植入人体的金属材料
医用钛合金标准
医用钛合金标准随着医学技术的不断发展，医用钛合金作为一种理想的外科植入材料，被广泛应用于骨科、牙科和心血管等领域。
为了确保医用钛合金的安全性和可靠性，各国纷纷制定了相关的标准，以规范其生产、加工和应用。
本文将介绍医用钛合金的标准要求及其在临床应用中的重要性。
一、医用钛合金的分类和标准要求1. 医用钛合金的分类根据其化学成分和机械特性的不同，医用钛合金可分为纯钛合金和合金钛合金两大类。
纯钛合金主要由纯度达到99%以上的钛元素组成，其具有良好的生物相容性和低密度等特点。
合金钛合金则是将纯钛与其他金属元素（如铝、锌、铌等）进行合金化处理而得到的，以提高其抗腐蚀性和力学性能。
2. 医用钛合金的标准要求（1）化学成分要求：医用钛合金应符合国际标准组织（ISO）和相关行业协会规定的化学成分标准。
例如，纯钛合金的含氧量应小于0.18%，含碳量应小于0.08%，而合金钛合金中各元素的含量和比例要符合特定的要求。
（2）力学性能要求：医用钛合金的力学性能是其在临床应用中非常重要的指标。
根据不同的应用需求，医用钛合金应具备合适的强度、韧度、塑性和延展性。
一般来说，其抗拉强度应在800 MPa以上，屈服强度应在700 MPa以上，延伸率应在10%以上。
（3）生物相容性要求：由于医用钛合金常常作为植入材料用于人体内，其生物相容性对于患者的健康至关重要。
医用钛合金应符合ISO 10993等相关标准要求，具备良好的生物相容性和低的毒性。
二、医用钛合金标准在临床应用中的重要性医用钛合金的标准对于确保其质量和安全性具有重要意义，其主要体现在以下几个方面：1. 产品质量控制：通过制定医用钛合金的标准，可以规范生产厂商的生产过程和质量控制体系，确保生产的钛合金材料符合规定的要求。
这样可以降低产品质量的差异性，提高产品质量的稳定性和可靠性。
2. 材料选择指南：医用钛合金的标准为临床医生提供了一份可靠的材料选择指南。
医生可以根据患者的具体情况和手术需求，选择符合标准要求的医用钛合金材料，以确保手术的成功和患者的安全。
医用钛板钛棒钛网钛丝
医用钛板、钛棒、钛网、钛丝钛在医学中的应用在人体内因外伤、肿瘤造成的骨、关节损伤，采用钛及钛合金造人工关节、接骨板和螺钉，现在已经广泛应用于临床。
还用于髋关节（包括股骨头）、膝关节、肘关节、掌指关节、指间关节、下颌骨、人造椎体（脊柱矫形器）、心脏起搏仪器外壳、人工心脏（心脏瓣膜）、人工种植牙、钛镍牙齿正畸器以及钛网在头盖骨整形方面等。
对于植入材料的要求可以归为三个方面：材料与人体的生物相容性、材料在人体环境中的耐腐蚀性和材料的力学性能，作为长期植入人体材料有下列7项具体要求：①耐腐蚀性（Corrosion resistance）②生物相容性（Biocompatibility）③优越的力学和疲劳性能（Excellent mechanical and fatigue propeties）④韧性（Thonghness）⑤低的弹性模量（Low modulus of elasticity）⑥在组合体重的耐磨性（Good wear resistance in assembled condition）⑦令人满意的价格（Acceptabie prices）外壳植入物材料主要金属有：金属、聚合物、陶瓷等，金属材料又包括不锈钢、钴基合金和钛基合金。
图（1）为材料性能与骨性能的比较图（1）图（2）所示为三种植入物材料的特性比较图（2）图（3）所示为金属元素和合金的生物相容性图（3）图（3）中：（a）纯金属的细胞毒性（b）纯金属，Co-Cr和不锈钢生物形容性与极化阻抗指间的关系现有医用（外科植入物）钛及钛合金有以下几类：1.工业纯钛2.Ti-6Al-4V和Ti-6Al-4VELI合金3.Ti-6Al-7Nb合金4.新型β型钛合金5.Ti-Ni合金医用（外科植入物用）钛与钛合金牌号见图（4）图（4）植入无用钛及钛合金标准化现状1）ISO国际标准TC150为国际化标准机构中外科植入物专门委员会，外科植入物—金属材料—1~13级，钛合金原来为4个，现为3个。
医用金属材料讲解
• 3.4 齿科用金属 • 3.4.1 齿科汞齐
汞齐是一种含有汞金属成分的合金 。汞在室温下是液态，它能与其他金属反应， 如银、锡等，形成一种塑性物质，将其填入龋洞中，汞齐随着时间推移发生 硬化(凝固)。 固态合金的成分是：至少65%的银，不超过29%的锡，6%的铜， 2%的锌和3%的汞。 • 牙医在填补龋洞时，一般先在机械研磨器中将微粒状的固态合金和汞混 合，材料变得容易变形，方便操作，然后填充进准备好的龋洞中。
•
材料
表3.1 316和316L不锈钢材料的力学性能
状态 退火态 抗拉强度 /MPa 515 620 860 505 605 860 屈服强度/MPa 205 310 690 195 295 690 延伸率/% 40 35 12 40 35 12 洛氏硬度 /HRB 95 － 300～350 95 － －
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 － － － － － －
• 3.2 Co基合金 （1）分类、组成和性能
