已广泛应用于人体硬组织的缺损、创伤和疾病等修复、矫形及替代等治疗。
20 世纪中叶以来，以钛合金为主的医用金属材料开始在人体硬组织的外科植入及人体软组织的介入治疗方面显示出独特而神奇的疗效，而钛合金人工关节、牙种植体、血管内支架和心脏瓣膜等具有典型代表性的医疗器械产品的问世，对医学的发展具有划时代的意义和革命性贡献，使得临床治疗从初级的简单“修复、矫形”治疗上升到更高层次的组织与器官的“替代式”治疗，极大改善和提高了人们的生活质量，克服了以往重大疾病只能单纯依靠药物治疗的不足。
二、分类及特点生物医用钛合金材料是专指用于生物医学工程的一类功能结构材料，主要用于外科植入物和矫形器械等产品的生产和制造。
钛及钛合金的研究
钛及钛合金的研究1.引言钛是 20 世纪 50 年代发展起来的一种重要的结构金属，因其具有质轻、高强、耐蚀、耐热、无磁等一系列优良性能，以及形状记忆、超导、储氢、生物相容性四大独特功能，被广泛应用在航空航天、舰船、军工、冶金、化工、海水淡化、轻工、环境保护、医疗器械等领域，并创造了巨大的经济和社会效益，在国民经济发展和国防中占有重要的地位和作用。
钛是金属材料王国中“全能的金属”、“海洋金属”、“太空的金属”，从工业价值、资源寿命和发展前景来看，钛被视为继铁、铝之后处于发展中的“第三金属”和“战略金属”。
根据在钛中加入β稳定元素的多少及退火后的组织，钛合金可分为α、近α、α+β、近β和β钛合金。
美、日、俄罗斯以及中国等许多国家都高度重视钛合金的发展，各国根据不同国情和需求进行了各自的研发，现已得到了广泛的应用[1~3]。
2.钛及钛合金的特点钛及钛合金具有许多优良特性,主要体现在如下几个方面：(1)比强度高。
钛合金具有很高的强度,其抗拉强度为686~1 176 MPa,而密度仅为钢的60%左右,所以比强度很高。
(2)硬度较高。
钛合金(退火态)的硬度HRC为32~38。
(3)弹性模量低。
钛合金(退火态)的弹性模量为1.078@105~1.176@105MPa,约为钢和不锈钢的一半。
(4)高温和低温性能优良。
在高温下,钛合金仍能保持良好的机械性能,其耐热性远高于铝合金,且工作温度范围较宽,目前新型耐热钛合金的工作温度可达550~600e;在低温下,钛合金的强度反而比在常温时增加,且具有良好的韧性,低温钛合金在-253e时还能保持良好的韧性。
(5)钛的抗腐蚀性强。
钛在550e以下的空气中,表面会迅速形成薄而致密的氧化钛膜,故在大气、海水、硝酸和硫酸等氧化性介质及强碱中,其耐蚀性优于大多数不锈钢。
此外,钛还具有形状记忆、吸氢、超导、无磁、低阻尼等优良特性。
纯钛及钛合金与其他材料有关性能的对比见表1。
3.钛及钛合金的研究进展1954 年美国成功研制出第一个实用钛合金Ti-6Al-4V，由于其具有优异的综合性能，成为钛合金中的王牌合金[1]。
生物医用钛合金材料及其应用
魏芬绒，王海，金旭丹，杨晓康，崔文俊
（西安赛特思迈钛业有限公司，陕西 西安 ７１０２９９）
摘 要 ：随着生物技术的蓬勃发展和重大突破，生物医用钛合金的需求量快速增长。然而，已被广泛应用的 ＴＣ４ 及
ＴＣ４ＥＬＩ 等医用钛合金中由于 Ｖ 和 Ａｌ 元素存在的致病性，因此新型医用钛合金的研发在我国具有重大的现实意义和广
Abstract: Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ ｏｆ ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ ｆｏｒ ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｌｌｏｙ ｈａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｒａｐｉｄｌｙ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｐａｔｈｏｇｅｎｉｃｉｔｙ ｏｆ Ｖ ａｎｄ Ａｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｉｎ ｍｅｄｉｃａｌ ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｌｌｏｙｓ， ｓｕｃｈ ａｓ ＴＣ４ ａｎｄ ＴＣ４ＥＬＩ， ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ， ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｎｅｗ ｍｅｄｉｃａｌ ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｌｌｏｙｓ ｈａｓ ｇｒｅａｔ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ａｎｄ ｂｒｏａｄ ｍａｒｋｅｔ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ， ｂａｓｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｌｌｏｙｓ ａｒｅ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｌｌｏｙｓ ｉｓ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ． Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｎｅｗ ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｌｌｏｙｓ ａｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ． Keywords: ｍｅｄｉｃａｌ ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｌｌｏｙ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ；ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ；ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ
生物医用金属材料研究现状与应用进展
生物医用金属材料研究现状与应用进展
随着人们对健康的关注度不断提高，生物医用金属材料在医学领域中的应用越来越广泛。
这些金属材料具有良好的生物相容性、力学性能和稳定性，同时也能够满足医学设备的需求。
目前，主要的生物医用金属材料包括钛及钛合金、铬钼合金、不锈钢、镍钛形状记忆合金等。
其中，钛及钛合金是应用最为广泛的生物医用金属材料。
钛及钛合金具有良好的生物相容性，能够与人体组织良好地结合，对人体无毒副作用，同时还具有较高的力学性能和耐腐蚀性。
因此，钛及钛合金制成的医疗器械、种植体、修复材料等在骨科、牙科、耳鼻喉科等医学领域得到广泛应用。
铬钼合金具有优异的耐腐蚀性和高温抗氧化性，因此在心脏起搏器、血管支架等领域也有广泛的应用。
不锈钢在手术器械制造和医用耗材的生产中也有着广泛的应用。
近年来，镍钛形状记忆合金的应用也越来越受到关注。
镍钛合金具有良好的生物相容性、耐腐蚀性和形状记忆性能，因此在牙科、神经外科等领域中得到了广泛应用。
例如，在牙科种植体中，镍钛形状记忆合金能够更好地适应患者的口腔形态，提高种植体的成功率。
总之，生物医用金属材料在医学领域的应用前景广阔，未来还有很大
的发展空间。
但是，金属材料也存在一些问题，例如金属离子的释放、磨损等会对人体造成不良影响。
因此，随着技术的不断进步，对生物医用金属材料的研究和改进也需要不断推进，以更好地满足医学的需求。
生物医用Ti-Nb-Zr-Sn合金组织和力学性能的研究
ｍｅａｓｕｒｅｄ ｂｙ ｂｅｎｄｉｎｇ ｔｅｓｔ，ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｗａｓ ｔｅｓｔｅｄ ｂｙ ｓｔａｔｉｃ ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｌｏｙ ｉＳ ｓｔａｂｌｅ ｐｈａｓｅ Ｂ
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ｍａｘｉｍｕｍ ｓｈａｐｅ ｍｅｍｏｒｙ ｅｆｆｅｃｔ．ｂｕｔ ｉｔｓ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｓｔｒａｉｎ
关键词：
ｐ型钛合金；生物医用材料；显微组织；力学性能；超弹性
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
