生物醫用鈦合金
生物醫用材（cái）料是指和生物係統相作用，用以診斷、治療修複（fù）或替代機體中的組織、器官或增進其功能的材料。可分為醫用金屬材料、醫用高分子材料、醫用陶瓷材料等，其中醫用金屬材料占有很大的比重，特別是骨科產品、心腦血管產品。
由於鈦與人體骨骼接近（jìn），對人體組織具有（yǒu）良好的生物相容性、無毒副作用，具有其他材料無（wú）法比擬的優勢,所以醫用鈦在醫療領域得到了（le）廣（guǎng）泛（fàn）的應用。
生物醫用鈦合金的優勢
生物相（xiàng）容性：與（yǔ）人體（tǐ）發生***小的（de）生物學反應，無毒無（wú）磁（cí），作為人體植入物，對人（rén）體無毒副作用。
力學性能：高強度、低彈性模量，既滿足力（lì）學要求，又與人（rén）體自然骨（gǔ）彈性模量（liàng）相近，可減少應力屏蔽效應，更有利於人骨的生長愈合。
耐腐蝕性能：鈦合金為生物惰性材料，在人體生理環境下有有意的抗腐蝕性能，對人體生理環境不產生汙染。
質輕：一般鈦合金的密（mì）度僅為不鏽（xiù）鋼的56%，植（zhí）入人體後大幅度減輕人體的負荷量（liàng）。
生物醫用鈦合金（jīn）發展曆程
金屬材料是人（rén）類生物醫學（xué）發展史上（shàng）***早用於（yú）創（chuàng）傷修複和（hé）矯形治療的傳統材料。從20世紀30年代起（qǐ），CoCr合金、不鏽鋼曾先後被用於醫學領（lǐng）域並成為（wéi）目前傳統的醫用金（jīn）屬材料；20世紀 40 年代,性能更優異的（de）生物醫用鈦得到研究並證明了其臨（lín）床可行性。生物醫用鈦合金（jīn）經曆了純鈦與Ti-6Al-4V鈦合（hé）金、改良（liáng）鈦合金、低（dī）模量β鈦合金三個曆程：
1950-1980年：純鈦首次用於生物醫藥領域，證（zhèng）實了良好（hǎo）的生物相容性。Ti6Al4V廣泛用（yòng）於外科修複或替換材料（liào）。
1980-1990年:證實V、Al是對生物體有毒副作用的元素；開發出以Nb、Fe替代V的第二代改良（liáng）新型醫用鈦合金。
1990年-至今：90年代（dài）初（chū）期開發******個具有更好生物相容（róng）性和更低彈性模量的β鈦合金Ti13Nb13Zr,從此開啟了具有優異性能的生物醫（yī）用β鈦合金的開發和使用。
國內研究現狀及問題
我國從20世紀70年代開始（shǐ）醫用鈦合金材料的研究和應用，經過（guò）前期對（duì）Ti-6Al-4V 、Ti-6Al-7Nb、Ti-5Al-2.5Fe醫用鈦合金（jīn）的仿製研究，早在1999年西北有（yǒu）色金屬研（yán）究院在國內首次研製（zhì）出******個（gè）具（jù）有（yǒu）我國自主知識產權近α型新型醫用鈦合（hé）金TAMZ（Ti-2.5Al-2.5Mo-2.5Zr），綜合性能與Ti-6Al-7Nb相當（dāng）。
在2005年，西北（běi）有（yǒu）色院又研製出兩種新型高強低模量近β型醫用鈦合（hé）金TiZrMoNb（TLE）和Ti Zr Sn Mo Nb （TLM）。中科院金（jīn）屬所也開發出新型低模量近（jìn）β型（xíng）鈦合金Ti -24Nb-4Zr-7.6Sn（Ti 2448）。另外（wài），北京有色院、哈工大、東北（běi）大學、天津大學等單位也在開（kāi）展新（xīn）型β型鈦合金的應用及相關基礎研究。
基（jī）於我國國情，擁有約13億人（rén）口和6000萬殘（cán）疾人的大國，而且我國正步入老齡化社會，為此（cǐ）要提供大量優質的生物醫用材料及（jí）器（qì）件以供臨床診治（zhì）的需要。而（ér）我國（guó）在（zài）醫用種植體方麵的研究起步（bù）較晚（wǎn），目前人工關節近一半（bàn）需要進口，而牙科種植體以及一些高端植入物更是90%以上使用進口產品，價格******昂貴，普通工薪（xīn）階層的百姓難以（yǐ）承受。因此，開發無毒性、低彈性模量且價格低廉（lián）的新型植入用鈦合金是一個值得研究的課題。