• 钴基合金通常是指Co-Cr合金，基本上分为两类：一类是Co-Cr-Mo合金 ，一般通过铸造加工，铸造Co-Cr-Mo合金已经在牙科方面应用了近几 十年，目前主要用于制造人工关节连接件；另一类是Co-Ni-Cr-Mo合金 ，一般通过热锻加工，锻造Co-Ni-Cr-Mo合金主要用于制造关节替换假 体连接件的主干，承受重载荷，如膝关节和髋关节等。 • Co-Ni-Cr-Mo合金是一种最有名的钴基合金，它大约含有Ni35%(质 量分数)和Co35%(质量分数)，这种合金在压力下对海水(含有Cl-)有很强 的抗蚀性，冷加工可大大增加它的强度。但在提高材料力学性能的同 时，也增加了材料的加工难度。因此，现在采用热锻方法制造这种合 金的植入器械。 • 锻造Co-Ni-Cr-Mo合金和铸造Co-Cr-Mo合金一样具有相似的耐磨性 能,在关节模拟测试中大约是每年被磨损0.14mm)。但是，由于Co-NiCr-Mo合金较差的耐磨性能而不提倡用来制作关节假体的摩擦面。 • 锻造Co-Ni-Cr-Mo合金具有很高的疲劳强度和极限抗拉强度，植入 很长时间后，也很少会发生断裂。
外科手术技术中的植入物使用
外科手术技术中的植入物使用植入物在外科手术中发挥着重要的作用。
它们是通过手术方法将人工材料植入患者体内，以修复或替代组织、器官的功能。
外科手术中的植入物广泛应用于骨科、胸腔外科、神经外科、心脏外科等多个领域。
植入物的种类包括金属、塑料、陶瓷、生物材料等。
其中，金属植入物如不锈钢、钛合金、铬合金等具有良好的生物相容性、强度和耐腐蚀性能。
塑料植入物如聚乙烯、聚乙烯醇、聚氨酯等则具有良好的可塑性和生物相容性。
陶瓷植入物如氮化硅、氧化锆等具有高强度、耐磨损和生物相容性。
生物材料植入物如骨骼支架、膜片、腱骨连接器等则能够促进自体组织的生长和修复。
在骨科手术中，植入物的使用是非常常见的。
骨折修复包括内固定和外固定两种方法，常用的内固定植入物有金属钢板、钢钉、螺钉等。
这些植入物通过锚定骨骼的方式，提供稳定性和支撑，加速骨折愈合。
外固定植入物则通过外部装置将骨折端固定，降低骨折部位的应力，促进骨折的愈合。
胸腔外科手术中，心脏支架是一种常见的植入物。
在心脏冠状动脉搭桥手术中，经过冠状动脉的血流受到阻塞，需要搭建一个新的通路来绕过阻塞部位。
这时，外科医生会将心脏支架植入冠状动脉，恢复血液的正常流动，减轻心脏负担。
神经外科手术中的植入物主要包括脑起搏器和脑植入电极。
脑起搏器可以用于治疗帕金森病等运动障碍疾病，通过电刺激神经元来改善症状。
脑植入电极则用于记录脑电信号，用于研究和治疗癫痫、抑郁症等疾病。
心脏外科手术中，植入物的应用也非常广泛。
心脏支架、心脏瓣膜、人工心脏和心脏起搏器是最常见的植入物。
心脏支架用于治疗冠状动脉疾病，通过扩张狭窄的血管，恢复血流。
心脏瓣膜则用于替代或修复病损心脏瓣膜，恢复心脏功能。
人工心脏和心脏起搏器则通过电刺激来帮助心脏维持正常的节律和功能。
总之，植入物在外科手术中扮演着重要的角色。
它们通过修复、替代人体组织和器官的功能，帮助患者恢复健康。
植入物的种类和应用范围广泛，医生在选择和使用植入物时需要考虑患者的具体情况、手术目的和风险。
骨结合植入物金属骨针
骨结合植入物金属骨针一、概述骨结合植入物是一种医用金属制品，主要用于骨折治疗和骨关节手术中。
金属骨针是其中的一种，通常由不锈钢、钛合金等材料制成。
它们通过穿刺或插入骨内部来固定和支撑骨折处或手术后的骨结构，促进其愈合。
二、金属骨针的种类1. 不锈钢金属骨针：这种材料具有较高的强度和耐腐蚀性能，适用于大部分的外科手术。
2. 钛合金金属骨针：这种材料比不锈钢更轻，更耐腐蚀，具有更好的生物相容性，适用于对材料过敏或需要长期使用植入物的患者。
三、金属骨针的优点1. 强度高：金属骨针具有较高的强度和硬度，可以有效地支撑和固定断裂处。
2. 生物相容性好：不锈钢和钛合金都是生物相容性良好的材料，可以减少对人体的影响和排异反应。
3. 操作简便：金属骨针可以通过穿刺或插入的方式直接固定在骨内部，操作简单方便。
4. 经济实惠：金属骨针价格相对较低，适用于大部分患者。
四、金属骨针的缺点1. 术后疼痛：由于金属骨针需要穿刺或插入骨内部，术后可能会出现一定程度的疼痛。
2. 植入物感染：如果植入物没有得到有效的消毒和处理，可能会导致感染等并发症。
3. 长期使用的限制：虽然不锈钢和钛合金都是生物相容性良好的材料，但长期使用可能会出现材料疲劳、脱落等问题。
五、金属骨针的注意事项1. 选择合适的材料和尺寸：根据患者年龄、性别、身体素质等因素选择合适的材料和尺寸。
2. 术前检查：在手术前进行全面检查，确保患者没有其他严重疾病或过敏史。
3. 术后护理：手术后需要注意休息、饮食和伤口护理等，避免出现感染和其他并发症。
4. 定期复查：手术后需要定期复查，观察植入物的情况和骨愈合情况。
六、结语金属骨针作为一种常见的骨结合植入物，具有较高的强度和生物相容性，操作简单方便。
但也需要注意材料选择、术前检查、术后护理和定期复查等问题，以减少并发症的发生。
YYT0809.12 外科植入物部分和全髋关节假体
YYT0809.12 外科植入物部分和全髋关节假体
外科植入物是指在手术中植入人体的各种材料，包括钢板、钉子和螺丝等钢制部件，以及关节假体等人工器械。
其中，全髋关节假体是一种用于治疗髋关节严重疾病或损
伤的手术方法。
在全髋关节置换手术中，患者的受损髋关
节被完全或部分取出，然后用人工假体取而代之。
这种人
工假体通常由金属、塑料或陶瓷制成，能够模拟正常髋关
节的功能。
外科植入物部分通常是指手术中植入人体的金属材料，如
钢板、钉子和螺丝等。
这些部分通常用于骨折修复手术，
以帮助骨骼愈合和恢复正常功能。
外科植入物的选择和使
用会考虑患者的具体病情和手术需求，以及材料的特性和
患者的身体情况。
无论是全髋关节假体还是外科植入物部分，患者在手术后
需要经过一段时间的康复和恢复期，以使手术部位能够愈
