生物醫用鈦合金
生物醫用材（cái）料是指和生物係統相作用（yòng），用以診斷、治療修複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（yī）用高分子材料、醫用陶瓷材料等，其中醫用金屬材料占有（yǒu）很大的比重，特別是骨科產品、心腦血（xuè）管產品。
由於鈦與人體骨骼接近，對人體組織具有（yǒu）良好的生物相容性、無毒副作用，具有其他材料無法比擬的優勢,所以醫用鈦在醫療領域得到了（le）廣泛的應用。
生物醫（yī）用鈦合金的優勢
生物相容（róng）性：與人體發生（shēng）***小的生物學反應，無毒無磁，作（zuò）為人體植入物，對人體無毒副作用。
力（lì）學（xué）性能：高強度、低彈性模量，既滿足力學要求，又與人體自（zì）然骨彈性模（mó）量相近，可減少應力屏蔽效應，更有（yǒu）利於人骨的生長（zhǎng）愈合（hé）。
耐腐蝕性能（néng）：鈦合金為生物惰性材料，在人體（tǐ）生理環境下（xià）有有（yǒu）意的抗（kàng）腐蝕性能，對人體生理環境不產生汙染。
質輕：一般鈦合金的密度僅（jǐn）為不鏽鋼的56%，植入人體後大幅度減輕人（rén）體的負荷量。
生物醫用鈦合金發展曆程
金屬材料是人類生物醫學發展史上***早用於創傷修複（fù）和矯形治療的傳統材（cái）料。從20世（shì）紀30年代（dài）起，CoCr合金、不鏽（xiù）鋼曾先後被用於醫學領域並成為目前傳統的（de）醫用金屬材料；20世紀（jì） 40 年代,性能更（gèng）優異的生（shēng）物醫用鈦得到研究並證明了其臨床可行性。生物醫用鈦合金經曆了純鈦與Ti-6Al-4V鈦合金、改良（liáng）鈦合金、低模量β鈦合金三個曆程：
1950-1980年：純鈦首次用（yòng）於（yú）生物（wù）醫藥領域，證實了良好的生物（wù）相容性。Ti6Al4V廣（guǎng）泛用於外科修複或替（tì）換材料。
1980-1990年（nián）:證實V、Al是對生（shēng）物體（tǐ）有毒副作用的元素；開（kāi）發出以Nb、Fe替代V的第二代改良新型醫用鈦合金。
1990年-至今：90年代初期（qī）開（kāi）發（fā）******個具有更好生物相容性和更低彈性（xìng）模量的β鈦合金Ti13Nb13Zr,從此開啟（qǐ）了具有優異性能的生物醫用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（dài）開始醫用鈦（tài）合金材（cái）料的研究和應用，經過前期對Ti-6Al-4V 、Ti-6Al-7Nb、Ti-5Al-2.5Fe醫用鈦合金的仿製研究，早在1999年西北有色金屬研究院在國內（nèi）首次研製出******個具有我（wǒ）國自（zì）主知識產權近α型新型醫用鈦合金TAMZ（Ti-2.5Al-2.5Mo-2.5Zr），綜合（hé）性能與（yǔ）Ti-6Al-7Nb相當。
在2005年，西北（běi）有色院又研製出兩種新型高強低模量近β型醫用鈦合金TiZrMoNb（TLE）和Ti Zr Sn Mo Nb （TLM）。中科院金屬所也開發出新型低模量近β型鈦（tài）合金Ti -24Nb-4Zr-7.6Sn（Ti 2448）。另外，北京有色院（yuàn）、哈工大、東北大學、天津大學等單位也在開展新型β型鈦合金的應用及相關基礎研究（jiū）。
基於我國國情，擁有（yǒu）約13億人（rén）口和6000萬殘疾人的大國，而且我國正步入（rù）老齡化社（shè）會，為此要提（tí）供大量優質的生物醫用材料及（jí）器件以供臨床診治的（de）需要。而我國在醫用種植（zhí）體方麵的研究起步較晚（wǎn），目前人工關節近（jìn）一半需要進口，而牙科（kē）種植（zhí）體以及一些高端植入物更是90%以上使用進口產品，價格（gé）******昂貴，普通工薪階層的百姓難以承受。因（yīn）此，開發（fā）無毒性、低彈性模量且價格低廉的新型植入用鈦（tài）合金是一個（gè）值得研（yán）究的課題。
生物醫用鈦合金分類及性能