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ｔｈｅ ｄ—ｅｌｅｃｔｒｏｎ ａｌｌｏｙ ｄｅｓｉｇｎ
ｔｈｅｏｒｙ（ＤＶ－Ｘａ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ ｍｅｔｈｏｄ）
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钛合金在生物医学方面应用PPT课件
钛合金在生物传感器方面的应用
生物传感器
钛合金具有良好的导电性和稳定性，可以用于制作生物传感器。这 些传感器可以检测生物分子、离子和气体等。
生物分子检测
利用钛合金表面的特殊性质，可以设计出用于检测生物分子的传感 器，如蛋白质、核酸和糖类等。
在线监测
通过将钛合金传感器植入体内或与外部设备相连，可以实现实时在线 监测生物分子浓度的变化，为疾病的诊断和治疗提供依据。
06 未来展望与研究方向
提高钛合金的生物相容性和耐腐蚀性
生物相容性
通过表面改性、涂层技术等手段，提高钛合金与人体组织的相容性，减少排异反应和炎 症反应。
耐腐蚀性
研究新型钛合金材料，提高其耐腐蚀性能，降低因腐蚀引起的并发症和植入物的失效风 险。
探索新型钛合金材料和制备技术
材料创新
开发具有优异性能的新型钛合金材料，如高强度、高韧性、轻量化等特性，以满足不同医疗领域的需 求。
钛合金在人工关节置换中的应用
总结词
钛合金因其良好的生物相容性和机械 性能，在人工关节置换中广泛应用。
详细描述
钛合金被用于制造人工髋关节、膝关 节等，能够与人体骨组织形成稳定的 骨整合，降低植入物的松动和磨损， 提高关节的长期稳定性和使用寿命。
钛合金在骨折内固定中的应用
总结词
钛合金作为骨折内固定的材料， 具有良好的生物相容性和抗腐蚀 性。
总结词
钛合金因其良好的生物相容性和机械性能，成为牙科修复材料的理想选择。
详细描述
钛合金用于牙科修复材料，能够提供高强度、耐腐蚀和美观的修复效果。同时， 钛合金与人体骨骼和牙齿的结合能力强，能够减少并发症和修复失败的风险。此 外，钛合金修复材料易于加工和定制，能够满足患者个性化的修复需求。
钛合金材料在医学领域的应用研究
钛合金材料在医学领域的应用研究钛合金材料，在许多领域的应用都已成为常态，其中之一就是医学领域。
钛合金材料本身具有优异的化学稳定性、生物相容性、抗腐蚀性、可塑性等特点，而且由于钛粘着性很强，因此还可以与骨质细胞相互作用。
这些特点使得钛合金材料成为了骨科、牙科等医学领域的理想材料。
一、钛合金材料在骨科领域的应用在骨科医学领域，钛合金材料广泛用于人工关节置换、植入器再生以及植入物的固定。
其原因在于钛合金材料甚至比不锈钢还要耐腐蚀，对于机体不会产生不良反应。
特别是在人工关节置换手术中，钛合金材料可以提供完美的生物相容性和物理力学性质，可以在关节内长期稳定的存在。
许多钛合金材料的临床评估结果表明，其与人体的相容性非常好，没有产生任何不良影响和后遗症，可以安心使用。
二、钛合金材料在牙科领域的应用在牙科医学领域，钛合金材料的应用非常普遍，尤其是在种植修复上。
相较于其他材料，钛合金材料可以有效地抵抗长期的咀嚼和咬合力量。
而且，钛合金材料与骨髓和牙龈组织都能良好地结合，不会对人体产生不良反应和排异性反应。
除了种植修复外，钛合金材料还可以用于制作牙冠、牙槽骨再造等方面，有效地提高了牙科医学的疗效和效率。
三、钛合金材料在其他医学领域的应用除了在骨科和牙科领域，钛合金材料还可以应用于其他医学领域。
比如，钛合金材料被用于手术之后的外科植入物，如心脏、血管、腹膜等器官的修复，它们的应用不仅能够降低体内假体的反应和排斥反应，而且长时间的运用对器官的健康没有任何威胁。
此外，钛合金材料还可以用于神经刺激器的植入和股骨头的保留性手术等。
可以说，钛合金材料的应用已经在医学领域的许多方面拥有了广泛的应用和重要的作用。
四、钛合金材料在医学领域的研究与发展虽然钛合金材料在医学领域的应用已经得到广泛的认可，但是这并不意味着它的研究已经结束。
相反，科学家们正在不断的研究和探索它在医学领域的更多应用。
目前，钛合金材料正在被研究用于心脏瓣膜、内脏血管、神经修复和人工角膜等方面。
钛及钛合金粉末注射成型研究近况及应用前景。
金零件性能和尺寸精度都有很大的影响。
２．１
粉体制备 随着钛及钛合金在各个领域的应用，对钛粉的需求迅速
具有良好兼容性的ｐ相、近Ｂ相Ｔｉ合金［８‘９］，从而克服了ｖ、
Ａ１、Ｎｉ等对钛合金产生的“遮蔽效应”［１…，如ＢｉｄａｕｘＥｌｌ］制得相
