生物记忆材料·镍钛合金·在骨科领域中的研究与进展
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。
生物医学材料在骨科临床中的应用研究
生物医学材料在骨科临床中的应用研究骨科是医学中专门研究与治疗与骨骼相关疾病和损伤的学科领域。
随着科技的发展，越来越多的生物医学材料被应用于骨科临床，为骨科疾病的治疗和修复提供了新的解决方案。
本文将探讨生物医学材料在骨科临床中的应用研究，并总结其优势和挑战。
生物医学材料是具有生物相容性和生物活性的材料，可以与生物组织相互作用，促进组织修复和再生。
在骨科临床中，生物医学材料可以用于骨折、骨缺损、关节疾病和骨肿瘤等多种情况的治疗。
以下是几种常见的生物医学材料在骨科临床中的应用研究。
首先，生物活性陶瓷材料被广泛应用于骨科临床。
钙磷陶瓷材料（如羟基磷灰石）和生物玻璃材料具有良好的生物相容性和生物活性，可以促进骨组织的再生。
它们可以用于修复骨折、骨缺损和关节疾病，提供支撑和促进骨愈合。
此外，钛合金材料也被广泛用于骨科植入物的制造，如人工关节和骨螺钉。
钛合金具有优异的机械性能和生物相容性，能够与骨组织牢固结合，提供稳定的植入物。
其次，生物降解聚合物材料也是骨科临床中的重要应用研究领域。
一些生物降解聚合物材料（如聚乳酸和聚乳酸-羟基乙酸共聚物）具有良好的生物相容性和可降解性，可以在骨组织修复过程中提供支撑和促进组织再生。
这些材料可以制备成骨修复支架、骨水泥和缝合线等，用于骨折和骨缺损的修复。
此外，利用生物降解聚合物材料制备的3D打印骨模型也为骨科手术的规划和实施提供了便利。
此外，生物医学材料在骨肿瘤治疗中也发挥重要作用。
一种被广泛研究的生物医学材料是药物载体材料。
药物载体材料可以将抗肿瘤药物包裹在材料中，并实现药物的缓释。
这种材料可以植入到肿瘤部位，释放药物以抑制肿瘤生长。
另外，金属支架也被用于放射治疗中，通过将放射源安放在金属支架中，在肿瘤部位释放射线，实现精确的肿瘤治疗。
生物医学材料在骨科临床中的应用研究给患者带来了很多好处，但也面临着一些挑战。
首先，生物医学材料的选择和设计需要根据患者的具体情况和治疗需求进行个体化。
超强记忆新材料镍钛铜合金
超强记忆新材料镍钛铜合金
德国基尔大学研究人员新发明了一种镍钛铜记忆合金，其变形次数可以达到千万次而不会断裂，这一新材料在微电子和光学器件、传感器、医疗器件等众多领域将有广泛的应用前景。
而我们熟悉的大多数合金在两种晶格状态下转变几千次，就会出现裂纹甚至断裂，这是因为在金属高温相（奥氏体）会出现越来越多的低温相（马氏体）晶体结构，两相之间的转换不完全会导致合金断裂。
该记忆合金单元是由54个钛原子、34个镍原子以及12个铜原子组成，研究人员在22～87℃下，通过高倍电子显微镜和X光射线检测发现，这种成分组成的记忆合金可以经受千万次的变形而不会出现裂纹。
研究人员在显微镜下还能看到马氏体完全转化为奥氏体时，两个钛原子和铜原子在晶格中沉积，构成了晶体在两个相中的基本结构，称为外延生长。
《科学》杂志评价认为，这项发明大大拓宽了记忆合金的应用领域，电磁耦合器、温度传感器、微电子和光学器件、信息存储介质，以及医疗领域中的人工心脏瓣膜等都有广泛应用潜力。
在石油工程领域，随着石油仪器、设备、工具使用频率高、负荷重、使用条件复杂多变（温度、压力常发生变化）现象的增多，对零部件材料的抗形变能力的要求越来越高，这一超强记忆合金为提高材料的力学性能、延长材料使用寿命提供了新思路。
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镍钛形状记忆合金材料在骨科应用的研究进展
作者单位 : 1 甘肃省肿瘤医院骨科，甘肃 兰州 730050；2 兰州大学第一 医院骨科，甘肃 兰州 730000；3 甘肃省第二人民医院检验科，甘肃 兰 州 730000
态，设有正弓与反弓，在臂端力点的接触面上，呈锯齿状， 将之稳定性从松质骨扩大到皮质骨。临床应用于骨盆骨 折、舟骨不连、踝关节融合等。继之所研制的弓形主动记 忆加压接骨器，进一步研制成功了天鹅型记忆系列接骨器 (SMC)。SMC 不但能将骨断端轴向地整体“记忆”于解剖 位，而且能产生非AO（Association for the study of internal Fixation ）性的动态性加压；它的全场应力分布，属非一次性 地、静态地作用于骨断端。 1.2 NiTi-SMA 锯齿臂环抱内固定器
