医用金属材料的研究进展
医用镁合金材料研究进展
医用镁合金材料研究进展
首先,医用镁合金材料在骨修复方面具有广阔的应用前景。
镁合金具有与人体骨组织相近的密度和弹性模量,能够减少骨折部位的应力集中,促进骨骼的愈合。
此外,镁离子能够刺激骨细胞的增殖和分化,促进骨组织的再生。
因此,医用镁合金材料可用于制作骨修复植入物,如骨板、骨螺钉和骨融合器,用于治疗骨折、骨缺损和骨关节疾病等。
其次,医用镁合金材料在心血管介入治疗领域也有广泛的应用。
镁合金具有良好的生物相容性和血液相容性,能够避免血栓形成和血管狭窄。
同时,镁离子能够抑制平滑肌细胞的增殖,防止血管再狭窄。
因此,医用镁合金材料可用于制作血管支架、血管球囊扩张器和血栓滤器等,用于治疗冠心病、脑血管疾病和外周动脉疾病等。
此外,医用镁合金材料还可用于制作生物可降解的内固定器械。
传统的内固定器械一般采用不可降解的金属材料,需要手术后二次手术进行拆除。
而医用镁合金材料可以在人体内逐渐降解,避免了二次手术的痛苦和风险。
因此,医用镁合金材料可用于制作骨钉、骨螺钉和骨板等内固定器械,用于骨折和骨缺损的治疗。
然而,医用镁合金材料仍然存在一些挑战和问题。
首先,镁合金材料的腐蚀性较大,容易在体内产生气体和腐蚀产物,影响材料的稳定性和生物相容性。
其次,镁离子的释放速率过快可能导致组织刺激和炎症反应。
此外,医用镁合金材料的力学性能和加工性能还需要进一步改进和提高。
综上所述,医用镁合金材料在骨修复、心血管介入治疗和内固定器械等方面具有广阔的应用前景。
随着相关技术的不断进步和完善,相信医用
镁合金材料将在未来的医学领域发挥重要作用,为疾病的治疗和康复提供更好的选择。
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。
卟啉MOFs材料应用于肿瘤治疗领域的研究进展
摘要:近年来,卟啉类金属有机框架(MOFs)作为一类新型的纳米材料,在肿瘤治疗领域得到了广泛关注。
卟啉MOFs 材料具有高的比表面积、多孔性、可控性和良好的生物相容性,被认为是一种极具潜力的肿瘤治疗新药。
本文通过综述相关的文献,总结卟啉MOFs 材料在肿瘤诊断和治疗方面的应用和研究进展。
主要介绍了卟啉MOFs 材料在光动力疗法、化学药物递送、免疫治疗以及肿瘤诊断等方面的进展和应用前景。
关键词:卟啉MOFs、比表面积、多孔性、生物相容性、肿瘤治疗一、Introduction肿瘤是世界性的重要健康问题,是危及人类健康和生命的疾病之一。
非常需要新型的治疗方法和药物来解决这个问题。
卟啉类金属有机框架(MOFs)材料具有高的比表面积、多孔性、可控性和良好的生物相容性等特点,已经被广泛应用于肿瘤治疗领域。
该材料可以作为一种极具潜力的肿瘤治疗新药,为肿瘤的治疗提供了新的思路和方法。
二、卟啉MOFs 材料的基本特性卟啉有机分子可以与锌等金属离子形成卟啉MOFs 材料,具有高的比表面积、多孔性、可控性和生物相容性等特点。
1.高比表面积卟啉MOFs 材料具有高的比表面积,这使得药物分子可以更好地吸附在其表面,并且增强了药物与癌细胞的作用效果。
2.多孔性卟啉MOFs 材料的多孔性使其具有更高的负载能力和更好的药物递送能力。
同时,它们的多孔性还可以提高肿瘤靶向和抗肿瘤效果。
3.可控性卟啉MOFs 材料可以通过控制反应条件和金属离子种类来调节大小、孔径大小和功能基团等参数,从而实现多种不同的肿瘤治疗策略和递送方式。
4.生物相容性卟啉MOFs 材料可以通过修饰表面基团、表面修饰等方式增强其生物相容性和靶向性,从而更有效地治疗肿瘤。
三、卟啉MOFs 材料在肿瘤治疗中的应用1. 光动力疗法光动力疗法(PDT)是一种以光敏剂作为介质,利用光学和化学的相互作用杀灭癌细胞的疗法。
卟啉MOFs 材料由于其强的吸光性和延长激发寿命等优势,被认为是一种用于光动力疗法的理想光敏剂。
生物医用钛合金应用研究进展与产业现状
p型 ( 如Ti 6 一 V) 一 Al 4 、p型 (1 -  ̄ Ti 1 2 Nb Tb . Z ) 9 -1 3 -4 6 r 以及 具有 独 特 的形 状 记 忆 效 应 的钛 基 形 状 记 忆 合 金, 可用பைடு நூலகம் 制造植人 人体的 医疗器械 、 假体及 辅助治疗设备 , 体 内接骨 板 、 如
钛及 钛合 金 主要包 括 纯 钛 、 L o+
由于 在耐腐 蚀性 能和 加工方面 的劣 势 而在 整个 医用 材料产 业 中的比例 逐年 下降 , 0 前 的4 %降 低为 目前 的 由2 年 5
3 %。 0 即便 如此 , 生物 医用 金属材料依
体进行诊断 、 治疗 、 修复或替 换其病损 组织 、 官或 增进 其功 能 的金属 或合 器 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 。 随着 生物 技术 的蓬 勃发展 和重 大突 破 , 物 医用 金 属材 生 料及其制品产业 将发展成 为本世 纪世
骨 螺钉 、 牙种植 体 及介人 支架 等 。
目前人 口老 龄化 已成 为世界 范围 的社 会问题 , 同时 中、 青年创伤 高速增
加 , 病和意外 伤害剧增 , 疾 特别 是随着
属材料 主要有不锈钢 、 钴基 合金 、 钛及 钛 合金 ( 钛基 形状记 忆 合金 )贵 金 含 、 属、 金属 ( 、 、 ) 纯 钽 铌 锆 五大 类。 不锈钢 虽然价格 低廉 , 易于加工 , 但耐 蚀性 和 生 物相容 性不 如钛 合金 ; 铬 合金 的 钴 耐磨性 比钛合金好 , 但密度较 大 ; 金 贵 属 、 金属( 、 、 则 价格 昂贵 ; 纯 钽 铌 锆) 钛 及 钛合金 由于 具有 比强度 高 、 物 相 生 容性好 、 弹性模量 接近于 自然骨 、 蚀 耐 性好 等特 点 , 日益受到 重视 , 正 钛合 金
钛金属在人工关节中的应用研究
钛金属在人工关节中的应用研究一、引言人工关节置换手术是治疗关节疾病的有效方法之一,目前应用最广泛的关节假体材料是钛金属。
钛金属具有良好的生物相容性、耐腐蚀性和高强度、轻量化的特点,已被广泛应用于医疗领域。
近年来,针对钛金属在人工关节中的应用研究得到了深入探讨,取得了一定的进展。
本文将综述钛金属在人工关节中的应用研究。
二、钛金属的特性与应用1.钛金属的特性钛金属是一种具有轻量化、耐腐蚀、高应力比和良好的生物相容性等特点的材料。
它的强度比钢高,密度比铝轻,是一种理想的构造材料。
在组织、器官和骨骼中,钙离子、钙磷盐和钠盐等离子体质量占比例很高,因此钛金属的化学组成非常接近这些离子体,能够在体内稳定地存在。