合并恢复正常功能。
在康复过程中，患者需要遵守医生的指导并进行适当的康复训练，以促进伤口愈合和恢复髋关节功能。
植入人体的金属材料
目录：一、为什么优选钛或钛合金作为人体植入物二、核磁共振对人体金属植入物的要求三、金属植入物对放射性治疗的影响四、电场对金属植入物的影响附件：国内外医用钛及钛合金牌号成分简介附件：钛合金在医学领域的应用一、为什么优选钛或钛合金作为人体植入物金属材料作为生物医用功能材料是材料科学的一个重要分支，用于人体植入物的历史已有４００余年。
英国较早地使用了纯金板修补颅骨、镶牙，其后陆续使用了银、铁片、铁丝及铁基合金的固定骨折关节件。
１９３０年以后，英国、美国使用钴基合金作为人体植入物。
第二次世界大战期间，英国、美国和日本等国家使用了大量的不锈钢作为人体植入物。
不锈钢植入人体，对镍过敏的不能植入316L或是317L。
２０世纪５０年代初，随着稀有金属工业的发展，加工态和铸态的钛、铌、锆作为人体植入物用于临床实验。
医学领域中钛合金的应用现状与发展趋势钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。
世界上许多国家都认识到锨合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。
第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金，该合金使用量已占全部钛合金的75％～85％。
其他许多钛合金都可以看做是Ti-6Al-4V合金的改型。
20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。
耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600～650℃。
A2(Ti3Al)和r（TiAl）基合金的出现，使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端（风扇和压气机）向发动机的热端（涡轮）方向推进。
结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。
医用植入材料分类
医用植入材料分类医用植入材料是指经过人工加工和设计，用于修复、替代或增强人体组织功能的材料。
它们被广泛应用于骨科、牙科、心血管、神经等医疗领域，具有重要的临床价值和应用前景。
根据其组成、用途和材料特性，医用植入材料可以分为不同的分类。
一、金属类植入材料金属类植入材料具有良好的力学性能和生物相容性，常用于修复骨骼缺损、牙科种植和血管支架等。
常见的金属类材料有钛合金、不锈钢、镍钛合金等。
钛合金由于其轻便、高强度和优异的生物相容性，在医用领域得到广泛应用。
二、生物降解类植入材料生物降解类植入材料是指在人体内可以逐渐降解、被吸收或代谢的材料，不需要二次手术进行取出。
这种材料可以为组织提供支撑和保护，并帮助组织恢复正常功能。
常见的生物降解类材料有聚乳酸（PLA）、聚羟基乙酸（PHA）等。
它们可以用于缺损骨折的修复、软骨组织修复、腱骨修复等。
三、聚合物类植入材料聚合物类植入材料是指由聚合物构成的材料，具有多样的形态和性质，可以满足不同的植入要求。
聚合物类材料在医学上具有良好的生物相容性、柔韧性和可塑性。
常见的聚合物类材料有聚乙烯醇、聚乳酸、聚己内酯等。
它们在软组织修复、心脏血管修复和腹腔手术等方面应用广泛。
四、生物活性类植入材料生物活性类植入材料是指能够与人体组织进行活性相互作用的材料。
这些材料可以释放出生长因子、药物或其他活性物质，促进组织的生长和修复。
常见的生物活性类材料有羟基磷灰石、骨水泥等。
它们在骨组织修复、牙科种植和软组织修复中具有重要的应用作用。
五、复合类植入材料复合类植入材料是指由多种材料组合而成的材料。
通过优势互补，它们可以兼具多种特性，如生物相容性、生物活性和力学性能等。
常见的复合类材料有聚乳酸-羟基磷灰石、聚乳酸-聚己内酯等。
复合类材料的开发和应用为医疗领域带来了更多的选择。
总结起来，医用植入材料根据其材料特性和应用领域可以分为金属类、生物降解类、聚合物类、生物活性类和复合类等不同分类。
骨科内固定的材料主要分类(附带图片)
骨科内固定的材料主要分类骨科内固定材料是许多骨折病人手术时需要用到的手术器材。
目前在临床上应用的传统骨科内固定材料主要有不锈钢系列、钴铬钼合金、钛和钛合金等，这些都是永久性植入材料。
(1)不锈钢系列：均为奥氏体的铁基合金。
以奥氏体不锈钢为基础，再加入钛元素，使材料具有较高的抗腐蚀性能。
加入了钼元素，并相应地减少硫、磷等杂质，从而提高了材料的硬度和耐腐蚀性。
镍在不锈钢中的主要性能是防锈、抗腐蚀、提高材料的韧性。
316、316L、317、3l7L牌号的不锈钢，惰性好、耐蚀性强。
它的机械性能也适合制作内固定器材，是目前国际选用最广的医用不锈钢材料。
(2)钴、铬、钼合金：钴的硬度大，耐腐蚀性好；钼在合金中含量较不锈钢系列高，故合金的硬度大、具有良好的耐腐蚀性。
缺点是钴对细胞的毒性较大．植入人体后也可能引起过敏反应，甚至有致癌作用。
而且价格昂贵，制品加工困难，现已少用。
(3)钛及钛合金：包括纯钛和钛基合金两大类。
钛元素较活泼，晶体表面极易氧化。
材料表面氧化后形成一层钝性氧化膜，性质稳定、惰性大、耐酸、耐腐蚀性和组织相容性好，对细胞的毒性极低。
而且质量轻，抗拉强度和屈服强度均较不锈钢、钴铬钼合金低。
弹性模量接近人体皮质骨，作为骨折内固定材料有其优点，并有广泛应用价值。