用于骨质疏松性转子间骨折的 NiTi-SMA 钉板系统， 由带股骨上端环抱器的主板、股骨头分叉钉、三叶草分叉 钉、钉尾加压帽和备用皮质骨螺钉组成。记忆合金钉板主 板上面的环抱器用于固定股骨近端骨干，不用额外的螺钉 固定，不会导致应力集中及过多的骨质破坏；三叶草分叉
钉的弹性回缩和钉头的特殊设计,有助于骨折断面的持续 加压和防止股骨头旋转；同时, 记忆合金钉板有更好的弹 性固定作用，可以减少疲劳断钉和股骨头、颈部穿透 。 [14]
股骨干粉碎骨折，髓内钉或交锁钉固定是临床上常用 的方法，然而如何将碎骨块解剖复位是临床常常遇到的问 题。以往临床常用钢丝捆扎，但稳定性较差；捆扎带较好， 但与皮质的接触过多，不利血运。张春才等设计的记忆箍 环，为碎骨块的解剖复位，一则提高了骨块复位的稳定性， 二则与骨面形成有利于血运的点位接触。临床上与髓内 针联合应用，取得了良好的效果。 1.8 NiTi-SMA 钉板系统
镍钛记忆合金材料在骨科的应用
镍钛记忆合金材料在骨科的应用目的探究镍钛记忆合金材料在骨科的应用现状。
方法通过对镍钛记忆合金在骨科的具体使用方法和类型进行研究，评价镍钛记忆合金材料骨科应用的价值。
结果在骨科镍钛记忆合金材料可应用于四肢、脊柱及股骨头的骨折中，临床应用效果较为满意。
结论镍钛记忆合金材料拥有较好的生物相容性，其较好的弹性及不易磨损、抗腐蚀的优点，在骨科骨折的治疗上得到了广泛的应用。
[关键字] 镍钛形状记忆合金；骨折；内固定：骨科；应用美国研究学者BueMe通过发布对镍钛合金形状记忆效应的研究成果[1]，引发了镍钛合金的研究浪潮。
随着科技的发展，镍钛合金在医学领域的应用越来越广泛，其被称为一种生物记忆材料。
笔者通过对骨科临床阶段镍钛记忆合金在不同部位的应用进行总结，现表述如下。
1 镍钛合金的使用原理镍钛合金的形状记忆功能是指镍钛合金在低温的情况下进行塑性，当元件加热到一定的温度后，其可恢复到原来的形状。
其较好的组织相容性及弹性、耐性，可适应各种临床需要。
2 骨科的应用现状2.1 脊柱方面在颈椎病的治疗上，镍钛人工颈椎关节的应用称为治疗的新方法。
通过合金棒对人体脊柱的矫正，可达到满意的治疗效果。
镍钛记忆合金材料的使用对减少颈椎的退行性病变、降低压力及预防并发症方面有着重要的意义。
卢世壁通过镍钛合金棒治疗32例脊柱侧弯[2]，疗效满意，其研究表明其在自身的相变过程中可达到良好的水平矫正效果。
笔者通过20例23个椎关节的临床实践，通过3年的随访研究发现，患者的颈椎关节的活动度增高较为明显，神经性的压迫症状得到较好的减轻且治疗效果没有衰减。
2.2 关节方面髋臼骨折的治疗。
粉碎性的髋臼骨折一直是骨折的治疗难题之一。
髋臼关节上复杂而且形状不规则，周围血运丰富复杂。
在治疗物质的选择上的不仅需要良好的弹性及塑形，以适应复杂的关节形状，而且需要具备良好的稳定性，以耐受骨愈合中产生的压力。
髋臼三维记忆内固定系统的产生，合理的解决了这一难题，其不仅能解决复杂的解剖结构带来的困扰，而且手术操作十分方便。
镍钛记忆合金材料在骨科的应用
镍钛记忆合金材料在骨科的应用作者：齐晓军来源：《中外医疗》2012年第28期[摘要] 目的探究镍钛记忆合金材料在骨科的应用现状。
方法通过对镍钛记忆合金在骨科的具体使用方法和类型进行研究，评价镍钛记忆合金材料骨科应用的价值。
结果在骨科镍钛记忆合金材料可应用于四肢、脊柱及股骨头的骨折中，临床应用效果较为满意。
结论镍钛记忆合金材料拥有较好的生物相容性，其较好的弹性及不易磨损、抗腐蚀的优点，在骨科骨折的治疗上得到了广泛的应用。
[关键字] 镍钛形状记忆合金；骨折；内固定：骨科；应用[中图分类号] R687.3 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2012）10（a）-0190-02美国研究学者BueMe通过发布对镍钛合金形状记忆效应的研究成果[1]，引发了镍钛合金的研究浪潮。
随着科技的发展，镍钛合金在医学领域的应用越来越广泛，其被称为一种生物记忆材料。
笔者通过对骨科临床阶段镍钛记忆合金在不同部位的应用进行总结，现表述如下。
1 镍钛合金的使用原理镍钛合金的形状记忆功能是指镍钛合金在低温的情况下进行塑性，当元件加热到一定的温度后，其可恢复到原来的形状。
其较好的组织相容性及弹性、耐性，可适应各种临床需要。
2 骨科的应用现状2.1 脊柱方面在颈椎病的治疗上，镍钛人工颈椎关节的应用称为治疗的新方法。
通过合金棒对人体脊柱的矫正，可达到满意的治疗效果。
镍钛记忆合金材料的使用对减少颈椎的退行性病变、降低压力及预防并发症方面有着重要的意义。
卢世壁通过镍钛合金棒治疗32例脊柱侧弯[2]，疗效满意，其研究表明其在自身的相变过程中可达到良好的水平矫正效果。
