医用金属材料材料知识简介
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常用医用金属材料生物医用金属材料又称医用金属材料或外科用金属材料,当生物医用金属材料广泛被用于植入材料时,长期的实用性与安全性便成为了对医用金属材料的第一要求。
下文为大家具体介绍了钛基、钴基、镁基、锆基、锌基、铝合金以及不锈钢、钨、贵金属等生物医用金属材料的研究与应用进展。
生物医用金属材料是在生物医用材料中使用的合金或金属,属于一类惰性材料,具有较高的抗疲劳性能和机械强度,在临床中作为承力植入材料而得到广泛应用。
在临床已经使用的医用金属材料主要有钴基合金、钛基合金、不锈钢、形状记忆合金、贵金属、纯金属铌、锆、钛、钽等。
不锈钢、钴基合金和钛基合金具有强度高、韧性好以及稳定性高的特点,是临床常用的3类医用金属材料。
随着制备工艺和技术的进步,新型生物金属材料也在不断涌现,例如粉末冶金合金、高熵合金、非晶合金、低模量钛合金等。
一、性能要求生物医用金属材料一般用于外科辅助器材、人工器官、硬组织、软组织等各个方面,应用极为广泛。
但是,无论是普通材料植入还是生物金属材料植入都会给患者带来巨大的影响,因而生物医用金属材料应用中的主要问题是由于生理环境的腐蚀而造成的金属离子向周围组织扩散及植入材料自身性质的退变,前者可能导致毒副作用,后者常常导致植入的失败。
因此,生物医用金属材料除了要求具有良好的力学性能及相关的物理性质外,优良的抗生理腐蚀性和生物相容性也是其必须具备的条件。
生物医用金属材料的性能要求:(1)机械性能。
生物医用金属材料一般应具有足够的强度和韧性,适当的弹性和硬度,良好的抗疲劳、抗蠕变性能以及必需的耐磨性和自润滑性。
(2)抗腐蚀性能。
生物医用金属材料发生的腐蚀主要有:植入材料表面暴露在人体生理环境下发生电解作用,属于一般性均匀腐蚀;植入材料混入杂质而引发的点腐蚀;各种成分以及物理化学性质不同引发的晶间腐蚀;电离能不同的材料混合使用引发的电偶腐蚀;植入体和人体组织的间隙之间发生的磨损腐蚀;有载荷时,植入材料在某个部位发生应力集中而引起的应力腐蚀;长时间的反复加载引发植入材料损伤断裂的疲劳腐蚀,等等。
常用医用金属材料医用金属材料是指在医疗领域中用于制造医疗器械和医疗设备的金属材料。
这些材料必须具备一系列特殊的性能和指标,如生物相容性、耐腐蚀性、机械性能和成本效益等。
下面将介绍一些常用的医用金属材料。
1.钛合金:钛合金是一种轻质且高强度的金属材料,具有良好的生物相容性和耐腐蚀性。
钛合金常用于制造人工关节、植入物和手术工具等。
它的低密度使得患者在植入物置入后减轻了负重感,同时也降低了手术风险。
2.不锈钢:不锈钢是一种耐腐蚀性能强的金属材料,具有优良的物理性能和良好的机械性能。
不锈钢常用于制作手术器械、刀片、支架等。
其中医用不锈钢一般分为316L和316LVM两类,其具有良好的生物相容性和耐腐蚀性能。
3.钴铬合金:钴铬合金是一种强度高且具有良好生物相容性的金属材料。
它常用于制作人工关节、植入物和牙科修复材料等。
钴铬合金的高度抗磨损和优良的耐腐蚀性能使其成为医疗领域中的重要材料。
4.镍钛合金(NiTi):镍钛合金是一种具有形状记忆效应和超弹性的金属材料。
它可用于制造支架、矫正器和导丝等医疗器械。
镍钛合金具有较好的生物相容性和耐腐蚀性能,以及可调节形状的特点,使其成为一种医学领域中十分重要的材料。
5.铽钢:铽钢是一种常用的医用金属材料,常用于制造手术器械和骨科器械。
铽钢具有较高的硬度和耐磨性,能够满足手术器械对精度和稳定性的要求。
这些金属材料在医疗领域中发挥着重要的作用。
它们不仅具有良好的生物相容性和耐腐蚀性能,还具有较高的机械性能和稳定性。
但需要注意的是,不同的材料适用于不同的医疗器械和设备,医用金属材料的选择必须充分考虑材料的特性和应用环境,遵循相应的标准和规范,以确保材料在医疗应用中的安全性和效果。
总而言之,医用金属材料具有特殊的要求和指标,应用领域广泛。
随着科技的不断进步和医疗技术的不断发展,我们可以期待更多新型的医用金属材料的出现,并在医疗领域中发挥更重要的作用。
生物医用金属材料生物医用金属材料是指用于医疗器械、植入物和医疗设备的金属材料。
它们具有良好的生物相容性、机械性能和耐腐蚀性能,能够在人体内长期稳定存在,并且不会对人体组织产生毒性或过敏反应。
生物医用金属材料在医疗领域中起着重要作用,广泛应用于骨科、牙科、心脏血管介入治疗、人工关节等领域。
生物医用金属材料主要包括钛合金、不锈钢、镍钛合金等。
钛合金具有优异的生物相容性、机械性能和耐腐蚀性能,被广泛应用于骨科植入物、牙科种植体等领域。
不锈钢具有良好的机械性能和耐腐蚀性能,常用于制作医疗器械和手术器械。
镍钛合金具有记忆效应和超弹性,被广泛应用于心脏血管支架、牙科器械等领域。
生物医用金属材料的表面处理对其生物相容性和耐腐蚀性能具有重要影响。
常见的表面处理方法包括机械抛光、酸洗、阳极氧化、喷砂等。
