医用钛合金的研究现状及发展

医用金属材料又称外科植入金属材料,是最早进行临床应用的生物医用材料,目前在临床中的应用仍最为广泛.医用金属材料主要用作对骨骼、关节、牙齿以及血管等修复的材料使用.临床使用最早的金属材料是有一定抗腐蚀性的不锈钢,主要使用316L奥氏体不锈钢.     

医用多孔钛合金表面改性技术研究进展

多孔钛合金拥有良好的力学性能,能够降低“应力屏蔽”效应,促进与组织的结合,但其功能化方面还存在不足。表面改性能够通过改造材料表面形貌或在材料表面负载功能成分等形式,赋予材料良好的成骨、抗菌及耐腐蚀、耐磨性等功能特性。区别于钛板/棒等致密钛材,多孔钛具有复杂的内部结构,因而,其改性多在流体（液体、气体）介质中进行以实现良好的包覆性。按照表面改性原理及作用成分性质分类,重点介绍了传统与新型医用多孔钛合金表面改性方法及效果,总结分析了不同方法间的优缺点及影响因素等,以期为医用多孔钛合金表面改性提供指导。     

生物医用奥氏体不锈钢磨损腐蚀问题

介绍了生物医用奥氏体不锈钢的发展现状 .针对奥氏体不锈钢存在的磨损腐蚀复合性能差的问题 ,采用一种低温、低压表面改性方法——等离子体基低能离子注入 ,获得了具有耐磨损腐蚀复合性能的高氮面心亚稳相 ( γN)改性层 ,并证明 γN 相改性层在生物医用方面良好的发展前景 .     

新型生物医用钛合金的设计及应用进展

传统医用钛合金的设计标准主要为强度与弹性模量。随着外科植入物在临床的不断应用,新型生物医用钛合金的设计要求也随之提高,不仅需要考虑合金元素的生物相容性、细胞毒性等生物安全性指标,而且针对不同的人群提出可拆卸或长期植入的理念。对比分析了国际上对医用钛合金的传统设计方法及准则,重点介绍了新一代外科植入用钛合金应该具备的最新设计要素和最新应用进展,提出了医用钛合金的未来发展方向。     

生物医用β型钛合金设计研究

利用d-电子合金理论与Kβ稳定系数等合金设计理论设计出了生物医用β型三元Ti-25.6Nb-19.4Ta（wt%）合金,X射线衍射分析和背散射电子衍射分析表明：Ti-25.6Nb-19.4Ta合金只含有单一的β相,且均匀化程度较好。     

轧制处理对生物医用Zn-Mg合金组织和性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、万能材料试验机和电化学工作站等设备,分析和研究了轧制变形对生物医用Zn-Mg合金的显微组织及力学性能的影响。结果表明：铸态、轧制态的合金均由Zn和Mg₂Zn₁₁两相组成;在轧制变形过程中,物相未发生改变,抗拉强度逐渐提高,伸长率先提高后降低,耐腐蚀性能逐渐下降;随着轧制变形量的增加,晶粒沿轧制方向的变形程度逐渐增大,直至出现纤维状组织。在相同的退火条件下,轧制变形量越大的Zn-Mg合金,再结晶晶粒尺寸越细小、均匀。     

生物医用Zn-5Al合金的微观组织与性能

研究了生物医用Zn-5Al合金的微观组织结构演化,探讨了其组织对力学性能的影响.对铸态、均匀化处理和轧制态Zn-5Al合金的微观组织进行了表征,分析了合金的相组成,测试了轧制态Zn-5Al合金的力学性能.结果表明:铸态与均匀化处理后的Zn-5Al合金的相组成均主要为η-Zn相和α-Al相,铸态合金组织片层间距约为300nm.均匀化处理过程中发生了共析反应,合金中的α-Al相由铸态的长条形演变为球形共晶组织.经过总变形率85%的热轧变形后,Zn-5Al合金的屈服强度和抗拉强度分别为98MPa和130MPa,断裂延伸率达到74%.     

