外科植入物 金属材料 第12部分：锻造钴-铬-钼合金(标准状态：现行)
骨科内固定的材料主要有哪些
骨科内固定的材料主要有哪些 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。
带大家认识一下医用金属材料!
带大家认识一下医用金属材料！ 金属医用材料是人类最早利用的医用材料之一，其应用可以追溯到公元前400~300年，腓尼基人将金属丝用于修复牙缺失。随后，经历了漫长岁月的发展，直至19世纪后期，人类成功利用贵金属银对患者的膝盖骨进行缝合（1880年）。人类利用镀镍钢螺钉进行骨折治疗（1896年）后，才开始了对金属医用材料的系统研究。20世纪30年代，随着钴铬合金、不锈钢和钛及合金的相继开发成功并在齿科和骨科中得到广泛的应用，逐步奠定了金属医用材料在生物医用材料中的重要地位。70年代，Ni-Ti形状记忆合金在临床医学中的成功应用以及金属表面生物医用涂层材料的发展，使生物医用金属材料得到了极大的发展。医用金属材料也被称为外科植入金属材料，主要用于诊断、治疗，以及替换人体中的组织或增进其功能。近20年来，虽然金属医用材料相对于高分子材料、复合材料以及杂化和衍生材料等生物医用材料的发展缓慢，但其具有高的强度、良好的韧性及抗弯曲疲劳强度、优异的加工性能等许多其它几类医用材料不可替代的优良性能，是临床应用中最广泛的承力植入材料。尤其随着金属3D打印技术的发展，金属医用材料得到了更广泛的应用，最重要的应用有：骨折内固定板、螺钉、人工关节和牙根种植体等。
常用金属医用材料 临床应用的医用金属材料主要有不锈钢、钴合金、钛合金、形状记忆合金、贵金属以及纯金属钽、铌、锆等。 不锈钢 医用不锈钢（Stainless Steel as Biomedical Material）为铁基耐蚀合金，是最早开发的生物医用合金之一，其特点是易加工、价格低廉，耐蚀性和屈服强度可以通过冷加工提高，避免疲劳断裂。不锈钢按显微组织可分为：奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、沉淀硬化型不锈钢等，被用以制作医疗器械：刀、剪、止血钳、针头，同时被用以制作人工关节、骨折内固定器、牙齿矫形、人工心脏瓣膜等器件。其中，医用应用最多的是奥氏体超低碳不锈钢316L和317L。1987年，316L和317L两种合金已于纳入国际标准ISO 5832和ISO 7153中。1990年，我国制定了相应的国家标准GB 12417，并于1991年开始实施。医用不锈钢钳 医用不锈钢的生物相容性及相关问题，主要涉及到不锈钢植入人体后由于腐蚀或磨损造成金属离子溶出所引起的组织 反应等。大量的临床资料显示，医用不锈钢的腐蚀造成其长期植入的稳定性差，加之其密度和弹性模量与人体硬组织相距较大，导致力学相容性差。由于腐蚀会造成金属离子或其它化合物进人周围的组织或整个机体，因而可在机体内引起某些不良组织学反应，如出现水肿、感染、组织坏死等，从
ASTM F799-02 外科移植用热机加工钴铬钼合金(UNS R31537, R31538, R31539)
Designation:F 799–02 Standard Speci?cation for Cobalt-28Chromium-6Molybdenum Alloy Forgings for Surgical Implants (UNS R31537,R31538,R31539)1 This standard is issued under the ?xed designation F 799;the number immediately following the designation indicates the year of original adoption or,in the case of revision,the year of last revision.A number in parentheses indicates the year of last reapproval.A superscript epsilon (e )indicates an editorial change since the last revision or reapproval. 1.Scope* 1.1This speci?cation covers requirements of cobalt-28chromium-6molybdenum alloy (UNS R31537,R31538,R31539)high-strength forgings for the manufacture of surgical implants.The properties speci?ed in this document speci?cally apply to ?nished or semi?nished parts that receive no subse-quent thermomechanical processing. 1.2The values stated in inch-pound units are to be regarded as the standard.The SI equivalents of the inch-pound units may be approximate. 1.3Wrought material to be used as forging stock in the manufacture of forgings conforming to this speci?cation,typically hot worked and unannealed with a surface ?nish suitable for forging,shall be fabricated and supplied in accordance with F 1537. 