纯钛的硬度低、质轻、不耐磨。
如在真空800摄氏度氮化炉中经表面氮化处理后，可增加它的硬度、耐磨性和惰性。
常用的钛合金内固定材料有两种。
a．T-6A1—4V：国产牌号为TC4。
其硬度和耐腐蚀性大于纯钛．而且质轻，是目前较为常用的内固定金属材料之一。
b．镍钛形状记忆合金：材料的组织相容性好，耐腐蚀性强。
它在低温下可产生可塑性变形，当温度升高后又能恢复原来形状，故可制作特殊需要的内固定用品，如特殊形状的钉和Ender针等。
但记忆复形的机械强度有限，目前尚不能广泛应用，还须进一步研究。
人体植入金属
➢金属材料用于人体植入４００余年。
➢英国 纯金板 颅骨、镶牙； 银、铁片、铁丝及铁基合金 骨折关节件。
➢１９３０年以后，英国、美国 钴基合金
➢二战期间，英国、美国和日本 不锈钢 ➢２０世纪５０年代初，钛、铌、锆 ➢1954年 美国 Ti-6Al-4V合金
2020/3/20
4
Ti-6Al-4V合金特点：
☆ 钛合金和奥氏不锈钢合金这二种骨科内置材料属于抗磁 质，磁导率小于1，是非均匀介质，置于变化的电磁场 时，产生的涡电流很小，不足以致热。
2020/3/20
18
附件
中国医用钛及钛合金标准GB\T13810-2007
Fe
C
N
H
O
AL
V
TA1ELI 0.10 0.03 0.012 0.008 0.10
ISO5832\3 外科植入物—Ti-6Al-4V合金
6AL-4V
Fe
C
N
H
O
AL
V
0.3 0.08 0.05 0.010 0.20 5.5～6.75 3.5～4
钛合金在医学领域的应用
一、钛合金内核陶瓷骨 二、人造髋关节 三、钛合金烤瓷牙 四、钛合金支架
The End .
Thank You !!
结论： 金属植入物对放疗剂量分布存在明显影响，吸收剂量可产 生5%～22%偏差；相同条件下不锈钢板对射线剂量分布影 响较钛合金板明显。
2020/3/20
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实验二：不同骨科植入物对放射治疗的影响（南京医科大学附
属常州第二人民医院）
【摘要】：不锈钢植入物、钛基合金植入物、碳纤 维植入物在放射诊断中的影像学区别及 对放射治疗剂量的影响
温下存在 进入人体的人工关节、骨钉、手术刀、抽脂
植入人体的金属材料
目录：一、为什么优选钛或钛合金作为人体植入物二、核磁共振对人体金属植入物的要求三、金属植入物对放射性治疗的影响四、电场对金属植入物的影响附件：国内外医用钛及钛合金牌号成分简介附件：钛合金在医学领域的应用一、为什么优选钛或钛合金作为人体植入物金属材料作为生物医用功能材料是材料科学的一个重要分支，用于人体植入物的历史已有４００余年。
英国较早地使用了纯金板修补颅骨、镶牙，其后陆续使用了银、铁片、铁丝及铁基合金的固定骨折关节件。
１９３０年以后，英国、美国使用钴基合金作为人体植入物。
第二次世界大战期间，英国、美国和日本等国家使用了大量的不锈钢作为人体植入物。
不锈钢植入人体，对镍过敏的不能植入316L或是317L。
２０世纪５０年代初，随着稀有金属工业的发展，加工态和铸态的钛、铌、锆作为人体植入物用于临床实验。
医学领域中钛合金的应用现状与发展趋势钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。
世界上许多国家都认识到锨合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。
第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金，该合金使用量已占全部钛合金的75％～85％。
其他许多钛合金都可以看做是Ti-6Al-4V合金的改型。
20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。
耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600～650℃。
A2(Ti3Al)和r（TiAl）基合金的出现，使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端（风扇和压气机）向发动机的热端（涡轮）方向推进。
结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。
植入人体的金属材料
目录：一、为什么优选钛或钛合金作为人体植入物二、核磁共振对人体金属植入物的要求三、金属植入物对放射性治疗的影响四、电场对金属植入物的影响附件:国内外医用钛及钛合金牌号成分简介附件：钛合金在医学领域的应用一、为什么优选钛或钛合金作为人体植入物金属材料作为生物医用功能材料是材料科学的一个重要分支,用于人体植入物的历史已有４００余年.英国较早地使用了纯金板修补颅骨、镶牙，其后陆续使用了银、铁片、铁丝及铁基合金的固定骨折关节件.１９３０年以后，英国、美国使用钴基合金作为人体植入物。
第二次世界大战期间，英国、美国和日本等国家使用了大量的不锈钢作为人体植入物.不锈钢植入人体，对镍过敏的不能植入316L或是317L。
２０世纪５０年代初，随着稀有金属工业的发展,加工态和铸态的钛、铌、锆作为人体植入物用于临床实验。
医学领域中钛合金的应用现状与发展趋势钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。