生物（wù）醫用鈦合（hé）金分類及（jí）性能
生物醫用鈦合金按材料顯微組織類型可分（fèn）為α型、α+β型和（hé）β型鈦合（hé）金三類。目前臨床（chuáng）廣泛使用的材料仍以（yǐ）純鈦和Ti-6Al-4V合金（jīn）為主，但β型鈦合金由於更低的彈性模量和更好的生物相容性已成為該（gāi）領域的研究熱點，是（shì）***有應（yīng）用前景的生物醫用（yòng）鈦合金。
表１是各種生物醫用鈦（tài）合金的（de）力學（xué）性能。圖1表明各種生物醫用合金的彈性模（mó）量和人體（tǐ）骨彈性模（mó）量的比較。可以看（kàn）出, 第二代生物醫用（yòng）鈦合金彈性模量明顯比******代低 ,合金設計時Nb含量有增加的趨勢且都（dōu）是β型鈦合金, Ti-35Nb-7Zr-5Ta 和Ti-29Nb-13Ta-7.1Zr合金具有***低的彈（dàn）性模量55MPa, 與人體骨的彈性模量***接近。因此開發較低彈性模量的生物醫用β型鈦合金已成為該領域的研究熱點。目前國內外研究***為廣泛的生物醫用超彈性β鈦合金是Ti-Nb係超彈性β鈦合
表1 生物醫用鈦合金的力學性能
圖1 生物醫（yī）用合金的彈性模量
常用生物醫用（yòng）β鈦合金
近年來新型β型（xíng）鈦（tài）合金的研發主要Ti-Nb係、Ti-Mo係、Ti-Zr係和Ti-Ta係合金。（對人體有害的V、Al、Ni 、Cr等元素逐步被生物相容性好的Nb、Zr、Ta、Sn、Pt、Mo等（děng）無毒元素取代（dài））已研製成功的部分醫用低模量的β型鈦合金如下圖所示（shì）。與其他體係β鈦合金相比，Ti-Nb係合金的彈性模量較低，更接近人（rén）骨的彈性模量，並且不含有毒元素Al和V，適合作為醫用金屬材料，目前對其研究開展較多。
應用舉例
生物（wù）醫用鈦（tài）合金優異生物醫用特（tè）性，使其廣泛的應用如下
公司由一群才華橫溢經驗豐富的熟練操作車、銑（xǐ）、磨、電火花（huā）、線切割、數控設備操作人員和經驗豐富的模具設計、裝配高級（jí）工程師組成的員工隊伍（wǔ），全麵實現計算機輔助設計（PRE/UG./SLIDWORK）及計（jì）算機製造加工係統（CAD/CAE/CAM），運用******的製造工藝和完善的質量控製流程，北京鋁合金零件加工,北京軍工零件加工產品（pǐn）質量嚴格（gé）按照ISO9000質量體係標準執行。
生物醫用鈦合金未（wèi）來發展方向
近年來，鈦合（hé）金（jīn）在生物醫用領域的應用呈快速發展的趨勢。這也將對鈦合金的性能提出更高（gāo）的要求，結合國內外（wài）當前的研究現狀，得出生物醫用鈦合金未來（lái）發展方向如下：
相關企業及研究機構
雖然我國生物醫用鈦合金材料的研究工作（zuò）已取得（dé）了顯著的進展,但與歐美等發達******相比，在鈦合金植入物產品的設計（jì）、製造、加工、裝備、表麵處理、工藝水平等方麵仍（réng）存在很大差距。以下是部分（fèn）國內外生（shēng）物醫用鈦（tài）合金相關生產企業及研究機構：
國外企業及研究機構 | 國內企業及研究機構 | |
STRYKER（美國） | 寶鈦集團 | |
Zimmer（美國） | 英耐特醫用鈦有限公司 | |
德國克魯伯（bó） | 百（bǎi）幕航材 | |
Terumo（日本） | 西北有色金屬研（yán）究院 | |
Sulzer（瑞士） | 北京有色金（jīn）屬研究總院 | |
| …… | 沈陽金屬研究所 |
參考文獻
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