笔者通过20例23个椎关节的临床实践，通过3年的随访研究发现，患者的颈椎关节的活动度增高较为明显，神经性的压迫症状得到较好的减轻且治疗效果没有衰减。
2.2 关节方面髋臼骨折的治疗。
粉碎性的髋臼骨折一直是骨折的治疗难题之一。
髋臼关节上复杂而且形状不规则，周围血运丰富复杂。
镍钛记忆合金在骨科临床中的应用
·３ ６ ５·
时进行肩关节功 能 练 习 ，于 肩 关 节 外 展 ９ 以上时 ０ ʎ 有轻 微 疼 痛 及 牵 拉 感 ， 肩关节功能检查显示优 良 ２例， 差 １ 例， 平 均 恢 复 时 间 ３ 个 月， 因此 １ ７例， 认为镍钛 记 忆 合 金 锁 骨 钩 环 抱 器 具 有 手 术 操 作 简 便、 创伤小 、 出血少 、 手术时间短及关节功能恢复快 等优点 。 １． ２ 镍钛记忆合金套合式交锁髓内钉 镍钛记忆合金套合式交锁髓内钉常用于肱骨骨 由主钉和副钉组 成 ， 近 端 有 ２ 根 锁 钉 孔， 主钉与 折， 夹角为３ ， 呈 Ｙ 形， 另有２ 副钉延伸 为 两 翼 ， ５ ʎ ０ ʎ ～４ 根交锁钉 。 镍钛记忆合金套合式交锁髓内钉凭借创 手术时间短及 弹 性 模 量 与 骨 接 近 可 减 少 应 力 伤小 、 有利 于 加 速 骨 折 愈 合。 两 翼 状 结 构 在 遮挡等特性 ， 肱骨髓腔内会对内 壁 产 生 压 力 ， 具有抗旋转与侧方 移位的作用 。 在 ０ħ ～４ħ 冰 盐 水 中 使 镍 钛 记 忆 合 将主副钉由弯变直 ， 插入 金套合式交锁髓内钉软化 ， 以联接 骨 折 端 。 待 温 度 恢 复 至 ３ 髓腔 ， ７ħ 时 ， Ｙ形 两翼逐渐撑开 ， 对髓腔内壁产生压力 ， 最后在髓内钉 近端利用瞄准器打入 ２ 枚锁钉 。 曹燕明等
／ ⦠： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ３ ７ ０ ８ ３ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ６ ． ０ ０ ７ ｊ
镍钛记忆合金 是 随 温 度 变 化 的 形 状 记 忆 合 金 ， 具有耐磨损 、 抗腐蚀 、 抗疲劳及有弹性等优点 。 基于 镍钛记忆合金 固 定 物 可 对 锁 骨 、 肩 锁 关 节、 尺骨 此， 鹰嘴 、 桡骨 、 股骨及髌骨等人体特殊骨折部位进行固 定， 产生的回复应力可对骨折端进行持续加压 、 撑开 及抗旋转 ， 从而达到 良 好 固 定 与 加 速 骨 折 端 愈 合 的 目的 。 １ 镍钛记忆合金固定物 １． １ 镍钛记忆合金环抱器 镍钛记忆合金环抱 器 呈 直 形 或 圆 弧 形 ， 由 ４组 环臂组成 ， 环臂内设计为齿状结构以牢固固定断端 ， 可用于锁骨骨折 、 肋骨骨折 、 多发性肋骨骨折及尺桡 骨骨折等 。 对于锁骨骨折一般选用直径为锁骨直径８ ５％ ～ ９ ０％ 的镍钛记忆合金锁骨环抱器 。 当锁骨中段骨折 时， 可使用直形环 抱 器 ； 当锁骨外１ ／ 则可 ３ 骨 折 时， 使用弧形环抱器 。 术 中 暴 露 骨 折 端 后 ， 将镍钛记忆 合金锁骨环 抱 器 浸 泡 于 ４ħ 以 下 冰 盐 水 中 ， 待硬度 降低后进行塑形 。 骨 折 端 复 位 满 意 后 ， 撑开镍钛记 忆合金锁骨环抱器所有环臂 ， 横跨骨折端 ， 并将其放 置于锁骨前 方 或 后 方 ， 待温度恢复至３ 镍钛 ７ħ 时 ， 这 记忆合金锁骨环抱 器 的 形 状 及 硬 度 会 逐 渐 恢 复 ， 样便使 ４ 个环臂紧 紧 咬 合 于 锁 骨 断 端 两 侧 ， 形成牢
NiTi形状记忆合金的超弹性及医学应用研究
NiTi形状记忆合金的超弹性及医学应用研究一、本文概述本文旨在深入探讨NiTi形状记忆合金的超弹性特性及其在医学应用领域的广泛影响。
NiTi，即镍钛合金，以其独特的形状记忆效应和超弹性，在众多工程领域中占据了举足轻重的地位。
尤其在医学领域，NiTi形状记忆合金的应用已逐渐成为研究热点，其在牙科、骨科、心血管科等领域的应用前景广阔。
本文将首先介绍NiTi形状记忆合金的基本特性，包括其形状记忆效应和超弹性的原理及其产生机制。
随后，将重点讨论NiTi合金在医学领域的应用现状，包括其在牙科正畸、骨科植入物、心血管支架等方面的实际应用案例。
本文还将探讨NiTi合金在医学应用中的优势和挑战，以及未来可能的发展方向。
通过对NiTi形状记忆合金超弹性特性的深入研究，以及对其在医学应用领域的系统梳理，本文旨在为相关领域的研究者提供有价值的参考，为推动NiTi合金在医学领域的进一步发展提供理论支持和实践指导。
