，被醫(yī)學(xué)界給予了很高的評價(jià)。
2 、生物醫(yī)用鈦合金材料的分類及特點(diǎn)
生物醫(yī)用鈦合金材料是專指用于生物醫(yī)學(xué)工程的一類功能結(jié)構(gòu)材料
，主要用于外科植入物和矯形器械等產(chǎn)品的生產(chǎn)和制造。按照外科植入物和矯形器械專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
，鈦合金材料可歸入“外科植入物用材料”中“金屬材料”一類，而鈦合金材料在非有源外科植入物
、有源外科植入物和矯形器械三大類醫(yī)療器械中
，可充當(dāng)心血管
、骨與關(guān)節(jié)
、骨接合、脊柱
、矯形器械、心臟起搏器與除顫器
、耳蝸植入物、神經(jīng)刺激器和其他植入產(chǎn)品的原材料
。生物醫(yī)用鈦合金按材料顯微組織類型可分為 α 型鈦合金（如純鈦系列）
、α+β型鈦合金（如 Ti6Al4V 等）和 β 型鈦合金（如Ti12Mo6Zr2Fe 等）以及 TiNi 形狀記憶鈦合金四大類
，與醫(yī)用不銹鋼和鈷基合金相比，它們具有
比重小
、比強(qiáng)度高、彈性模量較低
、耐腐蝕
、易切削加工以及較好的生物相容性等特點(diǎn)。
3、生物醫(yī)用鈦合金材料的研究開發(fā)現(xiàn)狀
生物醫(yī)用鈦及其合金的發(fā)展可分為三個(gè)時(shí)代：第一個(gè)時(shí)代以純鈦和Ti6A14V為代表
，第二個(gè)時(shí)代是以T巧A12．5Fe和Ti6A17Nb為代表的新型d+B型合金
，第三個(gè)時(shí)代則是一個(gè)開發(fā)與研制更好生物相容性和更低彈性模量鈦合金的時(shí)代，其中以對B型鈦合金的研究最為廣泛
3.1.1以純鈦和Ti6A14V為代表的第一代生物鈦合金工業(yè)純鈦是最早被應(yīng)用于這一領(lǐng)域的鈦合金
。目前使用純鈦植入件的臨床經(jīng)驗(yàn)比較成熟，但商用純鈦并不能提供醫(yī)用負(fù)重材料所需要的綜合力學(xué)性能
，如純鈦的強(qiáng)度較低，耐磨性較差等
，限制了它的應(yīng)用
。雖然冷加工可以增加純鈦的強(qiáng)度，但是也無法滿足實(shí)際需要
。因此，人們開始考慮使用鈦合金
。Ti6A14V由于其優(yōu)異的生物相容性和良好的綜合力學(xué)性能成為第一種被引入生物材料領(lǐng)域的鈦合金
，而且至今也是生物醫(yī)療器械產(chǎn)品中用量最大的鈦合金
。
3.1.2以Ti6A17Nb和TiSAl2．5Fe為代表的第二代新型Q+B型合金由于Ti6M4V中含有潛在毒性元素V
，80年代中期兩種新型“q+B”型醫(yī)用鈦合金TiSAl2．5Fe和Ti6A17Nb在歐洲得到了發(fā)展∞
，7 J
。
Ti6A17Nb在力學(xué)性能方面與公認(rèn)的“全能”Ti6A14V合金相當(dāng)，是一種安全且有發(fā)展?jié)摿Φ娜斯ど镝t(yī)用植入體材料
，1989年由瑞士成功開發(fā)。對于這種安全且有發(fā)展?jié)摿Φ纳镝t(yī)用鈦合金各國專家學(xué)者在不同方面展開了深入研究
。
4、我國醫(yī)療器械用鈦合金材料的生產(chǎn)現(xiàn)狀
我國 1992 年首次發(fā)布了第一個(gè)《外科植入物用鈦及鈦合金加工材》國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T13810-1992,這標(biāo)志著我國開始了專業(yè)化生產(chǎn)針對醫(yī)療器械應(yīng)用的鈦合金原材料
。但 20 年后的今天，該國家標(biāo)準(zhǔn)雖經(jīng)兩次改版
，我國目前只能生產(chǎn)純鈦（中國牌號 TA1~TA4
，美國對應(yīng)牌號 Gr1~ Gr4）
、Ti6Al4V（中國牌號 TC4，美國對應(yīng)牌號 Gr5 或 Ti64）
、Ti6Al7Nb（中國牌號 TC20）三大類鈦合金材料，尚沒有一個(gè) β 型鈦合金納入國家標(biāo)準(zhǔn)
