摘要:醫(yī)用金屬材料是發(fā)展較早的一類醫(yī)用材料，也是現(xiàn)在發(fā)展較為完善而又有發(fā)展前途的一類材料。本文主要介紹幾種臨床比較常見的醫(yī)用金屬材料的改性和應(yīng)用。
　　關(guān)鍵詞：醫(yī)用金屬材料 不銹鋼合金 鈦合金 鎂合金 表面改性
　　中圖分類號：R318.08文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791(2011)10(c)-0000-00
　　
　　生物醫(yī)用金屬材料是用于生物醫(yī)學(xué)材料的金屬或合金，是發(fā)展較早又很有發(fā)展前途的一類材料。金屬材料用于植入人體已有四百多年的歷史，英國在很早的時(shí)候就用純金鑲牙修補(bǔ)顱骨，后來陸續(xù)用鐵金合金，銀等來固定骨折關(guān)節(jié)。在二戰(zhàn)期間，幾個(gè)發(fā)達(dá)國家使用了大量的不銹鋼作為人體植入物。二十世紀(jì)五十年代初，隨著稀有金屬的發(fā)展，各種稀有金屬開始作為人體植入物用于臨床。
　　此類材料的力學(xué)性能很好，是臨床應(yīng)用最廣泛的承力植入材料。金屬材料的應(yīng)用非常廣泛，涉及硬組織、軟組織、人工器官和外科輔助器材等各個(gè)方面。對于臨床應(yīng)用的醫(yī)用金屬材料，為了能夠長期在人體內(nèi)發(fā)揮作用，不僅需要滿足一定的物理性能和力學(xué)性能，還需要滿足耐腐蝕，抗疲勞，良好的生物相容性和良好的加工性能等條件。現(xiàn)在常用的金屬材料主要有不銹鋼，鈦合金，鎳合金等。
　　
　　1醫(yī)用不銹鋼
　　不銹鋼指耐空氣、蒸汽、水、酸、堿、鹽等介質(zhì)腐蝕的鋼，此類金屬在臨床方面應(yīng)用較早。不銹鋼主要成分為鐵鉻和碳等，還有鎳、鉬、銅、氮等。其中鉻是很重要的活性元素，它可以在不銹鋼的表面形成一個(gè)抗腐蝕的氧化保護(hù)膜。不銹鋼按顯微組織的特點(diǎn)可以分為奧氏體不銹鋼，鐵素體不銹鋼，奧氏體 - 鐵素體雙相不銹鋼，馬氏體不銹鋼。等類型。鐵素體不銹鋼含鉻約12‰～30‰。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高。鐵素體不銹鋼因?yàn)楹t量高，耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好，但機(jī)械性能與工藝性能較差。 奧氏體不銹鋼含鉻大于18‰，綜合性能好，可耐多種介質(zhì)腐蝕。這類鋼中含有大量的Ni和Cr，使鋼在室溫下呈奧氏體狀態(tài)。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性和耐蝕性能，在氧化性和還原性介質(zhì)中耐蝕性均較好。奧氏體 - 鐵素體雙相不銹鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)，與鐵素體相比，它的塑性和韌性更高，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時(shí)還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導(dǎo)熱系數(shù)高，具有超塑性等特點(diǎn)。與奧氏體不銹鋼相比，強(qiáng)度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應(yīng)力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能，也是一種節(jié)鎳不銹鋼。 馬氏體不銹鋼：強(qiáng)度高，但塑性和可焊性較差。 馬氏體不銹鋼因含碳較高，故具有較高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但耐蝕性稍差。 在臨床應(yīng)用中，奧氏體不銹鋼應(yīng)用比較廣泛 ，特別是316和316L不銹鋼的力學(xué)性能，生物相容性等都比較符合臨床要求，而且此類不銹鋼加工性能較好，價(jià)格低廉，被廣泛應(yīng)用于骨科植入材料。但是不銹鋼在臨床應(yīng)用中也出現(xiàn)了各種問題，比如在人體生理環(huán)境下會出現(xiàn)晶界腐蝕、點(diǎn)腐蝕、應(yīng)力腐蝕等由于長期植入人體不穩(wěn)定的狀況，而且不銹鋼的彈性模量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人骨，會引起應(yīng)力屏蔽效應(yīng)。融出的有些金屬離子，比如鎳離子會誘發(fā)腫瘤。所以，隨著醫(yī)用材料的發(fā)展，不銹鋼作為醫(yī)學(xué)材料應(yīng)用比例開始下降。
　　
　　2醫(yī)用鈦合金
　　近年來，隨著稀有金屬的發(fā)展，鈦合金在醫(yī)學(xué)方面醫(yī)用越來越廣泛。鈦合金是以鈦為基加入其他元素組成的合金。第一個(gè)實(shí)用的鈦合金是1954年美國研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐熱性、強(qiáng)度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性均較好，而成為鈦合金工業(yè)中的王牌合金，該合金使用量已占全部鈦合金的75％～85％。其他許多鈦合金都可以看做是Ti-6Al-4V合金的改型。鈦合金用于臨床只要有一下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：(1)質(zhì)輕，一般鈦合金的密度僅為不銹鋼的56%，植入人體后大幅度減輕人體的負(fù)荷量；(2)彈性模量低，鈦合金的彈性模量僅為不銹鋼的53%，與人體自然骨彈性模量相近，可以減少應(yīng)力屏蔽效應(yīng)，更有利于人骨的生長愈合。(3)抗腐蝕性，鈦合金為生物惰性材料，在人體生理環(huán)境下有優(yōu)異的抗腐蝕性能，對人體生理環(huán)境不產(chǎn)生污染。其他合金材料的人體植入物用鈦及鈦合金表面進(jìn)行陽極氧化著色處理，可以提高植入物的耐腐蝕性，解決了金屬離子的溶出問題。(4)無毒無磁性，作為人體植入物，對人體無毒副作用，而且避免了雷雨天氣和磁場的影響。(5)力學(xué)性能良好，強(qiáng)度高、韌性好，可以滿足作為人體植入物的一些力學(xué)要求。鈦合金的主要確定就是成本比較高。但是總體來說，基于以上的優(yōu)點(diǎn)，鈦合金作為人體植入物的用量逐年增加，優(yōu)越性也越來越被醫(yī)學(xué)界認(rèn)可。
　　
　　3醫(yī)用鎂合金
　　鎂及鎂合金作為一類新型醫(yī)用材料是具有巨大的優(yōu)勢和潛力的。鎂合金具有優(yōu)良的機(jī)械性能，良好的生物活性，可以介導(dǎo)成骨作用。而且鎂合金還具有可降解性，避免了病人二次手術(shù)的痛苦。但是鎂合金有一個(gè)很大的缺點(diǎn)，就是耐腐蝕性差，為了解決這一問題，醫(yī)學(xué)上采取了表面改性的方法，表面改性主要有等離子噴涂，溶膠-凝膠，電化學(xué)沉積等方法。但是由于人體環(huán)境的復(fù)雜性，要把這種新材料應(yīng)用于人體還需要進(jìn)一步的研究。
　　
　　4 結(jié)語
　　以上我介紹了幾種醫(yī)用金屬合金，還有很多其他種類的合金，例如鈷合金，鎳鈦合金等，醫(yī)用金屬合金有其他材料所不具備的優(yōu)勢，只是有些研究還不太成熟，需要更多的科研工作者繼續(xù)努力。
　　
　　
　　參考文獻(xiàn)
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