医用橡胶的表面改性

采用乳液聚合法对天然胶乳接枝季铵盐单体,使其具有抗菌效果。EDS分析结果说明了反应后氮元素含量的增加;XPS分析结果显示C=C键的吸收峰强度明显下降,而C—C键的吸收峰强度有显著增强,且出现了C—N键和C—N 键的特征峰,表明反应后的胶乳材料接枝上了抗菌基团——季铵盐。通过抑菌环试验,得到的抑菌环最小直径为11.8 mm,远远大于(直径≥7 mm)抑菌标准。表明,通过接枝季铵盐单体使胶乳材料对大肠杆菌具有了明显的抗菌效果。     

EIS在医用钛合金表面改性研究中的应用

介绍了电化学阻抗谱(EIS)在医用钛合金表面改性研究中的应用,包括对表面惰性层和表面活性层的评价方法,并系统地概述了解析其等效电路的双层结构物理模型.     

生物医用材料的生物相容性研究现状

生物材料是一个发展十分迅速的领域,良好的生物相容性是生物材料必须满足的基本要求,生物相容性主要指材料的组织相容性和血液相容性。主要概述了生物医用材料的种类和提高生物相容性的方法,包括人工血管内皮细胞化技术、离子束改性技术、自组装单分子层膜技术和材料表面肝素化技术等。材料表面改性,不仅能改善其生物相容性,还能提高其有关物理性能。目前常用的生物相容性的评价方法包括四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法、细胞培养法、测血小板法等。提高生物医用材料的应用效果,并大力发展这一新高科技产业,将具有重要的民生和社会意义。     

生物医用ZTM630镁合金微弧氧化表面改性研究

为了进一步优化生物医用镁合金的耐蚀性能,满足临床使用要求,对新型生物医用高强韧ZTM630镁合金进行了微弧氧化表面改性处理。分别制备了氧化时间为2、5、8和15 min的微弧氧化试样,并对其组织结构和耐腐蚀性能进行了表征和分析。结果发现：随着氧化时间的延长,涂层厚度与表面粗糙度均呈现增高的趋势;当氧化时间为5 min时,试样表现出最强的耐蚀性。研究表明,微弧氧化时间的合理调控对于生物医用镁合金耐蚀性的提高具有重要的意义。     

生物医用ZTM630镁合金微弧氧化表面改性研究

为了进一步优化生物医用镁合金的耐蚀性能,满足临床使用要求,对新型生物医用高强韧ZTM630镁合金进行了微弧氧化表面改性处理。分别制备了氧化时间为2、5、8和15 min的微弧氧化试样,并对其组织结构和耐腐蚀性能进行了表征和分析。结果发现：随着氧化时间的延长,涂层厚度与表面粗糙度均呈现增高的趋势;当氧化时间为5 min时,试样表现出最强的耐蚀性。研究表明,微弧氧化时间的合理调控对于生物医用镁合金耐蚀性的提高具有重要的意义。     

Zr含量对医用Mg-5.5Zn-0.15Ca合金组织和性能的影响

在专用熔剂覆盖和氩气保护下制备Mg-5.5Zn-0.15Ca、Mg-5.5Zn-0.15Ca-0.5Zr、Mg-5.5ZnCa-0.6Zr、Mg5.5Zn-0.15Ca-0.7Zr、Mg-5.5Zn-0.15Ca-0.8Zr镁合金.采用光学显微镜、X射线衍射仪、室温力学测试设备对合金的显微组织与力学性能进行分析,研究Zr元素对热处理前后合金晶粒大小及铸态力学性能的影响.显微组织观察表明:Zr能显著地细化Mg-5.5Zn-0.15Ca合金的晶粒,随Zr元素含量的增加,合金的抗拉强度和伸长率均得到较大提高.     