2.钛金属的应用由于它的特性能够满足医疗领域中对材料的要求,因此钛金属应用非常广泛。
它在人工关节中的应用已经成为一种常规手术方法,而且取得了很好的效果。
此外,钛金属在牙种植、人工心脏、人工骨、人造肝脏、人工耳蜗等方面也得到了广泛应用。
三、钛金属在人工关节中的应用1.钛金属人工关节钛金属人工关节是一种比较成熟的关节置换手术方法,包括人工肩关节、人工髋关节、人工膝关节等。
它的成功率较高,可以显著改善患者的生活质量。
钛金属人工关节取代了受损关节的结构,降低了骨头之间的摩擦,使得患者可以自由活动,不再受到关节疼痛和僵硬的困扰。
2.表面处理技术钛金属的亲骨性强,可以和骨头形成良好的结合,但是钛金属表面易产生氧化层和其他物质的吸附,影响了其与骨头的结合力。
因此,钛金属在使用之前需要进行表面处理。
目前比较成熟的表面处理技术包括钝化、喷砂、电化学析出、等离子喷涂等。
3.材料磨损与异物反应在人工关节中,材料磨损是一个常见问题。
当钛金属与其他材料摩擦时,它可能会产生金属离子、磨碎颗粒等异物,引起机体的免疫反应。
因此,在人工关节设计中,需要注意控制关节的磨损,降低异物反应的风险。
四、结论钛金属作为一种理想的医用金属材料,已经被广泛应用于人工关节置换手术中。
医用多孔金属的制备及其生物活化研究进展
摘 要 :医用 多孔金属材料 ,特别是多孔钛 及钛合金能够提供 与人体骨组织相 匹配的力学性能 ,并 促进骨组织长人 以提高其
与骨 的固定度 ,在人体 硬组织修复与 替换方面具有广泛 的应用前景 。重 点围绕多孔 钛及 钛合金 的制备方 法及适 用于其 复杂孔
隙结 构 的 表 面 生 物 活化 方 法 ,综 述 了 各 种 方 法 在 多 孔 钛 及 钛 合 金 上 的应 用 现 状 。 目前 适 用 于 多 孔 钛 及 钛 合 金 制 备 的技 术 主 要 有 粉 末 冶 金 法 、钛 纤 维 烧 结 法 、 自蔓 延 高 温 合 成 法 、选 区 电 子 束 熔 化 技 术 和 选 区 激 光 熔 化 技 术 ,适 用 于 多 孔 钛 及 钛 合 金 表 面
c a e lp o ri s i ia o h h nia r pe te sm l rt uma n n r mo eg o h o n is e i t o e fte m ae il o e ha c hefx — n bo e a d p o t r wt fbo e ts u no p r s o h t ra st n n e t a i to e we n t i mpln s a d b ne a a l e i d fi p a tto in b t e heri a t n o te ry p ro s o m l na in,e hi tn r a tn ilf rt pp ia in o u— x bi g a g e tpoe ta o he a lc to fh i m a r is e i n e l c n ha d ts uer para d r p a eme t Thi p rf c s so h r pa ain me h dsa d r s a c o rs fp r ust— n. spa e u e n t e p e rto t o n e e r h pr ge so o o i o t n u a d ttni a i m n ia um lo s a d t i u a e b o a tv to e hn l i swh c r ui bl o he c mplx p r tu u e. a ly n hers r c i — cia in tc ooge i h ae s t e f rt o f a e o e sr ctr
低弹性模量钛合金的研究进展
20 ・ 5
材料 导报
21 0 1年 5月第 2 5卷专 辑 1 7
低 弹 性模 量钛 合 金的 研 究进展
茹志芳 李 岩 , 坤 赵新青 , 罗 ,
( 北京航空航天大学材料科学与工程学 院 , 1 北京 1 0 9 ; 北京航空航天大学特种功能材料 与 0 11 2 薄膜技术北 京市重点实验室 , 北京 10 9 ) 0 1 1
目 , 前 骨科、 牙科植入物和其它辅助治疗器件对生物 医 用金属材料性能的要求越来越高。金属植入材料主要包括
骨 弹性模 量的 4 1 倍 。如 果 植 入材 料 与 骨 之 间 的弹 性 模 ~ O 量 差异过 大 , 发 生“ 力 屏蔽 ” 象 , 将 应 现 即外 载 荷 主要 由植 入
( Sh o f aei sSi c n n ier g B iagUnvri , eig10 9 ;2 B in yL b rtr 1 co l tr l c n eadE gnei , e n i s y B in 0 1 1 e igKe a oaoy oM a e n h e t j j
p tbl y o r s n rssa c n c a ia r p ris aiit ,c ro i e itn ea dme h nc 1p o et .De eo ign w l ywihlW lsi mo uu so eo i o e v lpn e Ti l t ao O ea t d lsi n f c t er sac os o s h ee rh h tp t.Th e e t ee rh sau fTi l ywi O ea t d lsfo b t h o eia n x e erc n sa c ttso l t lW lsi mo uu r m oh te rt l d e p - r ao h c c a rme t1 s et e iwe .Th - lcr nalyd sg n h i tp icpecluain h v e nt eefcieme i n a p csi rve d a s ed ee to l e ina dt efr rn il ac lt a eb e h fet - o s o v to st e in Ti l ywi o ea t d l s h d od s l t lw lsi mo uu 。Th l- l yn - lme td sg n h pi zd t emo c a g ao h c emut al ig ee n e in a d t eo t i o mie h r meh - nc lp o e s g pa o tn oe nt ed v lp n fn w ime ia l y t li n t na ih p o ia r c si lyi n mp ra trlsi h e eo me to e bo de l al swi mu t u ci n hg r- Ti o h f o d
