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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。