2.Referenced Documents 2.1ASTM Standards: E 8Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials 2E 18Test Methods for Rockwell Hardness and Rockwell Super?cial Hardness of Metallic Materials 2 E 112Test Methods for Determining Average Grain Size 2E 165Test Method for Liquid Penetrant Examination 3 E 930Test Methods for Estimating the Largest Grain Ob-served in a Metallographic Section (ALA Grain Size)2 F 75Speci?cation for Cast Cobalt-Chromium-Molybdenum Alloy for Surgical Implant Applications 4 F 601Practice for Fluorescent Penetrant Inspection of Me-tallic Surgical Implants 4 F 981Practice for Assessment of Compatibility of Bioma-terials for Surgical Implants with Respect to Effect of Materials on Muscle and Bone 4 F 1537Speci?cation for Wrought Cobalt-28Chromium-6Molybdenum Alloys for Surgical Implants 4 2.2ISO Standards:5 ISO 6892Metallic Materials—Tensile Testing at Ambient Temperature 2.3American Society for Quality Standard:6 ASQ C1Speci?cation of General Requirements for a Qual-ity Program 3.Ordering Information 3.1Inquiries and orders for material under this speci?cation shall include the following information:3.1.1Quantity, 3.1.2ASTM designation,date of issue,and alloy number,3.1.3Mechanical properties,3.1.4Form, 3.1.5Applicable dimensions or drawing number,3.1.6Condition, 3.1.7Special tests,if any,and 3.1.8Other requirements. 4.Materials and Manufacture 4.1Materials for forgings shall be bar,rod,or wire fabri-cated in accordance with Speci?cation F 1537. 4.2The material shall be forged by hammering,pressing,rolling,extruding,or upsetting,and shall be processed,if practicable,so as to cause metal ?ow during the hot-working operation to be in the most favorable direction for resisting stresses encountered in service,as may be indicated to the supplier by the purchaser. 4.3Forgings shall be free of splits,scale,cracks,?aws,and other imperfections not consistent with good commercial practice. 4.4Optional indenti?cation marks,including the purchas-er’s logo,material designation,heat code number,and impres-sion number,may be placed upon each forging,the method and location of which shall be as speci?ed by the purchaser. 1 This speci?cation is under the jurisdiction of ASTM Committee F04on Medical and Surgical Materials and Devices and is the direct responsibility of Subcommittee F04.12on Metallurgical Materials. Current edition approved Apr.10,2002.Published June 2002.Originally published as F 799–https://www.360docs.net/doc/6812535980.html,st previous edition F 799–99.2 Annual Book of ASTM Standards ,V ol 03.01.3 Annual Book of ASTM Standards ,V ol 03.03.4 Annual Book of ASTM Standards ,V ol 13.01. 5 Available from American National Standards Institute,25W.43rd St.,4th Floor,New York,NY 10036.6 Available from American Society for Quality,600N.Plankinton Ave.,Milwaukee,WI 53203. 1 *A Summary of Changes section appears at the end of this standard. Copyright ?ASTM International,100Barr Harbor Drive,PO Box C700,West Conshohocken,PA 19428-2959,United States. 准标网 https://www.360docs.net/doc/6812535980.html, 免费下载 The standard is downloaded from https://www.360docs.net/doc/6812535980.html,
