钛合金在医疗方面的应用.ppt

钛合金在医疗方面的应用钛的起源钛的性能钛合金简介钛合金诸多领域应用的实例钛在生物医学方面的应用钛应用于医学医疗方面的优势钛具有密度低，为4.5克/立方厘米，是钢的60%左右，重量轻可以增加病人舒适感和活动功能。强度高，比强度大，外科手术中，植入物的强度水平应高于自然骨，钛及钛合金的屈服强度为207-1379MPa，而自然骨为83-117MPa，故能够满足性能要求。无磁；导热系数小，仅为钢的1/5，铝的1/3，铜的1/2；线膨胀系数小，为碳钢的1/5，为不锈钢的一半；植入物和自然骨之间弹性模量的协调，对于延长使用寿命至关重要，自然骨必须弯而不断。医用钛合金材料在医学领域中广泛使用的仍是Ti-6Al-4vELI合金。但后者会析出极微量的钒和铝离子，降低了其细胞适应性且有可能对人体造成危害，这一问题早已引起医学界的广泛关注。美国早在20世纪80年代中期开始研制无铝、无钒、具有生物相容性的钛合金，将其用于矫形术。日本、英国等也在该方面做了大量的研究工作，并取得一些新的进展。例如在日本已开发出一系列具有优良生物相容性的α+β钛合金，包括Ti-15Zr-4Nb_4ta-0.2Pd、Ti-15Zr-4Nb-aTa-0.2Pd-0.20~0.05N、Ti-15Sn-4Nb-2Ta-0.2Pd和Ti-15Sn-4nb-2Ta-0.2Pd-0.20，这些合金的腐蚀强度、疲劳强度和抗腐蚀性能均优于Ti-6Al-4vELI。与α+β钛合金相比，β钛合金具有更高的强度水乎，以及更好的切口性能和韧性，更适于作为植入物植入人体。在美国，已有5种β钛合金被推荐至医学领域，即TMZFTM（TI-12Mo-^Zr-2Fe）、Ti-13Nb-13Zr、Timetal21SRx（TI-15Mo-2.5Nb-0.2Si）、Tiadyne1610（Ti-16Nb-9.5Hf）和Ti-15Mo。钛合金在医学方面的具体应用人体矫形钛合金弹性模量比不锈钢更接近人体骨骼，因此钛合金肘关节、踝关节等被广泛用于人体矫形手术中。据报道每年世界上大约有一亿病人由于臂关节和膝关节炎症而进行替换治疗，因此钛制假肢应用前景广泛。钛材在制药工业中应用结语我国钛储量占世界首位，已探明的钛矿藏总量占世界的48%，从资源角度来讲，中国有着发展钛工业良好的物资保证条件。近年来我国钛产业发展较快，2008年钛加工材产量为27737吨，是2000年2206吨的12.6倍[7]，钛生产量已仅次于美国和俄罗斯，位居世界第三。钛在我国医学医疗领域应用也在不断扩大，目前在牙科、制药设备方面较为普遍，已得以推广，在移植、矫形及器械方面还需进一步加强。