世界上许多国家都认识到锨合金材料的重要性，相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。
第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti—6Al—4V合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金,该合金使用量已占全部钛合金的75％～85％。
其他许多钛合金都可以看做是Ti—6Al—4V合金的改型.20世纪50～60年代,主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金,80年代以来,耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。
耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600~650℃。
A2(Ti3Al)和r（TiAl）基合金的出现,使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端(风扇和压气机)向发动机的热端（涡轮）方向推进.结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。
金属材料在医学领域中的应用
金属材料在医学领域中的应用一、金属材料在医疗器械上的应用在医学领域中，金属材料的应用非常广泛，其中医疗器械是最主要的应用方向之一。
1. 人工关节人工关节是目前应用最广泛的医用金属制品，在骨科手术中经常使用。
由于人工关节需要承受人体的体重和运动压力，因此所选用的金属必须具有足够的强度和耐腐蚀性能，如钛、铬钼合金等。
2. 内修复器械内修复器械是指用于骨折和其他骨骼损伤的手术器械。
金属材料的高强度和韧性使其成为一种理想的选择，包括316L不锈钢、钛合金、铬钼钛合金等。
3. 心脏支架心脏支架是一种用于治疗冠状动脉疾病的医用金属制品。
它通过在狭窄的冠状动脉中插入金属膨胀支架来扩张血管。
通常使用的金属材料包括钛、不锈钢、铬钼合金等。
4. 医用导线医用导线常用于心脏起搏器和人工心脏等器械中。
金属材料的高强度和弹性特性使其成为一种理想的选择，包括镍钛合金、不锈钢等。
二、金属材料在牙科领域中的应用金属材料的应用不仅仅局限于医疗器械，还广泛应用于牙科领域。
1. 口腔种植体口腔种植体是一种牙科治疗方法，是将一枚人造牙根插入下颌或上颌骨骼中来替代缺失的自然牙。
金属材料的高强度和韧性使其成为一种理想的选择，包括钛、钴铬合金等。
2. 牙套牙套常用于矫正牙齿，金属材料的高强度和韧性使其成为一种理想的选择。
铬钼钛合金和钛合金都是常见的选择。
3. 牙科手术器械牙科手术器械包括钻头、镊子、卡钳等工具，金属材料的高强度和刚性使其成为一种理想的选择。
不锈钢、钛、钴铬合金等都是常见的选择。
三、金属材料在药物传输中的应用金属材料在药物传输中的应用主要是指介导药物的输送和释放。
1. 药物输送药物输送系统是用于将药物精确地输送到病灶部位的系统。
金属材料具有高载荷承受能力和良好的稳定性，被广泛应用于药物输送中。
钛合金、铝、不锈钢等都是常见的选择。
2. 药物释放药物释放系统是用于控制和释放药物的系统。
金属材料的表面易于功能化，可以通过各种方法实现药物的修饰和控制释放。
生物医用金属材料
生物医用金属材料
生物医用金属材料是一类应用于医疗领域的特殊金属材料，具有良好的生物相容性和机械性能，被广泛应用于人体植入物、手术器械和医疗设备等领域。
生物医用金属材料主要包括钛合金、不锈钢、镍钛合金等，它们在医疗领域中发挥着重要作用。
首先，钛合金是目前应用最为广泛的生物医用金属材料之一。
钛合金具有低密度、高强度、良好的生物相容性和抗腐蚀性能，因此被广泛应用于人体植入物的制造，如人工关节、牙科种植体等。
钛合金的生物相容性能使其可以与人体组织良好结合，减少排异反应的发生，同时其优异的机械性能也能够满足植入物在人体内长期稳定运行的要求。
其次，不锈钢也是常见的生物医用金属材料。
不锈钢具有良好的强度和韧性，同时具有抗腐蚀性能，被广泛应用于手术器械和医疗设备的制造。
不锈钢制成的手术器械表面光滑、易清洁、耐腐蚀，能够满足医疗卫生要求，同时其优异的机械性能也能够满足手术器械在使用过程中的要求。
此外，镍钛合金也是一种重要的生物医用金属材料。
镍钛合金具有记忆效应和超弹性，被广泛应用于心血管介入治疗领域。
其具有形状记忆特性，可以在体内完成形状变化，用于支架、夹具等医疗器械的制造，同时其超弹性能也能够减少植入过程中对患者组织的创伤。
总的来说，生物医用金属材料在医疗领域中发挥着重要作用，它们的优异性能为医疗器械和植入物的制造提供了重要的材料基础。
随着医疗技术的不断发展，生物医用金属材料也将不断得到改进和应用，为医疗领域的发展和患者的健康提供更好的支持。
钛的医学奇迹了解钛金属在人体植入物中的应用
钛的医学奇迹了解钛金属在人体植入物中的应用钛的医学奇迹：了解钛金属在人体植入物中的应用钛金属因其优秀的性能而在医学领域中应用广泛。
作为一种生物相容性良好的材料，钛金属在人体植入物中具有许多独特的优势。
本文将探讨钛金属在医学领域中的应用，并介绍其中的医学奇迹。
1. 介绍钛金属的特性钛是一种非常轻、高强度和生物相容性良好的金属材料。
它具有优异的耐腐蚀性，能够抵抗体内的酸碱侵蚀，而且不会引起过敏反应。
这些特性使得钛金属成为制造和应用人体植入物的理想选择。
2. 钛金属在牙科植入物中的应用牙科种植是一种常见的治疗缺牙问题的方法。
