生物材料第二章节幻灯片.pptVIP

f. 医用钽、铌、锆材料 具有良好的抗生理腐蚀性和可塑性，独特的表面负电性使其具有优良的抗血栓性能和生物相容性，还有很高的抗缺口裂纹能力。植入骨内能和周围的新骨形成骨性结合；植入软组织中，肌肉等组织可依附在钽条上正常生长。 退火后的纯钽很软，可加工成板、带、箔丝等使用。主要用作接骨板、颅骨板、骨螺钉、种植牙根、颌面修复体、义齿及外科手术缝线和缝合针； 钽网可用于肌肉缺损修补；钽丝和钽箔用于缝合修补受损的神经、肌腱和血管；钽还可以用于血管内支架及人工心脏、植入型电子装置；钽的同位素可用于放射治疗。只是由于钽的资源少、价格较高，使其推广受很大限制。 医用钽（Ta） 医用铌（Nb） 性能和应用范围与钽非常相似，用于修补颅骨和制作医疗器械。但由于来源困难，价格昂贵，使用受到限制，主要用于制造髓内钉等。 医用锆（Zr) 化学性能与金属钛相似，耐蚀性能、加工性能、稳定性和生物相容性都很好，主要用于人工骨和修补颅骨，可加工成各种板、带、线材在临床上使用。医用锆可与钛等同使用，但其价格较贵，在临床中较难推广。 常见医用金属材料特点（优点） 纯钛和 钛合金 不锈钢 钴基 合金 形状记 忆合金 贵金属 良好的稳定性和加工性能。因其价格较贵,广泛应用受到限制 较硬富有弹性,可起到矫形或支撑作用.其优良的生物相容性、耐腐蚀、耐磨性、无毒。 无毒、质轻、强度高、生物相容性好优点 良好的耐腐蚀性能和综合力学性能,且加工工艺简便 耐腐蚀和力学性能综合衡量,它是最优良的材料之一 医用金属材料在诸多生物材料中 ,由于具有较高强度和韧性 ,适用于修复和置换人体硬组。 4. 医用金属材料的研究进展 新合金开发 表面改性 多孔合金 材料的配伍设计 第二章 生物医用金属材料 1. 概述 医用金属材料是指一类用作生物材料的金属或合金，又称外科用金属材料。 它是一类生物惰性材料，除具有较高的机械强度和抗疲劳性能，具有良好的生物力学性能及相关的物理性质外，还必须具有优良的抗生理腐蚀性、生物相容性、无毒性和简易可行及确切的手术操作技术 . 在生物医学材料中，金属材料应用最早。唐代就用银汞合金（主要成份：汞、银、铜、锡、锌）来补牙。 特点：高强度，耐疲劳，易加工 该材料是临床应用最广泛的承力植入材料，由于有较高的强度和韧性， 在需承受高载荷的骨、牙部位仍被视为首选的植入材料. 最重要的应用：骨折内固定板、螺钉、人工关节和牙根种植体等硬组织修复和替换。 此外，也是心血管和软组织修复以及人工器官制造的重要材料。 目前在临床使用的医用金属材料主要有不锈钢、钴基合金和钛基合金三大类，另外还有记忆合金、贵金属以及纯金属钽、铌和锆等。 2. 生物医用金属材料特性与生物相容性 医用金属材料应用中的主要问题是： 由于生理环境的腐蚀，会造成金属离子向周围组织扩散及植入材料自身性质的蜕变，前者可能导致毒副作用，而后者常常导致材料植入失败。 因此医用金属材料要满足临床应用，其首要条件是应具有生物相容性和生物安全性，其次是要有良好的耐腐蚀性及力学性能。 （1）金属毒性 化学周期表中的大部分金属不符合生物材料的要求，仅有小部分或经处理过的可用于临床。 ① 合金化技术，减小或消除毒性 例如：医用不锈钢含有有毒的铁、钴、镍，加入2%的铍可以减小毒性，加入20%的铬可以减小甚至消除毒性 ② 表面保护层/提高表面光洁度，，提高耐蚀能力 （2） 耐生理腐蚀性（均匀腐蚀、点腐蚀、电偶腐蚀、晶 间腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等） 机械性能、耐磨性与生物相容性 人体环境特点 体液是质量分数约为1%的NaCl、少 量其它盐类及有机化合物的电解质溶液，37?C。 有人说人体与温暖的海水相似。 在人体的不同部位，甚至同一部位不同时刻，人体组织内体液的成分不一样。 电化学腐蚀的基本规律对人体环境中的植入材料的腐蚀完全适用。 人体体液环境 由体液 构成 多种多样的 电解质溶液 均匀腐蚀是指接触腐蚀介质的金属表面全部产生腐蚀的现象 。大面积发生，以金属离子形式进入人体组织里的量还是相当可观，影响生物相容性，增加病人的痛苦甚至危及生命。 点腐蚀是一种腐蚀集中在金属（合金)表面数十微米范围内且向纵深发展的腐蚀行式。 均匀腐蚀 点腐蚀 缝隙腐蚀是指连接处出现狭窄的缝隙，电解质溶液进入，使缝内金属与缝外金属构成短路原电池，并且在缝内发生强烈局部腐蚀。多零件植入装置中，大约有50%遭受缝隙腐蚀。如接骨板和骨螺钉之间 电偶腐蚀是由于腐蚀电位不同，造成同一介质中异种金属接触处的局部腐蚀 。在多个零件构成的植入装置中，选用的材料不同就容易产生电偶腐蚀。手术时也要注意。 电偶腐蚀 缝隙腐蚀 腐蚀疲劳是指金属