【正文】 ，是鎂合金可降解植入材料研究的重要(zh242。ngy224。o)內(nèi)容之一。 在鎂合金表面處理方面，發(fā)展了βTCP涂層、氣相沉積晶體Si涂層、電化學(xué)沉積及仿生方法制備羥基磷灰石涂層、磷化方法制備磷酸鈣涂層、化學(xué)轉(zhuǎn)化錳酸鹽涂層[等多種處理工藝，其中有些涂層可以有效控制鎂合金的降解速度并提高其生物相容性，使人們看到鎂合金應(yīng)用于生物醫(yī)用領(lǐng)域的希望。,6 醫(yī)用金屬材料研究進(jìn)展,6.1 醫(yī)用鎂及鎂合金材料(c225。ili224。o)的研究,第七十一頁，共八十六頁。,定義：是指一種金屬骨架里分布著大量孔洞的新型材料，以多樣化空隙為特征的廣義阻尼材料。 分類： 按期結(jié)構(gòu)來分，可分為無序和有序兩類，前者如泡沫材料，而后者主要(zhǔy224。o)是點陣材料。 按孔之間是否連通，可分為閉孔和通孔兩類，前者含有大量獨立存在的孔洞,后者則是連續(xù)暢通的三維多孔結(jié)構(gòu)。,6 醫(yī)用金屬材料研究進(jìn)展,6.2多孔醫(yī)用金屬材料的研究(y225。njiū),第七十二頁，共八十六頁。,與實體結(jié)構(gòu)材料相比，由于孔隙的存在，多孔金屬具有一系列特殊性能： 良好的可壓縮性、壓縮平臺應(yīng)力及在變形過程中泊松比的改變等。 優(yōu)良(yōuli225。ng)的綜合力學(xué)性能(主要是強(qiáng)度和剛度)以及重量輕是其最基本的優(yōu)點。 此外，多孔金屬可以吸收與沖擊方向無關(guān)的較高沖擊能量，還可以有效地應(yīng)用于聲音吸收、電磁屏蔽和振動阻尼等方面。,6 醫(yī)用金屬材料研究進(jìn)展,6.2多孔醫(yī)用金屬材料的研究(y225。njiū),第七十三頁，共八十六頁。,多孔金屬材料用于植入材料的優(yōu)點： ①多孔結(jié)構(gòu)利于成骨細(xì)胞的粘附、分化和生長，促使骨長入孔隙，加強(qiáng)植入體與骨的連接，實現(xiàn)生物固定； ②多孔金屬材料的密度、強(qiáng)度和彈性模量可以通過改變孔隙度來調(diào)整，達(dá)到與被替換硬組織相匹配的力學(xué)性能(力學(xué)相容性)，如減弱或消除應(yīng)力屏蔽效應(yīng)，避免植入體周圍的骨壞死、新骨畸變及其承載能力降低等； ③開放的連通孔結(jié)構(gòu)利于水分(shuǐf232。n)和養(yǎng)料在植入體內(nèi)的傳輸，促進(jìn)組織再生與重建，加快痊愈過程。,6 醫(yī)用金屬材料研究進(jìn)展,6.2多孔醫(yī)用金屬材料的研究(y225。njiū),第七十四頁，共八十六頁。,(1) 多孔鉭 在顯微鏡下該材料結(jié)構(gòu)如同松質(zhì)骨，其空隙大小(d224。xiǎo)在400600μm之間，整體互聯(lián)的孔隙率高達(dá)75%85%。多孔鉭所具有的三維多孔結(jié)構(gòu)更有利于成骨細(xì)胞黏附、分化和生長，促進(jìn)骨長入，從而加強(qiáng)植入體與骨之間的鏈接，實現(xiàn)生物固定，同時它也更有利于水分和營養(yǎng)物質(zhì)在植入體內(nèi)的傳輸，促進(jìn)骨組織再生和重建，加快愈合過程。目前在臨床上的應(yīng)用主要有髖臼假體、脊椎間融合器、缺損骨修復(fù)及軟骨修復(fù)。,圖39 多孔鉭形貌(x237。nɡ m224。o)圖,6 醫(yī)用金屬材料研究進(jìn)展,6.2多孔醫(yī)用金屬材料的研究(y225。njiū),第七十五頁，共八十六頁。,6 醫(yī)用金屬材料研究進(jìn)展,6.2多孔醫(yī)用金屬材料的研究(y225。njiū),(2) 多孔鎂及鎂合金 多孔鎂基金屬的研究還停留在實驗室階段，尚未進(jìn)入(j236。nr249。)臨床，但鑒于鎂合金的諸多優(yōu)勢，其未來的臨床應(yīng)用會有大有前景。,圖310 多孔鎂形貌(x237。nɡ m224。o)圖,第七十六頁，共八十六頁。,(3)多孔鈦 多孔鈦已經(jīng)廣泛用于人工關(guān)節(jié)矯形手術(shù)、牙缺損修復(fù)、骨填充(ti225。nchōng)材料等。多孔鈦植入物的多孔結(jié)構(gòu)能夠提高植入材料的生物相容性。,圖311 多孔Ti形貌(x237。nɡ m224。o)圖,6 醫(yī)用金屬材料研究進(jìn)展,6.2多孔醫(yī)用金屬材料的研究(y225。njiū),第七十七頁，共八十六頁。,6 醫(yī)用金屬材料研究進(jìn)展,6.3常用金屬(jīnshǔ)植入材料的發(fā)展,醫(yī)用不銹鋼仍是生物植入材料的主體(zhǔtǐ)，研究開發(fā)高耐蝕性、高耐磨性、高疲勞強(qiáng)度和高韌性生物合金依然重要。