带大家认识一下医用金属材料
带大家认识一下医用金属材料 金属医用材料是人类最早利用的医用材料之一，其应用可以追溯到公元前400~300年，腓尼基人将金属丝用于修复牙缺失。随后，经历了漫长岁月的发展，直至19世纪后期，人类成功利用贵金属银对患者的膝盖骨进行缝合（1880年）。人类利用镀镍钢螺钉进行骨折治疗（1896年）后，才开始了对金属医用材料的系统研究。20世纪30年代，随着钴铬合金、不锈钢和钛及合金的相继开发成功并在齿科和骨科中得到广泛的应用，逐步奠定了金属医用材料在生物医用材料中的重要地位。70年代，Ni-Ti形状记忆合金在临床医学中的成功应用以及金属表面生物医用涂层材料的发展，使生物医用金属材料得到了极大的发展。 医用金属材料也被称为外科植入金属材料，主要用于诊断、治疗，以及替换人体中的组织或增进其功能。近20年来，虽然金属医用材料相对于高分子材料、复合材料以及杂化和衍生材料等生物医用材料的发展缓慢，但其具有高的强度、良好的韧性及抗弯曲疲劳强度、优异的加工性能等许多其它几类医用材料不可替代的优良性能，是临床应用中最广泛的承力植入材
料。尤其随着金属3D打印技术的发展，金属医用材料得到了更广泛的应用，最重要的应用有：骨折内固定板、螺钉、人工关节和牙根种植体等。 常用金属医用材料 临床应用的医用金属材料主要有不锈钢、钴合金、钛合金、形状记忆合金、贵金属以及纯金属钽、铌、锆等。 不锈钢 医用不锈钢（Stainless Steel as Biomedical Material）为铁基耐蚀合金，是最早开发的生物医用合金之一，其特点是易加工、价格低廉，耐蚀性和屈服强度可以通过冷加工提高，避免疲劳断裂。不锈钢按显微组织可分为：奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、沉淀硬化型不锈钢等，被用以制作医疗器械：刀、剪、止血钳、针头，同时被用以制作人工关节、骨折内固定器、牙齿矫形、人工心脏瓣膜等器件。其中，医用应用最多的是奥氏体超低碳不锈钢316L和317L。1987年，316L和317L两种合金已于纳入国际标准ISO 5832和ISO 7153中。1990年，我国制定了相应的国家标准GB 12417，并于1991年开始实施。 医用不锈钢钳
人工关节
人工关节 多年来人们就采用各种关节成形术治疗关节强直、关节畸形和各种破坏性骨关节疾病，力图将这些有病的关节矫正和恢复功能，使之成为稳定的、不疼的并有一定的功能的，为此许多学者做出了巨大的努力。迄今已研制出膝、髋、肘、肩、指、趾关节假体用于临床。 1890年，Gluck首先应用象牙制造下颌关节；1938年，Wiles用不锈钢作髋臼与股骨头；而后Moor开展了人工股骨头置换术； 1940年 Wder兄弟用合成树脂制造人工关节；1951年开始全髋人工关节置换术。1952年Habowsh用固定牙的丙烯酸脂固定人工髋关节，由此合成树脂开始用于人工关节的结合。1958年Charnhey根据重体环境滑润TDRTEFDHFYUHH理论，用聚四氟乙烯髋臼和金属股骨头制成低摩擦的人工关节，接着在1962年，Charnley把高密度聚乙烯髋臼和直径为22毫米的股骨头组成全髋人工关节，并用骨水泥（甲基丙烯酸脂）固定，获得较满意的效果。自此，人工关节置换术进入实际应用的新阶段。人工关节是人们为挽救已失去功能的关节而设计的一种人工器官，它在人工器官中属于疗效最好的一种。一般来说，其使用年限可达20年以上。随着科技进步，人工关节手术已经是一种十分成功和有把握的手术：它可以即刻消除关节疼痛、恢复关节的正常活动功能，使长期受关节病痛折磨的人们再次获得新生，手术后可以象正常人那样，行走、爬楼、外出旅行、外出工作、购物和体育锻炼等。 第一节人工关节材料 生物材料是用以和生命系统结合,以诊断、治疗或替换机体中的组织、器官或增进其功能的材料。它涉及材料、医学、物理、生物化学及现代高技术等诸多学科领域。不仅关系到保护人类的健康,而且成了各国经济发展新的增长点。人工关节材料作为重要的生物材料组成部份,近百年来,特别是近20年来得到了长足的发展。人工关节是模拟人体关节制成的植入性假体,以代替病变或损伤的关节并恢复其功能。作为一种植入器官, 人工关节材料在生物相容性、生物摩擦学性能、抗腐蚀及耐疲劳性能、制备工艺和服役寿命等方面有着非常严格的要求，此外, 还要求人工关节所使用的材料易于合成和制造、加工, 便于大量生产和质量检测, 价格低廉, 易于推广应用等。但是目前的人工关节材料还远未能完全满足上述要求。因此了解人工关节材料的研究现状,对开发新型髋关节假体材料,提高置换关节的使用寿命具有重要的现实意义。国内外学者研究了各种金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料作为人工关节材料的可行性与优缺点,并在此基础上为提高其综合性能而进行了积极的改性研究,取得一些有意义的结果。人工关节材料已有近百年的发展历程,目前常用的有金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料。 【金属材料】和其它材料相比，金属材料具有高强度、高韧性、易加工等特点，常用来制作结构复杂和必须承受很大力量的人工关节。较有代表性的金属人工关节材料有不锈钢（如316L型）、钴铬钼合金、钴基合金、钛及钛合金等。 不锈钢是最早的人体金属植入材料，它具有优良的加工性能和适当的抗压强度，但临床表明316L 不锈钢植入人体后,在生理环境中,有时会产生缝隙腐蚀或摩擦腐蚀以及疲劳腐蚀破裂等问题,并且会因摩擦磨损等原因释放出Ni2+、Cr3+ 和Cr5+ ,从而引起假体松动或恶性肿瘤，最终导致植入体失效。所以欧美等国现已限制不锈钢的临床使用。 目前钴合金和钛合金是人工关节中最常用的两种金属。钴铬钼合金(Co-Cr-Mo)与不锈钢相比，具有优良的生物相容性，耐磨性、耐腐蚀性和综合机械性能都比较好，但其不适于机械加工，通常采用精密铸造的加工方式。美国材料实验协会推荐了 4 种可在外科植入中使用的钴基合金,它们是:锻造Co-Cr-Mo 合金,锻造Co-Cr-W-Ni 合金,锻造Co-Ni-Cr-Mo合金,锻造Co-Ni-Cr-Mo-W-Fe 合金。其中锻造Co-Cr-Mo 合金和锻造Co-Ni-Cr-Mo 合金已广泛