生物医用镁合金研究进展
往 往 表 现为 强度 、 刚性、 稳定性较低 ; 金 属 材 料 由 于具
有 良好 的综合 力 学性 能 , 在骨 科 、 口腔 修 复和 心 血 管治
疗 等 领域 一直 有 着广 泛 的应 用 。
目前 , 广 泛应 用 于 临 床 的 金 属 植 入 材 料 包 括 不 锈 钢、 钴铬合金 及钛合金 , 它 们 都 具 有 良好 的 抗 腐 蚀 性 能, 在体 内能够长期保持 结构稳定 , 但 也 存 在 一 些 弊 端, 如 这 些材 料 因 体 内摩擦 而 产 生磨 屑 以及 因腐 蚀 而 产 生 有毒 离 子 , 造 成 局部 过敏 反应 或 者炎 症 , 降 低 其生
2 镁 合 金 作 为 生 物 医用 材 料 的 优 势 与 不 足
2 . 1 镁 合 金 的 优 势
镁 合 金之所 以成 为生 物 医用可 降解 金属 植 入材 料 领域 的研 究热 点 , 其 原 因有 : ( 1 )镁 合金 具 有 良好 的生 物相 容性 。镁是 人 体 内仅 次 于钙 、 钠 和 钾 的常 量 元 素 之一 , 能够 激活 多 种 酶 , 参 与 体 内一 系 列 代 谢 过 程 , 促 进钙 的沉 积 , 是 骨生 长 的必需元 素 ] 。此 外 , 体 内过 量 的镁 可通 过尿 液 排 出体 外 , 不 会 导 致 血清 镁 含 量 的 明 显 升高 或沉 积 于 体 内而 引起 中毒 反 应 [ 8 ; ( 2 )镁 合 金 具有 良好 的力学 相 容性 。镁及 其合 金有 高 的 比强度 和
SLM技术成型生物医用钴铬合金的研究进展
2020年第19期广东化工第47卷总第429期 · 89 · SLM技术成型生物医用钴铬合金的研究进展石晓艳1,皇甫强1,罗锦华2,韩建业1,师燕妮3,于振涛4 (1.西安九洲生物材料有限公司,陕西西安710018;2.西部超导材料科技股份有限公司,陕西西安710018;3.中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司,陕西西安710021;4.暨南大学,广东广州510632) [摘要]钴铬合金由于其优异的力学性能、耐腐蚀性及生物相容性,被广泛用作生物医用齿科修复、骨科植入及心血管介入材料。
选区激光熔化技术因其个性化设计、成型精度高、材料利用率高、内部缺陷少等特点,成为制备高致密度、高尺寸精度和高性能的生物医用钴铬合金的有效途径。
本文重点综述选区激光熔化技术制备生物医用钴铬合金的成型工艺、微观结构、物理性能及热处理工艺的最新研究进展。
[关键词]选区激光熔化;钴铬合金;微观组织;热处理[中图分类号]TG146.1 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2020)19-0089-03Research Progress in Biomedical CoCr Alloy Fabricated by Selective LaserMeltingShi Xiaoyan1, Huang Fuqiang1, Luo Jinhua2, Han Jianye1, Shi Yanni3, Yu Zhentao4(1. Xi’an Continental Biomaterials Co., Ltd., Xi’an 710018;2. Western Superconducting Technologies Co., Ltd., Xi’an 710018;3. PetroChina Changqing Oilfield Company, Xi’an 710021;4. Ji’nan University, Guangzhou 510632, China)Abstract: Due to its excellent combination performance of mechanical properties, corrosion resistance and biocompatibility, Cobalt-Chromium (CoCr) alloys has been widely used as biomedical dental prosthetic, orthopedic implant and cardiovascular interventional materials. Because of its characteristics such as individualized design, high dimensional accuracy, good material utilization and few internal defects, Selective Laser Melting (SLM) is becoming an effective and efficient way to manufacture biomedical CoCr alloys. This paper mainly reviews the latest researches on the forming process, microstructure, physical properties and heat treatment of biomedical CoCr alloys prepared by SLM.Keywords: selective laser melting;cobalt-chromium alloys;microstructure;heat treatment钴铬合金因其良好的力学性能、抗高温性、耐腐蚀性及生物相容性,被广泛应用于人体骨植入物髋关节、膝关节和齿科修复体金属烤瓷内冠、义齿支架等医疗器械领域[1]。
生物医用金属材料的生物相容性研究
生物医用金属材料的生物相容性研究随着医学技术的不断发展,金属材料在生物医学应用中得到了越来越广泛的应用。
许多金属材料,例如钛、锆、镍等,在医疗领域中有着广泛的应用,如人工关节、种植体、牙科修复等,这些应用为人们带来了越来越多的福利。
然而,这些金属材料的生物相容性如何,一直是一个备受关注的问题。
本文将从金属材料的生物相容性特点、生物相容性研究方法以及目前研究的进展等方面进行论述。