無鎳(或低鎳)高氮奧氏體不銹鋼具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能和抗蝕性能，在許多性能方面相當(dāng)于或超過現(xiàn)有的醫(yī)用不銹鋼。 從金屬植入材料的研究現(xiàn)狀來看，純鈦及其鈦合金具有其它材料無可比擬的優(yōu)越性，特別是近些年發(fā)展起來的新型β鈦合金。因此，開發(fā)研究更適合臨床應(yīng)用的新型β鈦合金不失為人體用金屬植入材料的一個主要發(fā)展方向。,第七十八頁，共八十六頁。,最新開發(fā)(kāifā)的生物醫(yī)用鈦合金主要包括： (1) (α+β)型鈦合金 Ti5Al3Mo4Zr；Ti6Al2Nb1Ta；Ti6Al7Nb；Ti15Sn4Nb2Ta；Ti15Zr4Nb2Ta；Ti15Zr4Nb4Ta。 (2) β型鈦合金 Ti15Mo；Ti15Mo5Zr3Al；Ti12Mo6Zr2Fe；Ti15Mo2.8Nb0.2Si；Ti13Nb13Zr；Ti16Nb10Nf；Ti35Nb5Ta7Nb。 上述新型鈦合金中減少或消除了Al和V元素的影響，并采用Zr、Nb、Ta、Sn等作為合金元素來改善鈦合金的機(jī)械性能、耐蝕性和生物相容性。,6 醫(yī)用金屬材料研究進(jìn)展,6.3常用(ch225。nɡ y242。nɡ)金屬植入材料的發(fā)展,第七十九頁，共八十六頁。,為了改善金屬材料人工關(guān)節(jié)假體的生物活性、耐磨性、耐蝕性及假體與骨兩相界面的結(jié)合等，國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者作了大量的表面改性研究(y225。njiū)。 主要研究與應(yīng)用表現(xiàn)以下幾方面： (1) 鈦合金表面的離子氮化和氧擴(kuò)散處理； (2) 金屬假體表生物陶瓷涂層處理； (3) 研制粗糙面或多孔面人工關(guān)節(jié)； (4) 表面堿熱活性處理。,6 醫(yī)用金屬材料研究進(jìn)展,6.3常用金屬(jīnshǔ)植入材料的發(fā)展,第八十頁，共八十六頁。,6 醫(yī)用金屬材料研究進(jìn)展,6.3常用金屬植入材料(c225。ili224。o)的發(fā)展,人體(r233。ntǐ)用金屬植入材料的研究還包括： ①對開發(fā)出的各種生物醫(yī)學(xué)材料進(jìn)行臨床應(yīng)用實驗，以取得大量有價值的第一手資料，并及時反饋給材料研究部門，以便迅速對材料進(jìn)行改進(jìn)； ②尋求更為理想的表面處理工藝，更好地改善人體植入材料的表面性能，獲得高質(zhì)量的涂層并解決涂層與基底的結(jié)合問題，進(jìn)一步提高生物醫(yī)學(xué)材料與生物體的相容性，提高植入材料的耐磨性和耐蝕性；,第八十一頁，共八十六頁。,人體用金屬植入材料的研究還包括： ③進(jìn)行材料的復(fù)合化和混雜化研究。此外，許多研究表明，金屬的磨屑是導(dǎo)致植入件松動的原因。因此，減少由微動引起的金屬離子或碎片(su236。 pi224。n)是優(yōu)化長期植入物的關(guān)鍵。,6 醫(yī)用金屬材料研究進(jìn)展,6.3常用金屬植入材料(c225。ili224。o)的發(fā)展,第八十二頁，共八十六頁。,結(jié)語(ji233。yǔ),人類(r233。nl232。i)已進(jìn)入對生物體用金屬材料高需求的時代，亟待開發(fā)出更多適用于不同植入部位的活性生物材料。目前生物醫(yī)用材料正在向多種材料復(fù)合、性能互補(bǔ)的方向發(fā)展。 表面改性技術(shù)在生物材料上的應(yīng)用有效提高了醫(yī)用金屬材料的表面質(zhì)量，改善了植入物的植入效果。利用表面改性來提高醫(yī)用金屬材料的生物相容性將會是今后醫(yī)用金屬材料發(fā)展的趨勢。,第八十三頁，共八十六頁。,思考題：,查閱資料文獻(xiàn)，了解(liǎojiě)生物醫(yī)用金屬材料方面應(yīng)用情況。,第八十四頁，共八十六頁。,Thank you!,第八十五頁，共八十六頁。,內(nèi)容(n232。ir243。ng)總結(jié),第三章 醫(yī)用金屬材料。它們適合做臨時裝置，如骨折固定板、固定螺釘或銷子.。熱處理原則(yu225。nz233。)：不應(yīng)導(dǎo)致合金在晶界形成Cr4析出，通常熱處理。離子氮化后的純鈦及鈦合金硬度分別提高7倍和2倍。充分地了解與馬氏體相變相關(guān)地機(jī)械行為和熱行為是必要的。圖39 多孔鉭形貌圖。圖310 多孔鎂形貌圖。圖311 多孔Ti形貌圖。(3) 研制粗糙面或多孔面人工關(guān)節(jié)。Thank you,第八十六頁，共八十