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烏克蘭成功研發(fā)出低彈性模量的醫(yī)用鈦合金

的特性本身具有高硬度且質(zhì)輕之不會生銹變質(zhì)、或致使金屬過敏之穩(wěn)定金屬類。鈦具有特殊的電流特性,對人體會產(chǎn)生有益的生理作用且其化學(xué)性安定,不會發(fā)生經(jīng)時性的變化或變質(zhì)。在近10年來,生物醫(yī)用材料及制品的市場增長率一直保持在30%左右,預(yù)計未來10年-20年內(nèi),包括醫(yī)用金屬材料在內(nèi)的醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)將達(dá)到醫(yī)藥制品市場規(guī)模,將成為21世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。鈦合金6AL-4V ELI是用于制作胯關(guān)節(jié)、接骨螺釘、膝關(guān)節(jié)、板形骨或器官、假牙和外科設(shè)備的規(guī)范產(chǎn)品。當(dāng)新的肌肉纖維環(huán)包在這些“鈦骨”上時,這些鈦骨就開始維系著人體的正常活動。鈦在人體中分布廣泛,正常人體中的含量為每70kg體重不超過15mg,其作用尚不清楚。但鈦能刺激吞噬細(xì)胞,使免疫力增強(qiáng)這一作用已被證實(shí)。可是,鈷鉻合金因?yàn)槠鋱怨獭⒏鼑?yán)密的粒度和比鈦更潔凈,會越來越經(jīng)常運(yùn)用。加工鈦合金比加工鋼所需的切削力只稍微大一點(diǎn),可是,鈦合金的冶金特性使其比適當(dāng)硬度的鋼更難于加工。烏克蘭國家科學(xué)院材料科學(xué)研究所成功研發(fā)出一種全新鈦基(Ti-Si-Nb)生物相容性合金,這種鈦合金材料的特點(diǎn)是彈性模量低,從而優(yōu)化與骨材料的相容性。鈦合金材料元素對人體無毒性,在一定程度上對人體有益。

鈦的彈性模數(shù)適當(dāng)?shù)?,比鋼具有更高彈性,因此在加工時會趨向于違背切削刀具,除非要堅穩(wěn)健切削或用作適當(dāng)?shù)闹С?。?xì)長的零件在刀具壓力下,趨向于偏轉(zhuǎn),致使刀顫、刀具磨擦和工差的題目。通過加工經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為刀具全部體系的剛性很重要,要運(yùn)用尖利、準(zhǔn)確外形的刀具。由于這些壓力,引出新技術(shù)幫助制造醫(yī)療零件的車間應(yīng)對競爭,加工性能生產(chǎn)這些復(fù)雜零件,精度非常高;電火花加工中的很多創(chuàng)新,使高質(zhì)量零件的生產(chǎn)更快,消除了很多老加工技術(shù)中固有的題目。

根據(jù)烏克蘭國家醫(yī)學(xué)科學(xué)院傷骨科研究所進(jìn)行的對比試驗(yàn)結(jié)果,這種新型鈦合金材料生物力學(xué)相容性比目前廣泛用于醫(yī)藥領(lǐng)域的金屬材料(不銹鋼,鈦合金ВТ6)的性能超過5-20%。烏克蘭國家衛(wèi)生部、烏克蘭預(yù)防毒理學(xué)、食品安全和化學(xué)品國家科研中心對該種鈦合金材料植入體運(yùn)用給予積極評價。此外,該研究所還成功開發(fā)出生物活性陶瓷支架用于培育病人的自體細(xì)胞,醫(yī)學(xué)專家在再生醫(yī)學(xué)中使用這種材料代替供體骨,用于恢復(fù)大量喪失的骨組織。在鈦植入體表面使用無菌生物活性陶瓷涂層,可提高骨植入體的可靠性,符合強(qiáng)度要求,同時確保植入體與傷口感染處骨組織的快速融合。

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