而钛金属种植体的出现，使得牙齿的再生成为可能。
钛金属种植体能够与牙骨融为一体，提供牙齿缺失区域的支撑，并恢复咀嚼功能。
此外，钛金属种植体还可以防止牙齿周围骨质的吸收，并有效保护相邻牙齿的健康。
3. 钛金属在骨科植入物中的应用钛金属在骨科植入物中发挥着重要作用。
例如，在骨折修复中，钛金属板和螺钉可以用于稳定骨骼，并促进骨折愈合。
由于钛金属的高强度和生物相容性，患者可以更快地康复，并减轻手术后的疼痛和并发症的风险。
4. 钛金属在关节植入物中的应用关节置换手术是治疗严重关节退化的有效方法。
而钛金属作为关节置换材料的选择，可以提供稳定的支持，并重建受损的关节功能。
其优秀的生物相容性和机械性能，使得患者能够恢复关节的正常运动范围和功能。
5. 钛金属在心血管植入物中的应用钛金属也被广泛应用于心血管植入物中，如冠状动脉支架和心脏起搏器。
冠状动脉支架的主要作用是扩张狭窄的冠状动脉，并保持血管的通畅。
而钛金属材料的使用可以提供足够的支持，并减少血管内部的摩擦力。
心脏起搏器则通过钛金属导线与心脏连接，用于调节心脏的心律。
总结：钛金属在人体植入物中的应用带来了医学上的奇迹。
无论是种植牙齿、修复骨折、置换关节还是治疗心血管疾病，钛金属都发挥着重要的角色。
它的轻便、高强度和优异的生物相容性，为患者提供了更好的治疗效果和生活质量。
外科植入物 镍钛形状记忆合金 标准
外科植入物镍钛形状记忆合金标准外科植入物是一种被植入人体用于恢复、替代或增强功能的医疗器械。
其中，镍钛形状记忆合金是一种广泛应用于外科植入物制造的材料。
本文将从镍钛形状记忆合金的特性、制造工艺、外科应用和潜在的发展方向等方面来详细介绍。
镍钛形状记忆合金，通常简称为NiTi合金，由镍和钛两种金属元素组成，具有一种独特的性能，即具备形状记忆和超弹性。
形状记忆效应是指材料在经历变形后，可以通过热回复到原始形态。
超弹性则是指材料可以经受巨大应力变形，但在去除应力后能够完全恢复原始形态，而不产生永久性变形。
这些特性使得镍钛形状记忆合金成为一种理想的外科植入材料。
制造镍钛形状记忆合金的一种常用方法是通过真空熔炼和热处理。
首先，将合适比例的镍和钛加热至高温熔化并在真空环境中进行合金化处理。
然后，通过控制冷却速率和固溶温度等参数，形成合金的晶体结构和形状记忆特性。
最后，利用机械加工或电火花加工等工艺对合金进行加工，制成不同型号和尺寸的外科植入物。
镍钛形状记忆合金在外科植入物中的应用非常广泛。
其中，最常见的应用是在心血管领域。
镍钛支架作为一种生物相容材料，被用于支持病变血管，恢复血流通畅，预防血管再狭窄。
此外，镍钛导丝和镍钛片等也常被用于心脏手术中的修复和替代甚至在牙科领域用作牙齿矫正器具。
除了心血管领域，镍钛形状记忆合金还被广泛运用于骨科植入物。
例如，镍钛合金螺钉和板材可用于骨折修复，镍钛形状记忆合金也可以制成人工关节，用于关节置换手术。
此外，镍钛形状记忆合金的高弹性特性还可以用于牵引矫形术中，纠正脊柱畸形。
尽管镍钛形状记忆合金在外科植入物中具备许多优点，例如生物相容性、可形状记忆性和超弹性，但是还有一些潜在的发展方向可以进一步提高其性能。
首先，改善合金材料的耐蚀性，以满足长期体内植入的要求。
其次，研发更具定制化的材料，以适应不同患者的需求。
此外，也可以研究镍钛形状记忆合金与其他材料的复合应用，以获得更好的性能和效果。
人体植入
钛具有“亲生物“性。
在人体内，能抵抗分泌物的腐蚀且无毒，对任何杀菌方法都适应。
因此被广泛用于制医疗器械，制人造髋关节、膝关节、肩关节、胁关节、头盖骨，主动心瓣、骨骼固定夹。
当新的肌肉纤维环包在这些“钛骨”上时，这些钛骨就开始维系着人体的正常活动。
钛在人体中分布广泛，正常人体中的含量为每70kg体重不超过15mg，其作用尚不清楚。
但钛能刺激吞噬细胞，使免疫力增强这一作用已被证实。
钛金属对人体无任何损害而首先迎合了健康、长寿的追求，经医学实践证明：钛制器官可以长期植入于人体内部，可见其无害于人体的神奇，良好的生物相容性与无比忠诚的稳定性让钛饰在与人体长期接触后，也不会产生过敏，对皮肤、神经与味觉都没有不良影响，有如你若即若离的情人，所以它还有一顶高帽子：亲生物金属。
因此它绝对对人体无害，对于皮肤过敏的现代人来说可成其首选。
小资料：钛英文名称：titanium定义：元素周期表中原子序数为22，属于ⅣB族的金属元素。
具有同素异晶转变，高温相为体心立方晶格的族相，低温为密排六方晶格的相相，相变点为882℃。
元素符号Ti。
钛的耐热性很好，熔点高达1668℃。
在常温下，钛可以安然无恙地躺在各种强酸强碱的溶液中。
就连最凶猛的酸——王水，也不能腐蚀它。
钛不怕海水，有人曾把一块钛沉到海底，五年以后取上来一看，上面粘了许多小动物与海底植物，却一点也没有生锈，依旧亮闪闪的。
植入人体的金属合金应该具有以下特点：1：:生物学条件：具备人体相容性、无异物反应、无变态反应、无致癌性、无抗原性、无毒。
还要求具备人体组织的生物亲和性、抗血栓性等人体安全性。
力学条件：高强度、高比强度；弹性模量接近骨，能促进材料与人体之间界面的牢固结合；良好的韧性；不发生疲劳现象；高的耐磨耗性。
2：化学条件：良好的耐蚀性、耐腐蚀疲劳、耐磨耗腐蚀疲劳、不产生有害重金属离子的溶出物。
3：:其他条件：非磁性、加工性能及功能材料特性。
钦和钦合金能够满足这些主要条件。