一、生物相容性特点生物相容性是指人体对外来物质的接受程度,金属材料在人体内的生物相容性直接影响了生物医学应用的效果和安全稳定性。
因此,了解金属材料的生物相容性特点有助于我们更好地评估其在生物医学应用中的可行性。
生物相容性特点主要包括机械和化学特性。
机械特性包括硬度、韧度、形状等,而化学特性则包括材料表面的化学成分、表面能等方面。
在人体内,金属材料与周围组织、体液等接触,会造成材料表面的改变,这可以通过电化学的方法进行检测。
因此,在生物相容性研究中,我们还需要考虑金属材料的电化学特性。
二、生物相容性研究方法生物相容性研究方法主要包括体外试验和体内试验两种方法。
体外试验是在实验室中对金属材料进行的,包括对其材料表面化学成分、化学反应和电化学性能等方面的检测。
常用的方法有X射线能量分散谱、扫描电子显微镜、拉曼光谱等。
通过这些方法,我们可以对金属材料的化学成分、晶体结构、形态等方面进行分析,以便更加全面地评估其生物相容性。
体内试验则是将金属材料植入动物体内或人体内,观察和分析其对周围组织、体液等的影响。
体内试验又分为小鼠、兔等动物模型的实验和人体临床试验两种。
在小鼠或兔子等动物模型中,我们可以通过观察其对周围组织和体液的影响来评估材料的生物相容性,并检测其材料表面的化学成分和电化学反应等方面的变化。
而在人体临床试验中,通过对人体的植入体等进行长期观察,进一步评估其在人体内的生物相容性。
三、研究进展近年来,生物医用金属材料的生物相容性研究取得了很大的进展。
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。
新型可降解生物医用镁合金JDBM的研究进展
新型可降解生物医用镁合金JDBM的研究进展袁广银;章晓波;牛佳林;陶海荣;陈道运;何耀华;蒋垚;丁文江【摘要】镁合金因具有与人体骨头接近的密度和弹性模量、高比强度和比刚度、生物可降解性以及生物相容性等优点,近10年来国内外研究人员对其应用于骨内植物、骨组织工程支架和心血管支架等领域进行了广泛的研究.然而,目前大多数研究均以现有商用镁合金为对象,如含Al元素的AZ31、AZ91以及含重稀土元素的WE43等,并未考虑到作为生物材料的安全性等问题.本文作者阐述镁合金作为生物医用材料的优势、面临的挑战以及应对策略;重点介绍上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心近年来围绕自行研发的新型生物医用镁合金JDBM开展的研究工作;最后展望可降解生物医用镁合金的应用前景和发展方向.%Mg alloys have been extensively studied in the last decade in the fields of bone implants, bone tissue engineering scaffolds and cardiovascular stents due to their excellent properties, such as close density and elastic modulus to those of nature bone, high specific strength and rigidity, biodegradation and biocompatibility. However, most of the Mg alloys studied for biodegradable materials are aluminium-containing alloys, such as AZ31 and AZ91 and some heavy rare earth elements-containing alloys such as WE43. These alloys were originally developed for structural materials which did not consider the bio-safety as biomaterials. In this work, the advantages, challenges and strategies of the Mg alloys as biomedical materials are briefly introduced. The work on biomedical Mg alloys of the National Engineering Research Center of Light Alloy Net Forming, Shanghai Jiao Tong University, is highlighted. Finally, the applicationprospects and direction of the biodegradable biomedical Mg alloys are prospected.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2011(021)010【总页数】13页(P2476-2488)【关键词】可降解生物医用镁合金;骨内植物;心血管支架;生物相容性;生物降解性能【作者】袁广银;章晓波;牛佳林;陶海荣;陈道运;何耀华;蒋垚;丁文江【作者单位】上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学附属第三人民医院骨科,上海201900;上海交通大学附属第六人民医院骨科,上海200233;上海交通大学附属第六人民医院骨科,上海200233;上海交通大学附属第六人民医院骨科,上海200233;上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240【正文语种】中文【中图分类】R318.08从21世纪初开始,以生物可降解镁合金为主要代表的具有生物可降解特性的新一代医用金属材料的研究发展迅速,受到了人们的特别关注[1-2]。
骨科合金材料研究与医用应用前景
骨科合金材料研究与医用应用前景近年来,骨科合金材料因其优越的材料性能,受到了人们的广泛关注和研究。
骨科合金材料是指一类钛基合金材料,主要应用于骨科医疗领域。
这类材料具有生物相容性好、重量轻、强度高、耐腐蚀等优点,是目前人工骨的首选材料。
本文将就骨科合金材料的研究和医用应用前景做一些简要的介绍。
