首页 > 应用场景
医疗器械
医疗器械


7.jpg


       医用钛合金作为一种新型合金,同时也是一种载体材料,被广泛应用于肢体植入、替代性功能材料、牙科、医疗器械等相关领域。钛及钛合金有:耐蚀性好、比强度高、弹性模量较低、耐疲劳、生物相容性好等特点。其中生物相容性好这一特点使其与其他金属相比具有独特的优势,因此在医学领域获得广泛青睐,但由于其耐磨性及工艺性能不高,致力于对其进一步的改进工作也在不断进行。

       随着国民经济的快速发展,医用钛合金凭借其优良的性能,在医疗领域的需求量不断增加。作为生物学性能优良的金属材料,钛及其合金在医学领域上的应用前景良好。但是,目前与发达国家相比,我国钛合金材料的研发与应用还存在一定的差距,如:钛合金的弹性模量偏高、表面活性差、耐磨性和耐蚀性差不足等缺点,都将直接影响到材料的生物相容性。因此,为了开发综合性能更好的新型钛合金,我国应加大材料的研发力度,注重革新,研发出低弹性模量、高耐磨性能、抗腐蚀性能以及具有优良生物相容性的生物医用钛合金材料。

       钛与人体结缔的组织、骨骼上皮组织都具有良好的亲和性,优良的力学性能也体现其在医用合金中的优势。且密度小、质量轻、耐腐蚀性好、戴用舒适,因此,钛作为义齿(种植牙)受到广泛青睐。此外,钛义齿通过表面处理之后,美观性能增加,能够满足大众对美的需求,给人以视觉的享受。

       01、用于医疗器械方向

       医用钛合金医疗器械是继碳钢、不锈钢之后的第三代手术器械。不锈钢器械为改善防锈性能,常要经过镀铬、电抛光等表面处理。但铬有毒性,脱落的铬层会对人体造成一定影响。

       医用钛合金做医疗器械的好处是:

   1、器械轻巧,手术过程中可减少对血管、肌肉、器官的损伤,减少医生的疲劳,医用钛器械更适于做精细的显微外科手术;

   2、耐蚀性好又无毒,设备不生锈,伤口不易感染,伤口愈合快;

   3、医用钛合金的弹性适度,适合做钳子、镊子、显微手术刀等器械;

   4、在无影灯下操作时,医用钛的反光性能较弱,比不锈钢更合适;

   医用钛制医疗器械主要有:手术刀、手术钳、手术镊子、胸腔扩大器、缝合针、缝合线等。医用钛丝用作手术缝合线,与其它材料(如不锈钢线)相比,具有组织反应小和抗扭性能好的优点。缝合后,手术伤口不易发炎,骨缝合部位不易移位。缝合线一般用直径0.5~0.8mm的医用钛丝(TA1或TA2丝)。另外,钛镍合金丝能产生的柔和弹力,可促进伤口的快速愈合。

   另外,医用钛合金还是辅助康复器械的重要材料,如可制作轮椅、拐杖、夹板、医疗仪器等。

       02、广泛应用于人工关节材料

       据有关文献报道,每年世界上大约有1 亿病人患有膝关节和臂关节等有关炎症,进行替换手术治疗势在必行,因此具有优良替换功能的钛合金为此带来福音。与陶瓷、不锈钢等材料相比,钛合金的弹性模量更接近于人体骨骼,在模量大小上更具有优势。因此钛合金在踝关节、肘关节等矫正中得以广泛应用。此外,多孔钛合金材料能够使假体具有生物活性,有助于股骨头的愈合;钛合金表面的生物相容性较好,能诱导骨细胞生长,因此被临床医生、骨科领域专家等所推崇。

       钛及钛合金作为植入修复物的优点主要有:①强度高,化学稳定性及生物相容性好;②无毒,对人体不会造成伤害;③弹性模量低,与人体骨骼更匹配;④记忆合金具有的弹性能力和形状恢复功能。综上,钛在颅骨修复方面的应用主要体现在:利用钛网可以修复缺损的颅骨。在人体心血管方面的应用体现在:制备人造心脏瓣膜、血液过滤器、心脏起搏器和人工心脏泵等。

       需要注意的是,钛不是所有人工关节部位都适用,在关节部位中,经常摆动的部分,由于钛易于磨损就不适宜(宜使用陶瓷以及钴合金),而植入部件要采用钛合金。为了能使其与生物体骨早日结合,要在钛合金表面进行凹凸不平化,用磷灰石( Apatite)以及生物玻璃等的骨感应体进行涂覆。

       03、钛对牙科发展有重要的帮助

       牙外科使用的金属,从二十世纪二十年代的汞合金及金属牙冠等开始,六十年代主要使用金、银、钯合金,七十年代以后不锈钢成为牙齿矫正用永久性和可拆卸器械最常用的材料,九十年代钛铸造技术得以推广应用。牙科利用钛精铸机铸造有尺寸精度高、无气泡及缩孔等特点在用于人体硬组织修复的金属材料中,钛的弹性模量与人体组织最接近,这可以减轻金属种植体与骨组织之间的机械不适应性。钛的热导率是所有牙科修复用金属材料中最低的,热导率低可以减轻对带齿冠牙齿牙髓的热刺激,对牙齿修复很重要。钛制嵌体、全冠等具有保护牙髓,避免冷热刺激的作用。牙科用钛在材质方面,原多为纯钛,但其强度不足,难以研磨,存在耐磨性差,易产生铸造缺陷及质量不稳定等特点。钛合金强度较高,最常用的是Ti-6Al -4V合金,但由于金属V对人体有害,改用Nb代替V,研制成功Ti-6Al-7Nb合金,它具有优良的耐蚀性,且对人体基本无害,还具有塑性强、研磨性优良等其它优点,已取得了ASTM标准认可。目前超弹性Ti-Ni合金正推广应用于牙齿矫直。

       从二十世纪八十年代起发达国家就开始研究钛在口腔修复中的应用,首先用于牙种植,以后又用于义齿支架、冠桥和牙正丝,目前钛可作牙冠、冠钉、固定桥、烤瓷桥、粘结桥、义齿卡环、基托、连接装置和加强装置,几乎义齿所有金属部件都可用钛来制作。钛及钛合金的研究已成为牙科应用合金研究的一个热点。钛合金烤瓷牙能很好的恢复牙体形态和功能,且强度高,外形美观,色泽稳定,表面光滑、耐磨损、耐腐蚀,是一种永久的修复体,适用于一切固定牙,尤其是它的生物相容性好,对镍离子敏感的人比较适合,现已被广泛推广应用于牙的修复。