生物醫（yī）用鈦合金按材料顯微組織類型可分（fèn）為α型、α+β型和β型鈦合金三類。目前臨床廣泛使用的材料仍以純鈦和Ti-6Al-4V合金為主，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領域（yù）的研究熱（rè）點（diǎn），是***有應用前景的生物醫（yī）用鈦合金。
表１是各種生物醫用鈦合金的力學性能。圖1表明各種生物醫用合金（jīn）的彈性（xìng）模量和人體骨彈性模量（liàng）的比較（jiào）。可以看出, 第二代生（shēng）物醫用鈦合金彈性模量（liàng）明顯比******代低 ,合（hé）金設計（jì）時Nb含量有增加（jiā）的趨勢且都是β型鈦合金, Ti-35Nb-7Zr-5Ta 和Ti-29Nb-13Ta-7.1Zr合金具有***低的彈性模量55MPa, 與人體骨的彈性模量（liàng）***接近。因此開發較低彈性（xìng）模量的生物醫用β型（xíng）鈦合金已成為該領域的研究（jiū）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（tài）合
表1 生物醫用鈦合金的（de）力學性能
圖1 生物醫用合金的彈性模量
常用生物醫用β鈦合金
近年來新型β型鈦合（hé）金的研發主要Ti-Nb係、Ti-Mo係、Ti-Zr係和Ti-Ta係合金。（對（duì）人體有（yǒu）害的V、Al、Ni 、Cr等元素逐步被生物相（xiàng）容性好的Nb、Zr、Ta、Sn、Pt、Mo等無毒元素取代（dài））已（yǐ）研製成功的部分醫（yī）用低模量的β型（xíng）鈦合金如（rú）下（xià）圖所（suǒ）示。與其他（tā）體（tǐ）係（xì）β鈦合金（jīn）相比，Ti-Nb係合金的彈性模量較低，更接近人骨的（de）彈性模量，並且不含有（yǒu）毒元素Al和V，適合作為醫用金屬材料，目（mù）前對其研究開展較多（duō）。
應用（yòng）舉例（lì）
生物醫用鈦合金優異生物醫用特性，使其廣泛的應用如下
公（gōng）司由一群才華橫溢經驗（yàn）豐富的熟練操（cāo）作車、銑、磨、電火花、線切割、數控設備操作人員和經驗豐（fēng）富的模具設計（jì）、裝配高級工程（chéng）師組成的員工隊（duì）伍，全麵實現計算機（jī）輔（fǔ）助設計（PRE/UG./SLIDWORK）及（jí）計算機製造加工係統（CAD/CAE/CAM），運用******的製（zhì）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質量嚴格按照ISO9000質（zhì）量體係標準執行。
生物醫用鈦合金未來發展方（fāng）向
近年（nián）來，鈦合金在生（shēng）物醫用領域的應用呈快速發（fā）展的趨勢。這也將對（duì）鈦合（hé）金（jīn）的性（xìng）能提出更高的要（yào）求，結合國內外當前的研究現狀，得出生物醫（yī）用鈦合金未來發展方向如下：
相關企（qǐ）業及研究機（jī）構
雖然我國生物醫用鈦合金材料的研究工作已取得了顯著的（de）進展,但與歐美等發達******相比，在鈦合金（jīn）植入物產品的（de）設計、製（zhì）造、加工（gōng）、裝備、表麵處理、工藝水平等方麵仍存在很大差距。以下是部分國內外生物醫用鈦合金相關生產企業及研究機（jī）構：
國（guó）外企業及研究機構 | 國內企業（yè）及研（yán）究（jiū）機構 | |
STRYKER（美國） | 寶鈦集團 | |
Zimmer（美（měi）國） | 英耐特醫用鈦有（yǒu）限公司 | |
德國（guó）克魯伯 | 百幕航材 | |
Terumo（日本（běn）） | 西北有（yǒu）色金（jīn）屬研究院 | |
Sulzer（瑞士（shì）） | 北京有色（sè）金屬研究總院 | |
| …… | 沈陽金屬（shǔ）研究所 |
參（cān）考文獻
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