二、NiTi形状记忆合金的基本性质NiTi形状记忆合金，也被称为镍钛合金，是一种独特的金属合金，其特性源于其独特的晶体结构和相变行为。
NiTi合金由大约50%的镍（Ni）和50%的钛（Ti）组成，其原子比例接近等原子比，这使得它具有非凡的形状记忆效应和超弹性。
形状记忆效应：NiTi合金的形状记忆效应是指合金在经历一定的塑性变形后，通过加热到某一特定温度（即Af温度以上），能够恢复其原始形状的特性。
这种效应源于合金内部发生的可逆马氏体相变。
在低温下，合金处于马氏体相，具有较高的塑性；而在高温下，合金转变为奥氏体相，具有较低的塑性。
当合金在马氏体相下发生塑性变形后，再加热至奥氏体相，合金就能通过相变恢复其原始形状。
超弹性：NiTi合金的超弹性是指合金在受到外力作用时，能够发生大的弹性变形而不产生永久塑性变形的特性。
这种特性使得NiTi 合金在受到外力后，能够迅速恢复到原始状态，具有良好的回复性。
超弹性的产生与合金内部的应力诱发马氏体相变有关。
镍钛形状记忆合金材料在骨科的应用
镍钛形状记忆合金材料在骨科的应用余洋;李新志;郑之和【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2010(014)047【摘要】背景:目前镍钛形状记忆合金使用广泛,已应用于骨科内固定物、牙科心血管材料、神经外科、泌尿外科、胃肠外科、肝胆外科以及生殖医学等医学诸多领域.目的:就镍钛形状记忆合金在骨科各方面的应用作一综述,以阐明其在骨科的应用现状.方法:由第一作者分别以"镍钛形状记忆合金,骨折"和"Nickel titanium (NiTi) shape memory alloys,fracture"为关键词进行检索,CNKI数据库的检索时限为2002/2009,PubMed数据库(/PubMed)的检索时限为1963/2009,检索内容为镍钛形状记忆合金在骨科的应用.结果与结论:计算机初检得到57篇文献,阅读标题和摘要进行筛选,保留符合纳入标准的17篇归纳总结.结果显示,镍钛记忆合金不仅仅使用在四肢骨折中,近年来也使用在脊柱和股骨头骨折中.镍钛记忆合金生物相容性好,并具有超弹性、低磁性、耐磨损、耐疲劳、抗腐蚀的特性,已作为一种新型内固定材料被广泛使用.【总页数】3页(P8840-8842)【作者】余洋;李新志;郑之和【作者单位】三峡大学医学院仁和医院骨科,湖北省宜昌市,443001;三峡大学医学院仁和医院骨科,湖北省宜昌市,443001;三峡大学医学院仁和医院骨科,湖北省宜昌市,443001【正文语种】中文【中图分类】R318【相关文献】1.镍钛形状记忆合金材料在骨科应用的研究进展 [J], 王勇平;陈根元;刘小荣2.镍钛记忆合金材料在骨科的应用 [J], 齐晓军3.镍钛形状记忆合金的生物相容性及其在骨科的应用 [J], 李强;唐际存4.镍钛形状记忆合金在骨科中的研究和应用 [J], 原野;曾跃林;陈铖;谭海涛;吴安平;朱崇瑜5.镍钛形状记忆合金在骨科中的研究和应用 [J], 原野;曾跃林;陈铖;谭海涛;吴安平;朱崇瑜;;;;;;;;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
生物记忆材料在骨科及医疗器械领域中的应用
生物记忆材料在骨科及医疗器械领域中的
应用
随着科技的发展，生物记忆材料在骨科及医疗器械领域的应用日益广泛。
生物记忆材料是一种可以根据外界环境和温度变化而变形的材料，因此，它完全可以满足骨科和医疗器械领域的需求。
在骨科领域，生物记忆材料可以用于制作特殊的植入物，可以改善运动功能和缓解疼痛。
例如，生物记忆合金可以用于制作人工关节，可以调节温度，调节活动分布。
这种合金可以使植入物更加稳定，更有灵活性，更有效地帮助病人恢复健康。
在医疗器械领域，生物记忆材料可以用于制作特殊的医疗器械，可以提高医疗器械的安全性和可靠性。
例如，生物记忆合金可以用于制作外科导管，可以跟踪温度变化，调整管道的形状和直径，更好地定位管道。
这种合金还可以调节管道内的流动，提高管道的使用性能，减少操作时间，降低术后并发症的发生率。
生物记忆材料在骨科及医疗器械领域具有重要的应用价值，它可以使植入物更加稳定，提高医疗器械的安全性和可靠性。
因此，我们应该积极推广这种材料的应用，以改善骨科及医疗器械领域的技术水平，确保更安全地治疗患者。
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。
生物材料在骨科医学中的应用研究