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目录：一、为什么优选钛或钛合金作为人体植入物二、核磁共振对人体金属植入物的要求三、金属植入物对放射性治疗的影响四、电场对金属植入物的影响附件：国内外医用钛及钛合金牌号成分简介附件：钛合金在医学领域的应用一、为什么优选钛或钛合金作为人体植入物金属材料作为生物医用功能材料是材料科学的一个重要分支，用于人体植入物的历史已有４００余年。
英国较早地使用了纯金板修补颅骨、镶牙，其后陆续使用了银、铁片、铁丝及铁基合金的固定骨折关节件。
１９３０年以后，英国、美国使用钴基合金作为人体植入物。
第二次世界大战期间，英国、美国和日本等国家使用了大量的不锈钢作为人体植入物。
不锈钢植入人体，对镍过敏的不能植入316L或是317L。
２０世纪５０年代初，随着稀有金属工业的发展，加工态和铸态的钛、铌、锆作为人体植入物用于临床实验。
医学领域中钛合金的应用现状与发展趋势钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。
世界上许多国家都认识到锨合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。
第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金，该合金使用量已占全部钛合金的75％～85％。
其他许多钛合金都可以看做是Ti-6Al-4V合金的改型。
20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。
耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600～650℃。
A2(Ti3Al)和r（TiAl）基合金的出现，使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端（风扇和压气机）向发动机的热端（涡轮）方向推进。
结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。
另外，20世纪70年代以来，还出现了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形状记忆合金，并在工程上获得日益广泛的应用。
目前，世界上已研制出的钛合金有数百种，最著名的合金有20～30种，如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-1023、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等。
钛合金可以分为α、α+β、β型合金及钛铝金属间化合物（TixAl，此处x=1）四类。
钛合金人体植入物是与人的生命和健康密切相关的特殊的功能材料。
同其它金属材料相比较，使用钛及钛合金的优势主要有六点：1质轻钛及钛合金的密度，20℃时为4.5克/厘米3，仅为不锈钢的56%。
植入人体内大幅度减轻了人体的负荷量，作为医疗器械也减轻了医务人员操作负荷。
2 弹性模量低钛及钛合金的弹性模量低，纯钛为10850公斤力/毫米2，仅为不锈钢的53%，植入人体内与人体自然骨更接近，有利于接骨，能够减少骨头对植入物的应力屏蔽效应。
3 无磁性钛及钛合金是无磁性金属，不受电磁场和雷雨天气的影响，这有利于使用后的人体安全。
4 无毒性钛及钛合金的无毒性，作为植入物对人体无毒副作用。
.5 抗腐蚀性钛及钛合金被称为是生物惰性金属材料，对人体血液的浸泡环境中具有优异的耐腐蚀性能，保证了与人体血液及细胞组织的相容性好，作为植入物不产生人体污染，不会发生过敏反应，这是钛及钛合金应用的基础条件。
在人体植入物用钛及钛合金表面进行阳极氧化着色处理，提高了植入物件在人体条件下的耐磨性、耐蚀性和循环疲劳抗力，也在很大程度上解决了金属离子溶出问题，提高了植入物的相溶性。
同时也可以作为不同规格制品的标识，方便了手术操作。
6 强度高、韧性好因外伤、肿瘤等因素导致骨、关节损害，为建立稳固的骨支架，必须借助弧型板、螺丝钉、人造骨及关节等，这些植入物要长期留置于人体内，会受到人体的弯曲、扭转、挤压、肌肉收缩力等作用，要求植入物具有高的强度和韧性。
研究与临床实例证明，在人体受力小的部位可以用纯钛，在人体受力大的部位可以用Ti-6Al-4V合金，完全可以满足人体植入物的要求。
世界各国的相关研究和大量的临床治疗实例，从深度和广度上认可钛及钛合金是迄今为止最理想的人体植入物金属材料，被当今医疗外科业列为继不锈钢、钴基合金之后崛起的第三代金属。
医用钛及钛合金材料的优势已经被医学界认可，也被越来越多的患者接受。
目前，在医学领域中广泛使用Ti-6Al-4v ELI合金，会析出极微量的钒和铝离子，降低了其细胞适应性且有可能对人体造成危害，这一问题早已引起医学界的广泛关注。
美国早在20世纪80年代中期便开始研制无铝、无钒、具有生物相容性的钛合金，将其用于矫形术。
日本、英国等也在该方面做了大量的研究工作，并取得一些新的进展。
例如，日本已开发出一系列具有优良生物相容性的α+β钛合金，包括Ti-15Zr-4Nb_4ta-0.2Pd、Ti-15Zr-4Nb-aTa-0.2Pd-0.20~0.05N、Ti-15Sn-4Nb-2Ta-0.2Pd和Ti-15Sn-4nb-2Ta-0.2Pd-0.20，这些合金的腐蚀强度、疲劳强度和抗腐蚀性能均优于Ti-6Al-4v ELI。
与α+β钛合金相比，β钛合金具有更高的强度水乎，以及更好的切口性能和韧性，更适于作为植入物植入人体。