一、骨科合金材料研究现状1. 材料性能骨科合金材料是一类钛基合金材料,因其具有重量轻、强度高、耐腐蚀、生物相容性等优点,被应用于骨科医疗领域。
钛基合金的机械性能,如抗拉强度、屈服强度和弹性模量,可以根据需要来设计和调整。
另外,这类材料的重要特性还包括形状记忆和超弹性,这些特性可用于创新的医疗装置,如支架和植入物。
最近的发现还表明,钛合金含有微量的元素,如锆、铝、硅和氧,可以改善骨组织和植入物之间的结合,从而降低并发症的风险。
2. 研究进展对于骨科合金材料的研究,重点是材料的机械性能、生物相容性、材料加工和热处理方法。
目前,国内外的研究进展以涉及到以下几个方面:材料的微观和宏观结构:通过钛合金中金属元素的含量、结晶方式等来调控微观组织和过程显微结构,以改善材料的生物力学和生物相容性。
材料的生物相容性:钛合金中含有微量的元素,如锆、铝、硅和氧,可以改善骨组织和植入物之间的结合,从而降低并发症的风险。
材料加工和热处理方法:提高骨科合金材料的力学性能和生物相容性并不仅仅通过制定新合金成分和新的材料热处理方法,表面处理、喷射成型和加工技术也对骨科合金材料的性能产生巨大影响。
二、骨科合金材料的医用应用1. 人工植入物人工植入物是骨科合金材料的主要应用之一。
对于一些骨折、骨缺损和关节疾病等骨骼问题,人工植入物已成为治疗的重要手段。
在人工植入物中,骨科合金材料的优越性能使其成为首选材料,可用于植骨以及支撑各种骨折、缺损或凸出较多的部位。
2. 医疗器械在医疗器械方面,骨科合金材料也有很好的应用。
比如各种骨科夹、脊柱支撑器、人造关节等都可以采用骨科合金材料制作。
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。
医用材料研究进展与应用前景
医用材料研究进展与应用前景随着人类科技不断进步,医学领域的发展也逐渐走向前沿。
在医疗保健工业中,医用材料在对于人类健康和生命质量的提高中扮演着至关重要的角色。
与传统医学相比,现代医学技术不仅更加复杂,更具有精准、无创、微创的优势。
而医用材料正是为现代医学技术提供了可靠的支持。
本文将介绍医用材料研究的进展以及未来的应用前景。
一、生物材料的类型生物材料是指应用于医学和生物技术领域,且与组织和生物体能够相互作用的物质。
根据其用途和来源,可以将其划分为以下几种类型:1. 金属材料:不锈钢、钛合金等是目前应用最广泛的金属材料。
这些材料广泛应用于血管支架和骨科植入物等领域。
2. 高分子材料:聚乳酸、聚乙烯醇、聚丙烯、胶原蛋白等是广泛应用于医用材料领域的高分子材料。
其中,聚乳酸的生物可降解性和组织相容性得到了广泛应用。
3. 陶瓷材料:主要包括钙磷陶瓷、氧化铝陶瓷等。
钙磷陶瓷被广泛应用于骨科领域和牙科领域,而氧化铝陶瓷则应用于植入物表面修饰和生物柔性器件领域。
4. 复合材料:主要由两个或两个以上的物质组合而成,如钛合金钢板与羧甲基纤维素的复合材料。
这样的材料不仅具有金属材料的强度和机械性能,而且还具有高分子材料的生物相容性。
5. 生物活性材料:包括羟基磷灰石、硅酸钙等。
这些材料能够促进骨生长和细胞黏附,所以被广泛应用于骨科和牙科领域。
二、医用材料的应用医用材料的应用范围非常广泛,涉及到了人类健康的方方面面。
以下是医用材料在医学领域中的应用:1. 骨科领域:骨科植入物主要用于治疗严重的骨伤,如骨折、关节炎、脊柱疾病等。
目前,常用的骨科植入材料包括金属材料、陶瓷材料和高分子材料。
这些材料被广泛用于人工髋关节、人工膝盖、脊柱植入物等领域。
2. 人工器官领域:伴随着老龄化社会的到来,人工器官和医用材料的需求也得到了进一步的增加。
人工心脏瓣膜、心脏起搏器、人工肾脏等都是现代医学领域中比较成熟的医用材料。
3. 医疗器械领域:医用材料也被广泛应用于各种医疗器械中,如血管支架、化学试剂、生物传感器等。
可降解生物医用镁合金材料的研究进展
收稿日期:2019-05-13作者简介:雷宇(1983—),工程师,主要从事有色金属、铜及铜合金材料的研究与开发。
〔摘要〕镁合金材料具有优异的力学性能、良好生物相容性和可降解性,近年来成为可降解生物医用材料的研究热点。
镁合金材料较快的腐蚀速度和不可控的降解过程,极大限制了镁合金材料的临床应用和推广。
综述了镁合金材料做可降解医用材料的优势和不足,阐述了镁合金材料耐腐蚀性能的提升手段和研究进展,指出合金化、表面处理和特种加工工艺等方法可有效提升镁合金材料的耐腐蚀性能,并展望了可降解生物医用镁合金材料的发展方向。
〔关键词〕镁合金;可降解;生物医用;腐蚀中图分类号:TG178文献标志码:A文章编号:1004-4345(2019)04-0005-04Research Progress on Biodegradable Magnesium Alloys BiomaterialsLEI Y u(Golden Dragon Precise Copper Tube Group Inc.,Chongqing 404100,China)Abstract Recent years biodegradable magnesium alloys have been a hotspot in the field of medical implant materials due to theexcellent mechanical properties,good biocompatibility and biodegradable absorption characteristics.The rapid corrosion speed anduncontrollable degradation process of magnesium alloy material greatly restricted the clinical application and promotion of magnesium alloy materials.This paper reviews the advantages and disadvantages of biodegradable magnesium alloys and the current research statuson magnesium and its alloy s as the implants materials.This points out that the alloying,surface treatment and other special processing method can effectively improve the corrosion resistance of magnesium alloy materials,and the development direction of biodegradable biomedical magnesium alloys is prospected.Keywords magnesium alloys;biodegradable;biomedical;corrosion可降解生物医用镁合金材料的研究进展雷宇(金龙精密铜管集团股份有限公司,重庆市404100)第40卷第4期有色冶金设计与研究2019年8月近年来,以可降解镁合金为主要代表的新型生物医用金属材料发展迅速,越来越受到医学界的关注。