生物材料在骨科医学中的应用研究骨科医学是一门涉及骨骼、关节及其周围组织的专业，它与生物材料密切相关。
生物材料是指特定的材料和器件，它们能够与组织和器官相互作用，产生一系列生物学反应，以达到医学治疗和修复的目的。
骨科医学中生物材料的研究和应用日益趋于成熟，对于人类健康和医学发展都具有重要意义。
一、生物材料在骨科医学中的应用历史人类使用自然材料进行骨骼修复的历史相当悠久，早在公元前3000年左右的印度，就有记录使用象牙、骏马等材料制成义齿、假肢以及其他器械。
到了公元前500年左右，希波克拉底开始使用可吸收的鱼鳔线缝合伤口，为外科医学的发展奠定了基础。
20世纪初期，西方国家开始尝试生物材料应用于骨科治疗领域。
1937年，斯特鲁瑟在医学刊物上发表了一篇关于人工骨支架的文章，标志着生物材料在骨科领域的应用开始进入系统化的阶段。
随着科技的不断进步和应用领域的拓展，骨科医学中的生物材料越来越广泛地应用，已经成为一门重要的研究方向。
二、生物材料在骨科医学中的种类在骨科医学中，常见的生物材料包括金属、聚合物、陶瓷、天然材料（如骨、软骨、诱导性蛋白等）和合成材料等。
不同材料具有各自的特点和优缺点，应用范围也有所不同。
1. 金属材料：常用的包括锆合金、钛合金等。
这些材料具有高强度、生物相容性好等优点，适合制作骨钉、骨板等内固定器械，可以用于切割、钻孔等操作。
2. 聚合物材料：一般采用可降解的聚乳酸、聚羟基乙酸酯等材料，因其生物可降解性好，不会残留在体内，被广泛用于软骨修复、骨折愈合等方面。
3. 陶瓷材料：包括氧化锆、氧化铝等，具有高强度、生物相容性好、抗氧化、耐磨性好等特点，在人工关节置换、骨修复等方面有广泛的应用。
4. 天然材料：如骨、软骨、诱导性蛋白等，它们具有生物相容性好、易于生物学修复等特点，在人工骨、软骨、关节等领域有广泛的应用。
三、生物材料在骨科医学中的应用研究1. 人工骨替代材料的研究人工骨替代材料主要指的是一类能够在人体内替代自然骨组织的材料。
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。
镍钛记忆合金在生物医疗中的应用
镍钛记忆合金在生物医疗中的应用
镍钛记忆合金在生物医疗领域有多种应用。
这种合金具有独特的形状记忆效应和超弹性，因此在医疗设备和植入物中得到了广泛应用。
血管内支架：镍钛合金是最成功的医疗应用之一，用于制造血管内支架。
这些支架可以在插入血管后扩张，支撑血管并保持其通畅，从而防止狭窄和闭塞。
骨科植入物：镍钛合金也可以用于制造骨科植入物，如固定钉、钢板和人工关节。
由于镍钛合金具有形状记忆效应，这些植入物可以在体内适应骨骼的形状，提供更好的固定和支撑。
牙科应用：镍钛合金在牙科领域也有应用，例如制造牙齿矫正器和保持器。
这些设备利用镍钛合金的超弹性，可以在口腔内施加适当的力，逐渐将牙齿移动到正确的位置。
手术器械：镍钛合金也可以用于制造手术器械，如钳子、剪刀和缝合针。
这些器械具有优异的强度和耐腐蚀性，可以在手术过程中提供可靠的性能。
药物输送系统：镍钛合金还可以用于制造药物输送系统，如微针和胶囊。
这些系统可以利用镍钛合金的形状记忆效应和超弹性，在体内精确地输送药物到目标部位。
总之，镍钛记忆合金在生物医疗领域具有广泛的应用前景，可
以帮助医生更有效地治疗疾病和改善患者的生活质量。
钛镍记忆合金在骨科张力性切口中临床分析及应用研究
钛镍记忆合金在骨科张力性切口中临床分析及应用研究发布时间：2022-05-30T08:40:36.444Z 来源：《医师在线》2022年7期作者：祝建军[导读] 探讨钛镍记忆合金缝合线在骨科张力性切口中的应用价值。
祝建军成武县伯乐集镇卫生院 ,山东菏泽 274209【摘要】目的探讨钛镍记忆合金缝合线在骨科张力性切口中的应用价值。
方法选取2018年11月至2020年11月在东明县人民医院收治的骨科患者100位作为研究对象，把这100位患者按照不同的缝合线分成实验组与参照组，每组各50位患者。
实验组患者的治疗方法是应用钛镍记忆合金缝合线连续减张皮肤及皮下组织全层缝合，参照组患者的治疗方法是预置普通丝线拉拢缝合，免打结可吸收缝合线缝合，钢丝缝合、PROLENE线缝合。
观察实验组与参照组两组患者的愈合时间。
观察两组患者的手术切口指标。
结果根据实验组与参照组两组患者的愈合时间可以看出，实验组患者的切口肿胀消退时间，首次收紧缝合线时间，切口闭合时间以及拆线愈合时间都要低于参照组的患者，两组对比差异具有统计学意义（P＜0.05）。
