医用金属材料 (2).pptVIP

5.2 形态学方法： 在不改变金属基体表层的化学组成的情况下，将其直接植入生物体内，从而达到对生物体组织在其上的粘附、生长以及粘附强度产生重要影响。此方法并不在基体表面产生强化层或附加涂层，而是通过改善植入体的表面微观形貌来获得最好的植入效果。 形态学表面改性工艺在提高结合强度的同时，一般不会减损材料的生物相容性，是一种比较简单有效的表面改性方法。其具体方法有：等离子喷刷、超音振荡、激光束点融以及电化学晶界腐蚀等。 第二十九张，课件共四十二张，编辑于2022年5月 5.3 生物化学方法 将大分子蛋白质或酶等有机高分子物质引入基体表面，使其具有更优良的生物活性，因而具有更直接、更有效的特点。这样的材料可以促进植入处伤口的愈合，加速植入体与周围组织的结合，同时也可以提高植入体的安全性和使用寿命。 大多数金属表面存在一层氧化膜，一定条件下会与[H] 或H+作用，形成附于基体表面的-OH 羟基。在这种情况下用aminopropyltriethoxysilane (APS) 对基体进行硅烷化处理，再通过戊二酸醛的作用将一些蛋白质或酶的分子如胰蛋白酶，以化学键联接在基体表面上。此方法是由美国科学家David. A. Puleo 提出，它可以将活的生物分子固定在无机、非孔状、非松散生物材料的表面，从而使材料表面活性大大提高。 第三十张，课件共四十二张，编辑于2022年5月 第一张，课件共四十二张，编辑于2022年5月 目录 医用金属材料的特性与要求 2 医用金属材料的腐蚀 4 常用医用金属材料 3 金属与合金表面涂层处理 5 医用金属材料概述 1 医用金属材料的研究进展 6 第二张，课件共四十二张，编辑于2022年5月 1 金属植入材料 定义： 应用： 是一种用作生物医用材料的金属或合金，又称作外科用金属材料或医用金属材料，是一类生物惰性材料。 通常用于整形外科、牙科等等领域，具有治疗、修复固定和置换人体硬组织系统的功能。 目前临床应用的金属植入材料主要包括：医用贵金属、医用钛、钽、铌、锆等单质金属，以及不锈钢、钴基合金、钛合金、镍钛形状记忆合金、磁性合金等等。 第三张，课件共四十二张，编辑于2022年5月 2 医用金属材料的特性与要求 (1)生物相容性: 即生物学反应最小 (2)优良的机械性能: 强度与弹性模量（与生物体匹配） 耐磨性 (3)耐腐蚀性能：腐蚀不仅降低或破坏金属材料的机械性能，导致断裂，还产生腐蚀产物，对人体有刺激性和毒性。 无不良刺激、无毒害， 不引起毒性反应、免疫反应， 不致癌、不致畸， 无炎性反应，不引起感染，不被排斥。 有助于愈合和附着。 （作为摩擦部件的医用金属材料，其耐磨性直接影响到植入器件的寿命） 第四张，课件共四十二张，编辑于2022年5月 3 常用医用金属材料 3.1 不锈钢 （1）分类、组成和性能 奥氏体不锈钢是在铁-铬系统中再加入8%以上的镍形成铁-铬-镍三元合金，随着碳含量的增加，强度大幅度地提高，抗腐蚀性能优异，常作为生物材料选用。 最早用于植入材料的不锈钢是18-8(即302不锈钢)，其强度与耐蚀性能均优于钒钢。 引入18-8sMo，其中的Mo能够改善在电解质溶液中的耐腐蚀性能，这就是我们熟知的316不锈钢。 20世纪50年代，316不锈钢的碳含量由0.08%降低为0.03%，进一步提高了其在含Cl溶液体系中的耐蚀性能，降低了材料致敏性，这就是常见的316L不锈钢 第五张，课件共四十二张，编辑于2022年5月 表3.1 316和316L不锈钢材料的力学性能 材料 状态 抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 延伸率/% 洛氏硬度/HRB 退火态 515 205 40 95 316 冷精轧 620 310 35 － 冷加工 860 690 12 300～350 退火态 505 195 40 95 316L 冷精轧 605 295 35 － 冷加工 860 690 12 － 表3.1给出了奥氏体不锈钢316和316L的力学性能。显然，退火态的材料硬度与强度较低，而经过冷加工后，材料可以具有更高的强度和硬度。这说明此类材料可以在大范围内调节力学性能。 但即使是牌号为316L的不锈钢在体内的特定环境下（如在高压或缺氧区域）也会被腐蚀。它们适合做临时装置，如骨折固定板、固定螺钉或销子.。 第六张，课件共四十二张，编辑于2022年5月 （2）生物相容性 腐蚀作用造成其长期植入的稳定性差， 密度和弹性模量与人体硬组织相距较大，力学相容性差。 溶出的镍离子有可能诱发肿瘤的形成及本身无生物活性，