血管支架用可降解金属研究进展
血管支架用可降解金属研究进展一、综述随着医学技术的不断发展,血管支架已经成为治疗心血管疾病的重要手段之一。
然而传统的金属支架在长期使用后容易出现内皮化不良、再狭窄等问题,限制了其疗效和安全性。
为了解决这一问题,科学家们开始研究可降解金属支架,以期为患者提供更加安全、有效的治疗方法。
可降解金属支架是一种新型的医疗器械,其主要成分是生物可降解材料,可以在一定时间内逐渐分解并被人体吸收。
与传统金属支架相比,可降解金属支架具有更好的生物相容性和耐久性,可以减少支架相关的并发症发生率。
此外可降解金属支架还可以根据患者的具体情况进行定制,提高治疗效果。
目前国内外已经有不少研究机构和企业投入到可降解金属支架的研发中。
其中美国公司Medtronic于2019年推出了一款名为BioguideTM Flex的可降解金属支架系统,该系统采用了一种新型的聚乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)作为支架材料,具有良好的生物相容性和力学性能。
此外国内也有多家企业正在积极开展可降解金属支架的研究和开发工作,如北京天智航医疗科技有限公司等。
尽管可降解金属支架的研究取得了一定的进展,但仍然面临着一些挑战。
例如如何保证支架材料的力学性能和稳定性、如何降低生产成本以及如何解决临床应用中的一些技术难题等。
因此未来还需要进一步深入研究和探索,以推动可降解金属支架的发展和应用。
1. 背景介绍随着心血管疾病发病率的逐年上升,血管支架作为治疗冠心病、心肌梗死等心血管疾病的重要手段,已广泛应用于临床。
然而传统的金属血管支架在长期使用过程中可能会出现内皮化障碍、血栓形成和再狭窄等问题,从而影响支架的长期疗效和安全性。
因此研究开发一种具有良好生物相容性和可降解性的新型血管支架已成为当今心血管领域的热点课题。
可降解金属作为一种新型材料,具有良好的生物相容性和可降解性,可以有效地解决传统金属血管支架在使用过程中所面临的问题。
近年来国内外学者对可降解金属在血管支架领域的研究取得了一系列重要进展。
生物医用多孔金属材料的研究进展
第20卷 第4期V ol 120 N o 14材 料 科 学 与 工 程Materials Science &Engineering总第80期Dec.2002文章编号:10042793X (2002)0420597204收稿日期:2002204224;修订日期:2002205230作者简介:姜淑文(1976—),女,辽宁省大连市人,材料学硕士.生物医用多孔金属材料的研究进展姜淑文,齐 民(大连理工大学材料工程系,辽宁大连 116024) 【摘 要】 本文综述了生物医用多孔金属材料在制备工艺、力学性能、耐蚀性及生物相容性方面的研究进展。
作为一种新型的硬组织修复材料,生物医用多孔金属材料以其优良的生物相容性在矫形外科、牙科等医疗领域有广阔的应用前景。
【关键词】 生物医用材料;多孔金属;粉末冶金;生物相容性中图分类号:T B39 文献标识码:ADevelopment of Porous Metals U sed as Biom aterialsJIANG Shu 2w en ,QI Min(Dep artment of Materials E ngineering ,Dalian U niversity of T echnology ,Dalian 116024,China)【Abstract 】 The research progress in biomedical porous metals has been reviewed concerning their production ,mechanical proper 2ties ,corrosion resistance and biocom patibility.As a new kind of hard tissure 2repairing biomaterial ,biomedical porous metals have promis 2ing prospect for orthopaedic use such as total joint replacement and teeth root renovation ,etc.,because of their excellent biocom patibility.【K ey w ords 】 biomaterials ;porous metals ;powder metallurgy ;biocom patibility1 前 言金属材料具有高强度、高硬度以及较好的韧性和抗冲击性,在承载部位的应用尤为重要,例如全关节替代[1],是临床医学领域广泛使用的材料之一。
可降解生物医用镁合金材料的研究进展
2018•08技术应用与研究当代化工研究Chenmical I ntermediate ^^可降解生物医用镆合金材料的研究进展*刘茗贺(郑州外国语中学河南450001)摘要:生物医用材料因其在现代医学领域的许多重要应用而引起了越来越多的学者的兴趣。
其中,镁合金由于具有优异的生物相容性和 力学性能而在众多材料中脱颖而出,成为潜力非凡的可降解金属骨移植材料。
但是其在生物体内降解速率过快,严重限制了其实际应用。
