鈦及其合金以其良好的綜合杌械性能、耐蝕性和優(yōu)異的生物相容性在矯形外科方面已逐漸成為首選材料;在列入國際標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)用鈦合金中的Ti-6Al-4V(ISO5832一3)存在工藝性能差、彈性模量與皮質(zhì)骨不匹配、含有對人體有害的元素v等缺點(diǎn);Ti-6Al-7Nb(ISO5832一II)也屬于“α+β合金一族,力學(xué)性能和Ti-6Al-4V相似,因?yàn)橛肗b代替了V,所以較Ti-6Al-4V有更好的生物相容性,但合金中仍含有可引起骨質(zhì)溶解、神經(jīng)紊亂的可疑元素A1。因而,研制具有更好綜合械性能、耐腐蝕性能和生物相容性的新型醫(yī)用鈦合金是非常必要的。接照臨床上對外科植入材料的要求和現(xiàn)有醫(yī)用鈦合金存在的問題,所設(shè)計的新型醫(yī)用鈦合金應(yīng)滿足以下原則:
(1)不含對人體有害的合金元素,具有良好的生物相容性;
(2)具有良好的耐腐蝕性能;
(3)與人體皮骨更為匹配的容許應(yīng)變和彈性模量,具有良好的生物力學(xué)相容性;
(4)具有650MPa一850MPa的中等強(qiáng)度和較高的塑性;
(5)良好的工藝性能(如良好的鑄造、成型、焊接性能等)。
近年來通過大量的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),元素Zr、Ta、Nb、Pa、Pd、Hf這些元素對軟組織呈惰性,在人體中具有良好的生物相容性,并且它們的主要腐蝕產(chǎn)物在人體中比較穩(wěn)定,不易發(fā)生水解,具有很好的耐蝕性,研
究證實(shí),元素Zr,Nb,Ta能與Ti作用形成較強(qiáng)的鍵,起到固溶強(qiáng)化的作用,而且對合金塑性的影響較小。