在美国，已有5种β钛合金被推荐至医学领域，即TMZFTM（TI-12Mo-^Zr-2Fe）、Ti-13Nb-13Zr、Timetal 21SRx （TI-15Mo-2.5Nb-0.2Si）、Tiadyne 1610（Ti-16Nb-9.5Hf）和Ti-15Mo。
用于制造植入人体内的医疗器件、假体或人工器官和辅助治疗设备的钛合金。
主要有钛6铝4钒、钛5铝2.5锡、ELI钛6铝4钒等合金。
它们具有比强度高、力学性质接近人骨，强度远优于纯钛，还具有耐疲劳、耐腐蚀及生物相容性优良等特点。
人体不会对钛产生排斥首先，大部份的金属都会与空气中的氧起作用，这种现象就是氧化，俗话说的生锈。
铜会长铜绿，铁会长铁锈等。
钛在极高温时，会呈现高度不稳定的现象，会四处抢电子，抢完电子平衡自己後，当然就稳定了。
钛在室温下，是极度的稳定，不会抢别人电子或是自己的电子被抢走。
一般来说，钛一超过摄氏600 度就会开始不稳定。
因为钛这种高度稳定的特性，所以应用在人体时，不容易跟身体内的物质起化学变化，也不会被身体内的酸性物质所腐蚀。
钛本身的特性就很好，但是并不是完美的。
因此我们所能看到的钛，都并不是纯钛，而是化合物。
也只有化合物可以稳定的在室温下存在，而且不容易起变化。
进入人体的人工关节、骨钉、手术刀、抽脂用插管等，全部都是钛合金所制成。
至於目前市面上所流行的液化钛、碳化钛，这些也都是化合物，而不是纯钛。
钛与不同的东西化合後，就会呈现不同的特性。
目前所知，只有液化钛及碳化钛的钛项圈、钛锗手链、钛项链等产品具有调整人体的保健功能，一般的钛制品无此功能。
二、核磁共振对人体金属植入物的要求核磁共振是一种物理现象，作为一种分析手段广泛应用于物理、化学生物等领域，到1973年才将它用于医学临床检测。
为了避免与核医学中放射成像混淆，把它称为磁共振成像术(MRI)。
MRI是一种生物磁自旋成像技术，它是利用原子核自旋运动的特点，在外加磁场内，经射频脉冲激后产生信号，用探测器检测并输入计算机，经过计算机处理转换后在屏幕上显示图像。
磁共振成像(MRI)检查是骨科，尤其是脊柱外科疾病诊断的有效工具。
1）由于在核磁共振机器及核磁共振检查室内存在非常强大的磁场，因此，装有心脏起搏器者，以及血管手术后留有金属夹、金属支架者，或其他的冠状动脉、食管、前列腺、胆道进行金属支架手术者，绝对严禁作核磁共振检查，否则，由于金属受强大磁场的吸引而移动，将可能产生严重后果以致生命危险。
2）对于带有金属植入物的患者，检查时在MRI图像金属植入物区上可出现大量伪影，以致影响图像诊断性能。
采用铁、不锈钢等作为骨科植入物材料，伪影十分明显，严重干扰了图像的判读。
近年来，随着科技的进步与发展，有许多骨科内固定物，特别是脊柱的内固定物，开始用钛合金（医用钛合金含极少量铁）或钛金属制成。
1）钛合金具有良好的机械、抗疲劳性能，是矫形外科植入物的首选材料之一。
2）由于钛金属不受磁场的吸引，在磁场中不会移动。
因此体内有钛金属内固定物的病人，进行核磁共振检查时是安全的；钛金属也不会对核磁共振的图像产生干扰。
这对于患有脊柱疾病并且需要接受脊柱内固定手术的病人是非常有价值的。
有的脊柱病人做完钛制内固定后要在该部位做一个磁共振检查，照样显示的很清楚，对身体也没有什么影响。
3）钛合金在MRI环境中产生的磁场吸引力较其他金属小，产生热量也很少，因此钛合金植入物能安全地接受MRI检查，在MRI图像上产生的伪影明显小于铁、不锈钢等植入物。
通过选择合适的扫描序列和参数可进一步减小钛合金植入物在MRI检查中产生的伪影，得到良好的图像。
有的医院有规定体内有金属，一律不做核磁共振检查。
一般低场强磁共振机检查问题不大，只要确定是钛的，不是不锈钢的都能做。
根据相关的医学文献，包含铁、镍、铬等金属的合金将对诊断产生一定的影响，有可能出现伪影等图像问题，影响诊断。
而钛金属在很强的磁场中也不会被磁化，既不会干扰图像，也不会影响诊断，与MRI诊断是兼容的。
北京大学第三医院放射科(疼痛及肿瘤CT介入门诊)柳晨医生：钛金属植入物不受磁场的影响，不锈钢类的植入物需要具体问题具体分析。
如果必须通过做核磁共振明确疾病，建议选用磁场强度相对比较低的核磁进行检查。
通过常年观察和实践，目前1.5T核磁相对比较安全。
总体原则是体内有金属慎做核磁，不是肯定不能做，因为如果金属移位可能造成内脏和大血管的损伤。
一般位于骨头上的金属植入物相对比较稳定；镶牙固定的金属牙托如果可以摘除尽量摘除；内脏手术吻合器也相对安全。
三、金属植入物对放射性治疗的影响目的：探讨放射野内金属植入物对其周围组织吸收剂量的影响。
方法：将骨科内固定不锈钢板、钛合金板和相同大小条状肌肉分别置入尸体标本左侧股骨前侧，构建实验组与对照组模型。
应用直线加速器6 MV X线照射，使用热释光剂量仪分别对不同内植物界面的吸收剂量进行测量，用治疗计划系统对有无金属植入物百分深度剂量变化进行模拟计算并与测量结果比较。
结果6MVX线照射置入不锈钢板、钛合金板和条状肌肉时，入射面实际测量值分别为1.18 Gy±0.04 Gy、1.12 Gy±0.04 Gy和0.97 Gy±0.03 Gy（F=57.35，P〈0.01），不锈钢板和钛合金板较条状肌肉相应位置吸收剂量分别增加了21.65%和15.46%；出射面实际测量值分别为0.87 Gy±0.03 Gy、0.90Gy±0.02 Gy和0.95 Gy±0.04 Gy（F=13.37，P〈0.01），不锈钢板和钛合金板较条状肌肉相应位置点吸收剂量分别衰减了8.42%和5.26%.模拟计算钢板入射面1 cm范围内吸收剂量较条状肌肉明显增加，而钢板入射面1 cm 以外范围影响〈5%，出射面对剂量分布影响〈2%。