针对这一问题,本文概述了镁合金的合金化、表面处理、非晶化和复合材料等四类减缓其降解速度的研究现状,并提出展望,以期对生物 医用镇合金的实际应用提供参考•关鍵词:可降解镁合金;合金化;表面处理;非晶化;复合材料中图分类T文献标识码:AResearch Progress of Degradable Biomedical Magnesium Alloy MaterialsLiu Minghe(Zhengzhou Foreign Language Middle School,He’nan,450001)Abstract: Biomedical m aterials have a ttracted m ore and m ore s cholars' i nterest d ue to their m any important a pplications in thefield o f m odem medicine. Among them, magnesium alloy s tands out among many materials due to its excellent biocompatibility and m echanical p roperties, becoming a degradable metal bone graft material with extraordinary p otential. However, its degradation rate in organisms is too f ast, which severely limits its practical application. In view of t his p roblem, this p aper summarizes the status of f our types of r esearch which can slow down the degradation rate of m agnesium alloy, including alloying, surface treatment, amorphous and composite materials, and p uts f orward the p rospect, hoping to p rovide a reference f or the p ractical application o f b iomedical magnesium alloy.Key wordsi degradable magnesium alloys alloying% surface treatment-, amorphous;composite material1■引言生物医用材料是一类具有特殊性能、多种功能,常用在 人造器官、外科手术、康复理疗、疾病的诊断和治疗,并对人体无毒副作用的材料。
医用金属材料
• (3)耐腐蚀性能:腐蚀不仅降低或破坏金属材料的机械性能,导致断
裂,还产生腐蚀产物,对人体有刺激性和毒性。
3 常用医用金属材料
• 3.1 不锈钢 (1)分类、组成和性能
• 奥氏体不锈钢是在铁-铬系统中再加入8%以上的镍形 成铁-铬-镍三元合金,随着碳含量的增加,强度大幅度地 提高,抗腐蚀性能优异,常作为生物材料选用。 • 最早用于植入材料的不锈钢是18-8(即302不锈钢), 其强度与耐蚀性能均优于钒钢。 • 引入18-8sMo,其中的Mo能够改善在电解质溶液中的 耐腐蚀性能,这就是我们熟知的316不锈钢。 • 20世纪50年代,316不锈钢的碳含量由0.08%降低为 0.03%,进一步提高了其在含Cl溶液体系中的耐蚀性能, 降低了材料致敏性,这就是常见的316L不锈钢
表3.1给出了奥氏体不锈钢316和316L的力学性能。显然,退火态的材料硬度 与强度较低,而经过冷加工后,材料可以具有更高的强度和硬度。这说明此类材 料可以在大范围内调节力学性能。 但即使是牌号为316L的不锈钢在体内的特定环境下(如在高压或缺氧区域) 也会被腐蚀。它们适合做临时装置,如骨折固定板、固定螺钉或销子.。
• 应用:
2 医用金属材料的特性与要求
• (1)生物相容性: 即生物学反应最小
无不良刺激、无毒害, 不引起毒性反应、免疫反应,
不致癌、不致畸, 无炎性反应,不引起感染,不被排斥。 有助于愈合和附着。
• (2)优良的机械性能: • 强度与弹性模量(与生物体匹配) • 耐磨性(作为摩擦部件的医用金属材料,其耐磨性直接影响到植入器件的寿命)
种类 CoCrMo 状态 铸态 固溶退火 锻造 退火(ASTM) 退火 冷加工 退火(ASTM) 固溶退火 冷加工时效 退火 冷加工 退火(ISO) 屈服强度 (MPa) 515 533 962 450 350 1310 310 240~655 1585 275 828 276 抗拉强度 (MPa) 725 1143 1507 665 862 1510 860 795~1000 1790 600 1000 600 延伸率(%) 9.0 15.0 28.0 8.0 60.0 12.0 10.0 50.0 8.0 50.0 18.0 50.0 疲劳强度 (MPa) 250 280 897 - 345 586 - - - - - -
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医用金属材料的研究进展姓名:因学号:专业:材料摘要:介绍了医用金属材料目前的研究现状、性能和应用,指出了医用金属材料应用中目前存在的主要问题,阐述了近年来生物医用金属材料的新进展1。
Medical metal materials with high strength toughness, fatigue resistance, easy processing and forming excellent properties become clinical dosage biggest and wide application of biomedical materials.关键词:医用金属种类应用研究进展一生物医用金属材料的简介生物医用材料是指能够植入生物体或与生物组织相结合的材料,可用于诊断、治疗,以及替换生物机体中的组织、器官或增进其功能。
生物医用金属材料是用作生物医用材料的金属或合金,又称外科用金属材料或医用金属材料,是一类惰性材料2。
这类材料具有高的机械强度和抗疲劳性能,是临床应用最广泛的承力植入材料。
该类材料的应用非常广泛,遍及硬组织、软组织、人工器官和外科辅助器材等各个方面。
除了要求它具有良好的力学性能及相关的物理性质外,优良的抗生理腐蚀性和生物相容性也是其必须具备的条件。
医用金属材料应用中的主要问题是由于生理环境的腐蚀而造成的金属离子向周围组织扩散及植入材料自身性质的退变,前者可能导致毒副作用,后者常常导致植入的失败。
已经用于临床的医用金属材料主要有纯金属钛、钽、铌、锆等、不锈钢、钴基合金和钛基合金等3。