根据实验组与参照组两组患者的缝合技术手术切口指标可以看出，实验组患者术后一周无炎性反应率为78.00%（39/50），高于参照组患者的58.00%（29/50），两组对比差异具有统计学意义（P＜0.05）。
术后实验组患者的主观疼痛度（V AS）评分低于参照组的患者，两组对比差异具有统计学意义（P＜0.05）。
实验组患者术后两个月瘢痕横径在1 mm及以上的有14.00%（7/50），蜈蚣症为2.00%（1/50），均低于参照组的42.00%（21/50），与72.00%（36/50），两组对比差异具有统计学意义（P＜0.05）。
结论在骨科张力性切口中应用钛镍记忆合金能够有效的减少切口愈合的时间，降低出现的炎症几率，提高患者的治疗效果。
【关键词】骨科张力性切口，钛镍记忆合金，愈合时间【中图分类号】R686.5在骨科创伤当中较为常见的问题就是皮下组织以及皮肤因其在外力作用下而导致伤口肿胀，张力增加的情况。
镍钛形状记忆合金在骨科的研究与应用
１．１ 镍钛形状 记忆 合金 的功能 特性 记忆 合金 与 一般金 属 材料 的力学特性 有很 大 区别 ，它 们 的材料 弹性模 量 与合金 成 分 、加工方式 、热机 械处 理有 关 ，而呈 现不 同的物 理特 性。至 今 已发现具有形状记 忆功 能 的材料 有近 １００种 ，其 中 Ｎｉ—Ｔｉ 系 记 忆 性 能 最 突 出 ，应 用 也 最 为 成 熟 和 广 泛 。镍 钛 形 状 记 忆 合金作为记忆合金 的代 表 ，以其 ８％ 的变形率 、百万 次的循 环 次数 、超细 的晶粒度 、优异的抗腐蚀性 和生物相 容性 以及低 弹 性模量 、低磁性 、低 比重 和射 线不 透性 ，被 认为 是最 佳 的生 物 植 入材料。由于镍 钛记 忆合 金 的弹性 模 量在 ５２—５９ Ｇｐａ之 间 ，是不锈钢 的 １／４，与人 体皮 质 骨较 为 接近 。依 据 ｗｏＩｆｆ定 律 ，低弹性模 量的 器械 能 够消 除应 力 遮 挡现 象 ，避 免 骨质 疏 松 。此 外 ，记 忆 合 金 在 形 变 恢 复 过 程 中 能 够 对 外 做 功 ，而 坚 强 固定下 的持续应力刺激是促进 骨愈合 的主要 因素之一 ，所 以 ， 其制作 的接骨板 或聚髌 器 ，都可 在形 变恢复 过程 中产 生 持续 的加压力 ，这种独 特 的 自加 压功 能为患 者提 供 了 良好 的生 物 力学条件 ，便 于骨创 面的修 复。 １．２ 镍钛形状记 忆合 金的 安全性 能研究 镍钛形 状 记忆 合 金作为长期植入物 ，在人 体 复杂 的电化 学系 统 中面临 的最 重 要的问题就是腐 蚀。Ｌｏｐｅｚ等 认 为击穿 电位 ＞５００ ｍＶ 的生 物材料植入人 体后 ，具 有足 够的耐 腐蚀 性。而 镍钛 合金 在人 体 液中的击 穿电位高 达 １０００ ｍＶ 以上 ，从而 证 明其 植入 人体 后耐腐蚀性能 特别 强 。１９７６年 Ｃａｓｔｌｅｍａｎ等将镍 钛记 忆合 金植入动物骨骼 中，通过 Ｘ线片 、组织学 、形态 学观察证实 ，镍 钛记忆合金对局部组织无损 害 ，所产 生的炎症 反应 轻 ，组 织修 复过程短 。Ｒｙｈａｎｅｎ等 在 为期 ２６ Ｗ的实验 中，镍钛 记忆 合 金 内植物周 围软组织未发现 毒性和炎症 反应。动 物体 内实验
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生物记忆材料·镍钛合金·在骨科领域中的研究与进展第二军医大学长海医院骨科张春才自1963年Buehler报道了镍钛(NiTi)合金具有形状记忆效应以来，对其本质和应用研究日趋深人。
尤其在医学界，因其独特的力学行为与优良的组织相容性，倍受关注。
1 NiTi合金形状记忆效应的原理和特性所谓"形状记忆效应"是指NiTi合金对它的金相几何形状有"记忆"本领，宏观而言，将一定形状的合金试样，低温塑形形变后，再将试样加热，试样又回复到它原来的形状，同时，产生巨大的回复力，例如横截面积为lcm²的合金棒，相变时产生850Okg的力。
记忆效应分三种:(1)单向记忆:低温金相受力变形，高温金相回到原状。
C2)双向记忆:能记住高温与低温金相，随温度而发生顺、逆性变化。
(3)全程记忆:机理不甚明了，可能是金相中的一种内应力场起了主要作用。
形状记忆效应的应变量依合金的种类而各有所异，约5-20%之间(一般金属小于0.5%),NiTi合金为8%。
形状记忆合金具有“热弹性马氏体型”相变。
NiTi合金为例，高温奥氏体相为体心立方有序晶体结构CaCl型B2晶格，低温马氏体相(M)为单斜畸变结构Bl9晶格，从B→M，存在一个对双程记忆效应起着重要作用的R相变。