这些表面处理能够提高金属材料的表面光洁度、附着力和耐蚀性,从而提高其在人体内的生物相容性和耐久性。
生物医用金属材料的制备工艺包括粉末冶金、熔融冶金、电化学沉积等。
粉末冶金是制备生物医用金属植入物的常用方法,通过粉末冶金可以制备出具有良好生物相容性和机械性能的金属材料。
熔融冶金是制备生物医用金属器械和医疗设备的常用方法,通过熔融冶金可以制备出具有良好耐蚀性和机械性能的金属材料。
电化学沉积是制备生物医用金属表面涂层的常用方法,通过电化学沉积可以在金属表面形成具有良好生物相容性和耐蚀性的涂层。
生物医用金属材料的应用前景十分广阔,随着人们对健康的重视和医疗技术的不断进步,生物医用金属材料将会在医疗领域中发挥越来越重要的作用。
未来,生物医用金属材料将不断推陈出新,为人类健康事业作出更大的贡献。
总之,生物医用金属材料具有重要的应用价值和发展前景,对于提高医疗器械和植入物的性能,改善医疗治疗效果,保障患者的健康具有重要意义。
希望通过对生物医用金属材料的深入研究和开发,能够为人类的健康事业做出更大的贡献。
医用金属材料医用金属材料是指在医疗领域中用于制造医疗器械和植入物的金属材料。
这些材料通常需要具备良好的生物相容性、机械性能和耐腐蚀性能,以满足医疗器械和植入物在人体内的使用要求。
医用金属材料的研究和应用对医疗行业的发展具有重要意义。
首先,医用金属材料的选择至关重要。
常见的医用金属材料包括不锈钢、钛合金、镍钛合金等。
这些材料具有良好的机械性能和耐腐蚀性能,能够满足医疗器械和植入物在人体内的使用要求。
在选择医用金属材料时,需要考虑材料的生物相容性、强度、刚度、耐磨性、加工性能等因素,以确保材料能够满足医疗器械和植入物的设计要求。
其次,医用金属材料的表面处理对其性能和生物相容性具有重要影响。
表面处理可以改善材料的生物相容性、耐腐蚀性能和机械性能,提高医疗器械和植入物的使用寿命和安全性。
常见的表面处理方法包括阳极氧化、喷砂、化学镀膜等,这些方法能够有效改善医用金属材料的表面性能,满足医疗器械和植入物的临床应用要求。
此外,医用金属材料的研究和开发对于医疗器械和植入物的创新具有重要意义。
随着医疗技术的不断发展,对医用金属材料的要求也在不断提高。
未来,医用金属材料需要具备更好的生物相容性、更高的强度和更好的耐磨性,以满足不断变化的医疗需求。
因此,医用金属材料的研究和开发需要不断创新,引入新的材料和加工技术,以满足医疗器械和植入物的需求。
总的来说,医用金属材料在医疗领域中具有重要作用。
选择合适的医用金属材料、进行有效的表面处理以及不断创新的研发是保障医疗器械和植入物质量和安全性的关键。
医用金属材料的研究和应用将继续推动医疗行业的发展,为人类健康事业作出重要贡献。
常用医用金属材料概述生物医用金属材料(biomedical metallic materials)用于整形外科、牙科等领域。
由它制成的医疗器件植人人体内,具有治疗、修复、替代人体组织或器官的功能,是生物医用材料的重要组成部分。
生物医用金属材料是人类最早利用的生物医用材料之一,其应用可以追溯到公元前400~300年,那时的腓尼基人就已将金属丝用于修复牙缺失。
1546年纯金薄片被用于修复缺损的颅骨。
直到1880年成功地利用贵金属银对病人的膝盖骨进行缝合,1896年利用镀镍钢螺钉进行骨折治疗后,才开始了对金属医用材料的系统研究。
本世纪30年代,随着钻铬合金、不锈钢和钛及合金的相继开发成功并在齿科和骨科中得到广泛的应用,奠定了金属医用材料在生物医用材料中的重要地位。
70年代,Ni-Ti形状记忆合金在临床医学中的成功应用以及金属表面生物医用涂层材料的发展,使生物医用金属材料得到了极大的发展,成为当今整形外科等临床医学中不可缺少的材料。
虽然近20年来生物医用金属材料相对于生物医用高分子材料、复合材料以及杂化和衍生材料的发展比较缓慢,但它以其高强度、耐疲劳和易加工等优良性能,仍在临床上占有重要地位。
目前,在需承受较高荷载的骨、牙部位仍将其视为首选的植人材料。
最重要的应用有:骨折内固定板、螺钉、人工关节和牙根种植体等。
生物医用金属材料要在人体内生理环境条件下长期停留并发挥其功能,其首要条件是材料必须具有相对稳定的化学性能,从而获得适当的生物相容性。
迄今为止,除医用贵金属、医用钛、袒、锯、铅等单质金属外,其他生物医用金属材料都是合金,其中应用较多的有:不锈钢、钴基合金、钛合金、镍钛形状记忆合金和磁性合金等。
第一节生物医用金属材料的特性与生物相容性生物医用金属材料以其优良的力学性能、易加工性和可靠性在临床医学中获得了广泛的应用,其重要性与生物医用高分子材料并驾齐驱,在整个生物医用材料应用中各占45%左右。
由于金属材料在组成上与人体组织成分相距甚远,因此,金属材料很难与生物组织产生亲合,一般不具有生物活性,它们通常以其相对稳定的化学性能,获得一定的生物相容性,植人生物组织后,总是以异物的形式被生物组织所包裹,使之与正常组织隔绝。