增加，而高纯、低成本及稳定化的钛粉越来越成为国内外粉 末制备的研究热点。当前国内制备钛及钛合金粉末的方法 很多，主要有氢化脱氢法（Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ
炼的研究主要集中于粉末装载量与混料的流变特性。王家 惠等［３朝研究了Ｔｉ一６ＡＩ一４Ｖ混炼时的装载量及流变特性，发现 图１气雾化制粉示意图¨叫
Ｆｉｇ．１ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｇａｓ ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ：１９
０、Ｎ含量较高［１“。郑新科等Ｅ１ ７］在氢化脱氢法制备钛粉的氢
Hale Waihona Puke 化和脱氢工序中分别加入降氧剂吸收原料和设备中的杂质
气体，并在生产钛粉过程中实行全程控制空气湿度，使得相
得率高、球形度高及氧含量低等特点，但存在坩埚污染的问 题。等离子旋转电极（ＰＲＥＰ）法原理如图２所示，在国内研 究最早的单位是西安宝德粉末冶金有限责任公司，研制成功
ｐｏｗｄｅｒ
ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ
ａｒｅ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｓ ｗｅｌｌ
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ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
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ｐｏｗｄｅｒ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｏｍｅ ｐｏｗｄｅｒ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ Ｔｉ ａｎｄ Ｔｉ ａｌｌｏｙｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ ａｎｄ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ
生物医用钛合金材料的研究进展
生物医用钛合金材料的研究进展随着现代医学的发展，生物医用材料在医疗领域中起着至关重要的作用。
其中，钛合金材料由于其优良的生物相容性和机械性能而备受关注。
本文将就生物医用钛合金材料的研究进展进行探讨。
一、钛合金材料的特点钛合金是由钛和其它元素（如铝、钼等）合金化而成的材料。
它具有重量轻、力学性能好、耐蚀性高、生物相容性好的特点，成为了生物医学领域中广泛使用的材料之一。
钛合金的重量轻是由于钛的密度较小，在医疗设备中使用可以减轻患者的负担，提高手术的成功率。
同时，钛合金的力学性能优异，能够满足不同医学需求的要求，比如可以使用于骨骼支架、牙科种植体等方面。
另外，钛合金具有良好的耐蚀性，不易被体液和生物组织腐蚀，因此可以长期应用于植入体内的医疗器械。
此外，钛合金表面易于与骨组织结合，能够促进骨与植入物的整合，提高植入物的稳定性与功能。
二、生物医用钛合金材料的应用（一）骨骼修复领域钛合金材料在骨骼修复领域中有着广泛的应用。
具体而言，钛合金可以制成骨板、骨螺钉等用于骨折固定，或制成人工关节、人工髋等用于关节置换。
这些医用器械不仅具有良好的生物相容性，而且由于钛合金的机械性能优良，可以承受髋关节等关节处较大的压力，降低植入物疲劳破坏的风险。
（二）牙科应用领域钛合金材料在牙科应用领域中也有着重要的地位。
一些研究表明，钛合金种植体可以与骨组织无缝结合，能够成为牙齿修复的稳定支撑。
此外，钛合金材料表面可进行氧化处理，形成微米级的表面粗糙度，有助于促进骨细胞的黏附和生长，提高种植体的成功率。
（三）心脏血管领域钛合金材料在心脏血管领域的应用主要体现在人工心脏瓣膜上。
钛合金人工心脏瓣膜具有平滑的表面、良好的机械性能和生物相容性，能够在血流中保持无阻力、无泄漏的状态。
三、钛合金材料改性与表面处理目前，对钛合金材料的改性与表面处理成为了研究的热点。
常见的改性方法包括氧化、纳米涂层、生物功能化修饰等。
氧化处理可以改善钛合金表面的生物相容性和机械性能，增强钛合金与骨组织的结合。