在B2=R，R=M和R2=M的顺、逆相变中，母和子相中相邻原子位置不变，只是界面上原子发生协作位移-晶体切变。
这种切变不但对记忆效应和超弹性起了重要作用，而且也使其耐疲劳性能优于一般金属材料。
具有记忆效应的合金已发现20余种，实用化潜力大的有镍基、铜基及铁基形状记忆合金。
NliTi合金为近等原子比的NiTi金属间化合物。
国产的医用NiTi合金，Mi含量为50-53%。
相变温度可依临床而行相应的工艺处理;同时亦适当改变它的弹性模量。
2 医用NiTi合金的基础研究实验表明，NiTi合金具有强度高、比重低、耐疲劳、耐腐蚀、耐磨损、低磁性、无毒等优点。
体外非生理环境中，NiTi合金试样放于4.5-7.8米/秒的高速海水中，为期60天后，继而又在35米/秒的高速海水中做为期30天的空蚀试验，结果试样的磨损量微乎其微;而在100%屈服应力下于静止海水中作为期一年的抗裂缝腐蚀试验-试样疲劳裂缝未见坑蚀。
体外模拟生理环境中，Williams将胎儿芽细胞，借助培养液分别与直径6.5mm、厚0.5mmNiTi、Ni、Ti、CoCr、316L试样接触，观察诸金属对细胞的毒性。
结果，Ni有很强毒性，而NiTi则比Ti好。
Patter等观察Ni、Ti和NiTi合金对人成纤维细胞有丝分裂，发现Ni有明显抑制作用，而NiTi合金与Ti则表现出优良的组织相容性。
Assad等将NiTi，Ti，Co-Cr-M0，316L进行细胞毒性比较，结果排列顺序为NiTi≈Co-Cr-Mo>Ti≈316L。
薛森等证实NiTi合金在人工唾液、汗液和Hanks生理溶液、氯化钠、盐酸和硫化钠溶液等七种介质中的抗腐蚀研究，等级评价均属一级。
体内研究，Castleman等用狗、鼠和猴进行实验，证实NiTi合金置入皮下或骨表面9周-6个月后无排异或炎症和NiTi受腐。
病理学和电镜等观察，NiTi合金具有较高的生物相容性和较低的生物退变性。
卢世璧等将NiTi合金片埋人兔肌肉中，观察一年，无不良反应。
张春才等用研制的海螺状与螺旋球形记忆血管栓塞器对39根犬靶动脉进行栓塞研究，栓后4、6、8周及1年、2年的组织学观察，发现栓器间隙内有程度不等的机化血管，内皮细胞再生未受到NiTi合金的影响。
张春才等应用镍钛聚髌器(NT-PC)治疗髌骨骨折，于术后5个月取出NT-PC的同时，随机活组织检查11例，镜观:靠近NiTi金属表面的软组织为致密薄薄的胶原纤维结缔组织。
Latal等将NiTi合金架放人10只德国牧羊犬的尿道中，对粘膜、肌肉和尿道周围组织做为期1、3、6、12、18个月的多种研究，结论为无异物反应，无腐蚀。
Grenadier等观察犬冠状动脉内膜对NiTi镍钛合金圈的组织学反应，发现3与6个月比较，增生厚度随时间下降。
薛森将NiTi试样植人大白鼠后肢骨髓腔内，为期14-60天，血肿由肉芽组织逐渐成为纤维组织并环形包绕试样，其外有软骨性骨痂及新生骨小梁。
第4、5、10个月时，NiTi合金组的组织修复过程比对照组316L、CFRC组完成早。
电镜显示NiTi合金试样植人10个月后，表面仍光亮如初;而316L与植人前相比，表面出现腐蚀区。
锅岛、大西等人在家兔胫骨上固定NiTi合金接骨板，植后2周，板与骨之间形成结缔组织被膜；4周时被膜变薄，产生新骨；6周类骨复盖，而对照的316L组则是结缔组织多，类骨少，316L表面有点状腐区。
许硕贵、苏佳灿等首次利用电测、光弹及三维有限元的综合分析，将生物记忆力学，纳人临床前的基础研究。
探索表明:以聚髌器、天鹅接骨器、三维髋臼内固定系统为代表的生物记忆力学，对骨块间，不但能有效维持其解剖形态、而且在骨断端碎块间形成了三维的记忆应力场，如天鹅记忆接骨器在骨断端三维空间六个应力，以正应力为主的记忆应力刺激，不仅保证了断端的稳定，而且为成骨提供了新的环境。
严望军在SMC对犬股骨骨折愈合及超微结构的影响方面，发现成骨细胞的成熟早于非记忆性固定方式。
苏佳灿、张雪松、万岷等通过对30只家犬两侧股骨中段横型截骨，左侧以SMC、右侧以IN固定发现:发育成熟的血管内皮细胞，SMC组快于IN 组，证实了在记忆应力下，血管更早期向骨断端长入，为骨折愈合提供必要的营养成分。
综上所述:NiTi合金的组织相容性优良，加之所独有的特殊力学行为，实为目前难得的和唯一有"记性的"生物材料。
3 医用镍钛合金在骨科领域的应用3·1脊柱方面10年，赵定麟设计的NiTi人工颈椎椎间关节在减缓多节退行性变和简化术式方面有着积极的导向意义。
同时，提供了宝贵经验。
Harrington棒和Luque棒是治疗脊柱侧凸的常用方法，就其术后的矫正力而言，术后2Omin就下降20%，l0-l5天则下降30%左右。