新型生物医用金属材料及其骨科植入物

金属”材料具有其他材料不能比拟的高机械强度和优;良的疲劳性能,仍是临床上应用最广泛的承力植入材料。新型医用合金在设计时应该考虑的问题包括：（1）首先要求合金中的组成元素无毒性和无致敏性;（2）要求合金具有高强度、高韧性、低模量和优良的冷热成形性。     

新型生物医用金属材料及其骨科植入物

金属材料具有其他材料不能比拟的高机械强度和优良的疲劳性能,仍是临床上应用最广泛的承力植入材料。新型医用合金在设计时应该考虑的问题包括：（1）首先要求合金中的组成元素无毒性和无致敏性;（2）要求合金具有高强度、高韧性、低模量和优良的冷热成形性。我们开发了TiNb、TiNbSn、TiNbZr、TiMoSn、     

甲壳质生物医用材料的开发与应用

生物医用材料是生命科学与材料科学交叉的产物,是现代临床医学发展的重要物质基础,其产品附加值极高,目前已成为世界各国研究热点,发展热头正盛。 甲壳质及其衍生物是最有开发价值和应用前景的生物医用材料之一。甲壳质是一种天然多糖,它是以甲壳为原料提炼而成的。甲壳是地球上最丰富的有机资源之一,仅在海洋生物中甲壳类动物就有2万多种,其中最主要的品种有100多种,各种虾类和蟹类是最重要的甲壳类水产,每年的海洋产量达     

医用钛合金海尔贝克磁场阵列化学磁流变抛光研究

为了提高医用钛合金（TC4）抛光中的精度以及效率,采用基于海尔贝克磁场阵列的化学磁流变抛光方法加工医用钛合金. 利用海尔贝克磁场阵列强化磁场强度,将过氧化氢溶液作为氧化剂来进行抛光加工. 通过仿真模拟对比海尔贝克磁场阵列与常规N-S磁场阵列,改变羰基铁粉的活性来验证实验可行性,研究了加工间隙、主轴转速以及磨粒粒径对工件表面粗糙度以及接触角的影响规律. 结果表明,海尔贝克磁场阵列比常规N-S磁场阵列有更高的磁场强度;采用本文方法抛光的医用钛合金表面粗糙度比单一纯磁流变抛光降低80%;当加工间隙为0.8 mm,主轴转速为400 rad/min,磨粒粒径为1 μm时,可使工件表面达到光滑效果,表面粗糙度最优可达15.5 nm,同时测量出实验组钛合金表面接触角数值多数小于90°. 应用该方法抛光医用钛合金可以得到超光滑表面,表面具有亲水性,符合医用钛合金标准.     

支架用NiTi合金的表面改性方法研究进展

近等原子比的NiTi合金因其具有优异的超弹性、形状记忆效应以及良好的生物相容性,在医用植入领域得到了广泛的应用。然而,Ni离子的析出可能诱发过敏和炎症,因此需要对其进行表面改性。从表面氧化、电解抛光、表面涂层、接枝活性分子等方面综述了NiTi合金表面改性方法的研究进展,分析了各处理工艺的技术优势和局限性,指出了NiTi合金表面改性未来的发展趋势。     

医用多孔钛及其合金的制备

由于人类已进入了高龄化社会,患有关节病的人数日益增多,对人工关节的需求也日趋增加,钛及钛合金具有很好的生物相容性和耐腐蚀性。多孔钛及其合金兼具钛及多孔材料的优点,被广泛应用于硬组织修复。     

镁基非晶合金作为生物材料的应用现状

镁合金由于其密度小,比强度高等特点愈发受到社会关注,其非晶合金又由于弥补了传统晶态镁合金的部分缺点而成为当今研究热点之一。结合国内外文献及镁合金在国内外生物领域中的应用的具体情况,综述了传统镁合金在生物领域的应用现状,比较了镁基非晶合金与传统晶态镁合金的腐蚀情况,探究了镁基非晶合金因其非晶性能而得到的更优的力学性能,展望了镁基非晶合金作为生物材料的发展前景,为镁基非晶合金在生物材料领域中的应用技术研究及发展提供参考。