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医用金属材料的研究进展姓名：因学号：专业：材料摘要：介绍了医用金属材料目前的研究现状、性能和应用,指出了医用金属材料应用中目前存在的主要问题,阐述了近年来生物医用金属材料的新进展1。Medical metal materials with high strength toughness, fatigue resistance, easy processing and forming excellent properties become clinical dosage biggest and wide application of biomedical materials.关键词：医用金属 种类 应用 研究进展一 生物医用金属材料的简介生物医用材料是指能够植入生物体或与生物组织相结合的材料,可用于诊断、治疗,以及替换生物机体中的组织、器官或增进其功能。生物医用金属材料是用作生物医用材料的金属或合金，又称外科用金属材料或医用金属材料，是一类惰性材料2。这类材料具有高的机械强度和抗疲劳性能，是临床应用最广泛的承力植入材料。该类材料的应用非常广泛，遍及硬组织、软组织、人工器官和外科辅助器材等各个方面。除了要求它具有良好的力学性能及相关的物理性质外，优良的抗生理腐蚀性和生物相容性也是其必须具备的条件。医用金属材料应用中的主要问题是由于生理环境的腐蚀而造成的金属离子向周围组织扩散及植入材料自身性质的退变，前者可能导致毒副作用，后者常常导致植入的失败。已经用于临床的医用金属材料主要有纯金属钛、钽、铌、锆等、不锈钢、钴基合金和钛基合金等3。二 生物医用金属材料的特性2.1材料毒性生物医用金属材料的毒性主要来自金属表面离子或原子因腐蚀或磨损进入周围生物组织，由此作用于细胞，抑制酶的活性，组织酶的扩散和破坏溶酶体。具体可表现为与体内物质生成有毒化合物。并且金属离子进入组织液，会引起水肿、栓塞、感染和肿瘤等。一般才用的降毒方法包括合金化、提高耐蚀性、提高光洁度、表面涂层等4。2.2生理腐蚀性生物医用金属材料的生理腐蚀性是决定材料植入后成败的关键，其产物对生物机体的影响决定植入器件的使用寿命。2.3力学性能生物医用金属材料需要有足够的强度与塑性。一般说来，对人工髋关节金属材料的要求是：屈服强度450Mpa；抗拉强度800Mpa；疲劳强度400Mpa；延伸率8%。通常材料的弹性模量大于骨的弹性模量，由此会使得材料与骨应变不同，界面处发生的相对位移造成界面松动；除此产生应力屏蔽，引起骨组织的功能退化或吸收8。2.4耐磨性耐磨性影响植入摩擦器件的寿命；以及可能产生有害的金属微粒或微屑，导致周围组织的炎性、毒性反应。可通过提高硬度，表面处理等方法进行改善。三 医用金属材料的种类 3.1不锈钢 不锈钢抗蚀性虽不如钻基合金,但易加工,且价格低廉。不锈钢中要尽量减少si、Mn等杂质元素及非金属夹杂物,否则影响其耐蚀性.不锈钢的耐蚀性和强度也可经冷加工而 提高.不锈钢的耐蚀性和强度虽不如钻其合金7,但它价格低,加工简易,可制成多种形体,如针、板、钉、螺钉、髓内针、齿冠、三棱钉等器件和各种人工假体,目前应用仍最广泛,同时还用于制作医疗仪器和手术器械18。 3.2钴基合金 钴铬钼合金为钻基奥氏体结构,或称钒钢或活合金.可以铸造或锻造,但硬度大,加工制作较困难.从耐蚀性和机械性能考虑,它较不锈钢优越,是目前较优良的材料。1929年已开始应用于临床,其锻造植人器件已列入150国际标准,并有硬、中、软3种类型14。 3.3钛及其合金 钦质轻,比重与人骨近似。纯钦强度为390一490MPa,生物相容性好。实验证明其耐蚀性和抗疲劳性能均优于不锈钢和钻基合金,组织反应轻微，表面活性好,易与氧反应形成致密氧化膜,即钦的氧化层稳定。故具有生物材料的条件;适于植人,为较理想有发展前途的一种植入材料9。 3.4担及其合金 钮及其合金性能良好，早在40年代就用作植入材料。当时只是从生物相容性和可塑性上来考虑,近年来则用钮及其合金制成了可承受高负荷的部件.钮的耐蚀性高,除溶解在硝酸和氢氛酸的混合液、氢氟酸、热的浓硫酸、苛性碱外，其他试剂对钮都不起作用12。对人体无刺激，体液对担的交变疲劳强度无影响.与不锈钢相比,钮有很高的抗缺口裂纹扩展能力。在相同的交变载荷下,担制髓内针的回转刚性比AO用钢材高60倍。 3.5其他的金属（医用贵金属） 医用贵金属是指用作生物医用材料的金、银、铂及其合金 的总称。贵金属的生物相容性较好,但价格昂贵,所以类贵金属得到发展,如仿金材料的研究。妮、担及错与钦都具有极相似的组织结构和化学性能,在生物医学上也得到一定应用。但总的来说,医用贵金属和担、妮、错等金属因其价格较贵,广泛应用受到限制13。四 医用金属材料目前存在的主要问题医用金属材料经过多年的临床应用，仍然