第22题:
问答题
试述医用金属材料的种类及特点。为提高金属钛及其合金的生物活性可采取什么方法?主要存在什么优缺点?
正确答案:
目前所用的医用金属材料主要是:不锈钢、钴基合金、医用钛与钛合金、医用钽、铌、锆;医用贵金属及其合金(金、银和铂及其合金);医用磁性材料;医用形状记忆合金(TiNi合金)。不锈钢:不锈钢按其组织相的特点可分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、沉淀硬化型不锈钢和奥氏体不锈钢,后者因具有良好的耐蚀性能和综合的力学性能而得到广泛的临床应用。不锈钢器件植入体内,其合金元素会通过生理腐蚀和磨蚀而导致金属离子溶出,后者进入组织液会引起机体的一些不良反应。钴基合金:医用钴基合金包括钴铬钼合金、钴铬钨镍合金、钴镍铬钼钨铁合金和MP35N钴镍合金及其烤瓷合金。医用钴基合金的耐磨性是所有医用金属材料中最好的,故钴基合金植入体内不会产生明显的组织反应。合金植入体内后一般保持钝化状态。与不锈钢相比,钴基合金的钝化膜更稳定,耐蚀性更好。因此相对不锈钢而言,医用钴基合金更适于制造体内承载苛刻的长期植入件。钴铬钼合金的点蚀倾向非常小,对应力腐蚀断裂也不敏感。当钴基合金因摩擦造成磨损时会很快由强烈的局部腐蚀转化为全面的均匀腐蚀,并显示出光亮的斑疤。医用钛与钛合金:与其他医用金属材料相比,医用钛合金的主要性能特点是密度较低、弹性模量值小(约为其他医用金属材料的一半),与人体硬组织的弹性模量比较匹配。纯钛与钛合金表面能形成一层稳定的氧化膜,具有很强的耐腐蚀性。在生理环境下,钛与钛合金的均匀腐蚀甚微,也不会发生点蚀、缝隙腐蚀与晶间腐蚀。当发生电偶腐蚀时,通常是与钛合金形成偶对的金属被腐蚀。但是,钛与钛合金的磨损与应力腐蚀较明显,腐蚀疲劳也较为复杂。钛对人体毒性小,有利于其临床应用。钽具有优异的化学稳定性与耐蚀性。钽植入骨内能与新生骨直接结合,但在软组织中引起的组织反应要比钛与钴基合金强些。钽的氧化物基本上不被吸收,不呈毒性反应。具有半导体性质,可用作刺激脑和肌肉组织的电极。铌具有很强的耐蚀性、良好的加工性能与生物相容性。锆具有很强的耐蚀性,良好的冷加工性能与生物相容性。医用贵金属及其合金:金及其合金具有美丽的色泽和良好的生物相容性。不耐磨。金合金具有良好的加工性能与铸造性能,强度、耐蚀性与色泽均满足临床要求。铂与铂合金具有优异的抗氧化性能与耐蚀性。具有极佳的加工性能。医用磁性材料:生物相容性良好,可用于靶向给药等。
总特点:
优点:具有良好的化学和力学性质,低毒性,高强度,高韧性,高耐久性(抗疲劳、耐摩耗)。
缺点:不具有生物活性,难于和生物组织形成牢固的结合;长期植入人体后由于化学稳定性下降,会有杂质离子析出,对周围组织造成危害;而且金属材料的弹性模量要比人骨大得多,这会造成局部应力屏蔽现象,使材料易断裂和人体不适。
可以进行表面改性。有电化学处理,高温氧化处理,等离子喷涂,化学沉积等方法。优点:提高耐侵蚀性;提高耐磨损性;赋予金属生物活性;降低生物毒性。缺点:需要确定膜厚度、膜与基材的结合力、对基材无进一步损害。将羟基磷灰石热喷涂或化学沉积在钛金属和钛合金表面,可制成生物活性人工牙根和人工骨修复置换材料。
解析:
暂无解析