， 如表 1 所示
。截至目前，純鈦和 Ti6Al4V 鈦合金仍是國際上產(chǎn)銷量最大
、應(yīng)用最廣的外科植入物用傳統(tǒng)主體材料
，其銷售額約占全球整個(gè)生物醫(yī)用鈦合金市場的 80% 以上。我國目前生產(chǎn)的外科植入物用鈦及鈦合金加工材的品種涉及板材（厚度0.8~25mm）
、棒材和絲材（直徑 1~90mm）
，供應(yīng)狀態(tài)可為冷軋、熱加工及退火狀態(tài)
。我國新國標(biāo)GB/T13810-2007 中規(guī)定的鈦合金加工材在化學(xué)成分
、力學(xué)性能和顯微組織等指標(biāo)等同采用美國ASTM F136-02a 要求
，但同時(shí)還增加了顯微組織評級、斷面收縮率和板
、棒材超聲檢驗(yàn)等附加的技術(shù)要求。雖然我國國標(biāo)明確規(guī)定 Ti6Al4V 鈦合金顯微組織評級類型應(yīng)符合 A1~A9 的 a+b 雙相組織
，但國產(chǎn)鈦材供貨時(shí)多數(shù)為粗晶的 A3~A5 級組織
，且質(zhì)量穩(wěn)定性差 ； 而美國進(jìn)口鈦材顯微組織可達(dá)到細(xì)晶化的 A1~A3 組織
，其中直徑 15mm以下的小規(guī)格棒材可達(dá)到 A1 級（等軸化的 a
、b相晶粒尺寸小于 10μm） ，因而具有優(yōu)良的強(qiáng)韌性
、耐蝕性和機(jī)械切削性能
，這造成我國人工關(guān)節(jié)、牙種植體
、脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)等高端醫(yī)療器械產(chǎn)品加工仍需大量進(jìn)口國外優(yōu)質(zhì)的 Ti6Al4V 鈦合金材料
，而國產(chǎn)醫(yī)用鈦材主要滿足國內(nèi)中低端醫(yī)療器械產(chǎn)品如接骨板和接骨螺釘?shù)仁褂谩?008 年我國海綿鈦和鈦材產(chǎn)量已分別位居世界首位和第二位
，鈦材消耗量已占全球第二位，成為繼俄羅斯
、美國
、日本之后的鈦工業(yè)大國，其中美
、俄鈦材消耗主要針對國防軍用
，而中、日主要針對工業(yè)民用
，如圖 1 所示
。目前我國從事各類鈦材生產(chǎn)的國有和民營企業(yè)已超過 500 家，主要集中在陜西
、長三角
、珠三角及東北等地區(qū)地，其中能夠批量專業(yè)生產(chǎn)醫(yī)用鈦材的骨干企業(yè)主要包括西北有色金屬研究院（集團(tuán)）所屬的西部超導(dǎo)材料科技有限公司
、西安賽特金屬材料開發(fā)有限公司
、西部金屬材料股份有限公司，寶雞有色金屬加工廠及其所屬的寶雞鈦業(yè)股份有限公司
，以及大連盛輝鈦業(yè)有限公司
、寶雞鑫諾新金屬材料有限公司、寶雞英耐特醫(yī)用鈦有限公司
、寶雞隆慶金屬材料制品廠
、寶雞力興鈦業(yè)（集團(tuán)）有限公司等 10 余家。2010 年我國針對生物醫(yī)藥及器械領(lǐng)域生產(chǎn)銷售的醫(yī)用純鈦及 TC4 鈦合金材料已達(dá)到 1084 噸
， 其中出口約占 20%
。我國每年生產(chǎn)醫(yī)用 Ti6Al7Nb 鈦合金材料上百噸，但幾乎全部出口國外
，國內(nèi)尚無實(shí)際應(yīng)用
。
5、結(jié)語
盡管現(xiàn)代意義上的生物醫(yī)學(xué)材料起源于20世紀(jì)40年代
，其學(xué)科也僅形成于20世紀(jì)80年代，但生物醫(yī)用材料涉及億萬人的健康
，是保障人類健康的必需品
。生物醫(yī)用材料的應(yīng)用不僅挽救了數(shù)以千萬計(jì)人的生命
，使疾病得以早期發(fā)現(xiàn)和有效治疙并顯著降低了重大疾病的死亡率，同時(shí)
，它對于改善人們的健康狀況和提高生活質(zhì)量
-
掃一掃
baojixgt.com
西工鈦手機(jī)網(wǎng)
-
返回頂部
瀏覽手機(jī)網(wǎng)站
Copyright @ 2019 www.1yangrongdayi.com