Harrinton 棒随着脊椎侧凸曲度逐步变小，其支撑作用力也随着下降，而Luque棒水平作用力有限。
所以1976年Schmerling用直径为6.3mm、回温点为43°C 的NiTi合金棒在人尸体上进行矫正试验，取得充分矫正力。
1993年，Sanders等用回形产生的2OON及5OON回复力的6mm及9mmNiTi合金棒，治疗实验造成脊柱侧弯的山羊，获得成功。
1986年卢世壁报告了一种自行设计的NiTi合金棒并临床应用32例，取得比较满意的疗效。
预测形变的矫正力与脊柱侧弯之间，有着相当大的研究与发展空间。
1988年，张春才等为骶1、2肿瘤切除术后的骶骨重建所设计腰骶内固定器，临床应用3例，探索了初步经验。
3.2关节方面髋关节:戴克戎等设计NiTi股骨头杯，它杯口收拢，不易因旋转发生内翻与脱落。
赵文宽等用NiTi合金螺丝钉治疗163例新鲜股骨颈骨折，取得良好的疗效。
长期以来，髋臼骨折、尤其是粉碎性复杂性髋臼骨折，一直是创伤骨科中的难题之一，髋臼解剖形态虽然复杂而不规则，但其共同特点是和大小的弧线相连相叠;皮质骨较集中于线嵴部;松质骨充实，血运丰富。
这些特点，至少提示了:(1)非一种形态的固定物所能胜任。
(2)只要稳定于解剖位，骨愈合应快于管骨干。
张春才等依髋臼髓白的解剖特点与镍钛合金特性，研制髋臼三维记忆-ATM-内固定系统.由前柱臼A;后柱臼B;弓齿C;粗隆D四组系列组成。
临床应用髋臼骨折41例。
结果:不但能将复杂粉碎的髋臼稳定地聚合于解剖位，而且术中操作简便。
41例髋臼骨折，随访6-28个月:38例术后1.6月骨性愈合;2.5月，伤侧髋关节功能达到健侧水平。
异位骨化，关节失用1例;骨化性肌炎，功能障碍2例;感染并获得痊愈与功能无障碍1例。
髋臼三维记忆内固定系统，为粉碎的髋臼获得解剖性重建，提供了一种新而有效的内固定技术与方法。
膝关节:张春才等为治疗各类型髌骨骨折并试图取代"部分和全髌切除术"，设计了一种NiTi聚髌器(NT-PC)。
它具有2个髌底功能爪枝，3个髌尖功能爪枝和一个连接爪枝的腰部，体温驱动下，能从5个方向产生回复力，向心、主动、持续地把粉碎的髌骨聚合加压于解剖位直至骨愈合。
至95年2月，临床应用4023例:伤膝关节功能达到健侧水平平均7.14周，优良率98.3%。
末发现"大髌骨"现象。
NT-PC不但适用于各类型髌骨骨折，而且为避免"部分与全髌切除"提供了一种简便、有效的方法。
肘关节:王家林等设计了具有导向固定作用，并能主动记忆加压于骨断端的尺骨鹰嘴导向记忆固定器。
聚合与对骨断端导向记忆压力兼顾。
临床应用21例，解剖复位率95.7%，术后平均6.8周，患肢功能达到健侧水平，末出现感染、本器断裂、骨不连等并发症。
张春才、禹宝庆等设计的肱骨髁上解剖型记忆接骨器，用于治疗肱骨髁上骨折、骨不连共28例，随访未见并发症，效果优良。
腕关节:桡骨远端涉及关节面的粉碎骨折、骨不连与各种畸形，临床多见，处理困难。
禹宝庆等设计的桡骨远端解剖型记忆聚合器，为之探索了一条新的途径。
经三维建模及有限元分析:轴心持应力14.66Mpa;聚压应力20-4OMpa。
临床治疗骨折与骨不连7例。
效果优良。
3.3四肢骨折内固定方面戴克戎等采用丝材设计的NiTi骑缝钉，从力学上较日本的NiTi门字钉先进。
它的横形加压段呈波浪状，为治疗近关节部的骨折，提供了一种新的方法。
在此启迪下，张春才等采用板材设计了系列弓齿记忆接骨器，采用莫尔原理计算，求得:P=13.69δ，发现它的受力与位移呈线性关系;在连臂的功能弧上，循规则与不规则骨的解剖形态，设有正弓与反弓，它于骨断端的记忆压应力5-1lON;在臂端力点的接触面上，呈锯齿状，将之稳定性从松质骨扩大到皮质骨。
临床应用于骨盆骨折、舟骨不连、踝关节融合等。
肱骨干系非承重骨，肢体的自重与地心引力于横断骨折具有分离作用。
治疗方法虽各有所长，仍有较高的并发症，如骨不连。
张春才等针对这一问题，设计的"弧叉状肱骨髓内记忆钉"，髓内“Y”型，截面“V”形，有一定的抗分离作用。
临床治疗肱骨干中1/3骨折与骨不连，共36例，失败5例(13.8%)。
在此基础上，继之所研制的"弓形主动记忆加压接骨器"，理论上与实践上，探索了上肢管状骨骨断端持续加压问题，临床发现骨样骨板状替代较加压钢板出现早，且未发现应力遮挡问题。
临床应用于肱骨、尺桡骨干共71例，平均术后随访15.8个月。
结果:骨折组45例，并发骨不连2例;43例术后平均2.5个月骨折端出现骨样骨板状替代;骨不连组28例，并发骨不连1例，27例术后平均3.7个月骨折端为类骨样骨板状替代。