二生物医用金属材料的特性2.1材料毒性生物医用金属材料的毒性主要来自金属表面离子或原子因腐蚀或磨损进入周围生物组织,由此作用于细胞,抑制酶的活性,组织酶的扩散和破坏溶酶体。
具体可表现为与体内物质生成有毒化合物。
并且金属离子进入组织液,会引起水肿、栓塞、感染和肿瘤等。
一般才用的降毒方法包括合金化、提高耐蚀性、提高光洁度、表面涂层等4。
2.2生理腐蚀性生物医用金属材料的生理腐蚀性是决定材料植入后成败的关键,其产物对生物机体的影响决定植入器件的使用寿命。
2.3力学性能生物医用金属材料需要有足够的强度与塑性。
一般说来,对人工髋关节金属材料的要求是:屈服强度>450Mpa;抗拉强度>800Mpa;疲劳强度>400Mpa;延伸率>8%。
通常材料的弹性模量大于骨的弹性模量,由此会使得材料与骨应变不同,界面处发生的相对位移造成界面松动;除此产生应力屏蔽,引起骨组织的功能退化或吸收8。
2.4耐磨性耐磨性影响植入摩擦器件的寿命;以及可能产生有害的金属微粒或微屑,导致周围组织的炎性、毒性反应。
可通过提高硬度,表面处理等方法进行改善。
三医用金属材料的种类3.1不锈钢不锈钢抗蚀性虽不如钻基合金,但易加工,且价格低廉。
不锈钢中要尽量减少si、Mn等杂质元素及非金属夹杂物,否则影响其耐蚀性.不锈钢的耐蚀性和强度也可经冷加工而提高.不锈钢的耐蚀性和强度虽不如钻其合金7,但它价格低,加工简易,可制成多种形体,如针、板、钉、螺钉、髓内针、齿冠、三棱钉等器件和各种人工假体,目前应用仍最广泛,同时还用于制作医疗仪器和手术器械18。
3.2钴基合金钴铬钼合金为钻基奥氏体结构,或称钒钢或活合金.可以铸造或锻造,但硬度大,加工制作较困难.从耐蚀性和机械性能考虑,它较不锈钢优越,是目前较优良的材料。
1929年已开始应用于临床,其锻造植人器件已列入150国际标准,并有硬、中、软3种类型14。
3.3钛及其合金钦质轻,比重与人骨近似。
纯钦强度为390一490MPa,生物相容性好。
实验证明其耐蚀性和抗疲劳性能均优于不锈钢和钻基合金,组织反应轻微,表面活性好,易与氧反应形成致密氧化膜,即钦的氧化层稳定。
故具有生物材料的条件;适于植人,为较理想有发展前途的一种植入材料9。
3.4担及其合金钮及其合金性能良好,早在40年代就用作植入材料。
当时只是从生物相容性和可塑性上来考虑,近年来则用钮及其合金制成了可承受高负荷的部件.钮的耐蚀性高,除溶解在硝酸和氢氛酸的混合液、氢氟酸、热的浓硫酸、苛性碱外,其他试剂对钮都不起作用12。
对人体无刺激,体液对担的交变疲劳强度无影响.与不锈钢相比,钮有很高的抗缺口裂纹扩展能力。
在相同的交变载荷下,担制髓内针的回转刚性比AO用钢材高60倍。
3.5其他的金属(医用贵金属)医用贵金属是指用作生物医用材料的金、银、铂及其合金的总称。
贵金属的生物相容性较好,但价格昂贵,所以类贵金属得到发展,如仿金材料的研究。
妮、担及错与钦都具有极相似的组织结构和化学性能,在生物医学上也得到一定应用。
但总的来说,医用贵金属和担、妮、错等金属因其价格较贵,广泛应用受到限制13。
四医用金属材料目前存在的主要问题医用金属材料经过多年的临床应用,仍然存在许多问题,除了医用材料常见的宿主反应以外,还由于金属腐蚀和磨损直接或间接造成的影响。
医用金属材料中均含有较多的合金化元素.但它们在人体中所允许的浓度非常低。
这些合金化元素多呈强的负电性,能够变化其电子价态并与生物体内的有机物或无机物质化合形成复杂的化台物(有些含有强烈的毒性)。
另外,金属材料植入人体以后,由于腐蚀、磨损等导致金属离子溶出、金属;离子进入组织液里会引发某些生物反应,如组织反应.血液反应和全身反应,表现为水肿、血栓栓塞、感染及肿瘤等现象11。
另外在人体血液中.由于血小板、细胞和蛋白质带有负电荷,而金属析出离子一般带有正电荷,因此血液中大量金属离子的析出还易于造成血栓的形成。
在铁(Fe)、铬(Cr)、镍(Ni)、钼(Mo)、钴(Co)等人体必需的微量元素中,镍、钴、铬离子对人体都有很大的毒性和致敏反应17。
已有研究报道了植入物释放出来的金属离子诱导炎症的过程,并且发现即使亚微摩尔浓度的锌、镍和钴.也能诱导内皮细胞E选择素的表达。
科学上早就存在的“镍过敏和镍致癌问题”,直到最近几十年才受到各国重视,对日用和医用金属材料中的镍含量限制越来越严格,标准文件中所允许的最高镍含量也越来越少。
由1967年、1988年和1994年颁布的欧洲议会标准,就可以清楚地看出这种趋势。
因此在发展新型医用金属材料时必须严格控制其中的金属元素,最好是少用或不用对人体产生毒性和过敏性较大的合金化元素15。
五应用与发展前景迄今为止 ,被详细研究过的生物材料已有一千多种,医学临床上广泛使用的也有几十种,涉及到材料学的各个领域。
生物医用材料得以迅猛发展的主要动力来自人口老龄化、中青年创伤的增多、疑难疾病患者的增加和高新技术的发展。
人口老龄化进程的加速和人类对健康与长寿的追求,激发了对生物医用材料的需求。
目前生物医用材料研究的重点是在保证安全性的前提下寻找组织相容性更好、可降解、耐腐蚀、持久、多用途的生物医用材料19。
伴随着临床应用的巨大成功,一个高技术生物医学材料产业已经形成,且是一个典型的低原材料消耗、低能耗、低环境污染(一个售价5000余元的药物洗脱冠脉支架,其不锈钢用量仅≈100mg,全球不锈钢用量不超过1吨)、高技术附加值(知识成本可达总成本的50-70%)的新兴产业10,近十余年来以高达20%以上的年增长率持续增长,即使近年国际金融危机导致世界经济衰退,2009年美国医疗器械产业仍保持7%的年增长率,表明其发展受外部环境影响很小,对国家经济及安全具有重大意义,是世界经济中最具生气的朝阳产业。
过去,中国对于生物医用金属材料市场并没有较强有力的切入动机,一方面是金属材料厂商大多以量产思维为主要营运模式,另方面下游医疗器材采购量不大,实难要金属材料厂商舍量产而选生物医学16。
但近年,政府大力推动医疗器材产业,使我国医疗器材产业供应链逐渐齐全,加上过去产学研相关金属材料研发能量的累积,有利国内发展生物医用金属材料相关产业。
我国的骨科、齿科市场近年快速成长,有锻造、铸造、机加工等成形能力,也拥有功能设计能力,甚至可以自有品牌推销,对于国内生物医用金属材料(包括钛合金、不锈钢、镍钛合金等)将有其相当大的商机。
近年积极与相关外企交流,也有利于生物医用金属材料技术(如医用不锈钢、钛合金、镍钛合金、镁合金、多孔钽等)交流,共同开创世界市场5。
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