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人造髋关节的头杆部分。从股骨(gǔgǔ)上端插进金属杆，杆头有一个金属头，它嵌在粘于髋骨窝中的一个塑料臼中。 Co基合金 第二十九页，共八十六页。 Co基合金 第三十页，共八十六页。 Co基合金 第三十一页，共八十六页。 在外科(wàikē)植入中运用的Ti金属材料有四个级别（表3.3），它们之间的区别在于杂质含量不同。 O、N、C、H与Ti形成间隙固溶体，Fe与Ti形成置换固溶体。杂质元素的含量过大会形成脆性化合物。O、N和C能提高Ti的强度，降低其塑性。Ti很容易吸氢，H含量过高会产生氢脆，降低其韧性。微量的Fe对纯钛性能的影响不像O、N、C那样强烈。 Ti-6Al-4V是一种广泛用于制造植入器械的钛合金，这种合金的主要合金元素是Al(5.5%～6.5%，质量分数)和V(3.5%～4.5%，质量分数)。 3.3 常用(chánɡ yònɡ)医用金属材料 3.3.3 钛和钛合金(héjīn) 1）分类、组成和性能 第三十二页，共八十六页。 元素 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅴ Ti-6Al-4V 氮 0.03 0.03 0.05 0.05 0.05 碳 0.10 0.10 0.10 0.10 0.08 氢 0.015 0.015 0.015 0.015 0.0125 铁 0.20 0.30 0.30 0.50 0.25 氧 0.18 0.25 0.35 0.40 0.13 钛 平衡 表3.3 Ti金属和Ti合金(héjīn)化学成分组成(以质量分数计) 3.3 常用(chánɡ yònɡ)医用金属材料 3.3.3 钛和钛合金(héjīn) 第三十三页，共八十六页。 3.3 常用(chánɡ yònɡ)医用金属材料 3.3.3 钛和钛合金(héjīn) 1）分类、组成(zǔ chénɡ)和性能 商业用纯Ti和Ti6Al4V合金的机械立力学性能如表3-4，它们的弹性模量约为110GPa，大约是钴基合金的一半。 表3-4 Ti及Ti合金的机械力学性能(ASTM，F136) 性能 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅴ Ti-6Al-4V 抗拉强度/MPa 240 345 450 550 860 屈服强度/MPa 170 275 380 485 795 延伸率/% 24 20 18 15 10 断面收缩率/% 30 30 30 25 25 第三十四页，共八十六页。 3.3 常用(chánɡ yònɡ)医用金属材料 3.3.3 钛和钛合金(héjīn) 1）分类、组成(zǔ chénɡ)和性能 Ti为难熔稀有金属，熔点1762℃，密度小、比强度高； Ti合金的强度可达到很高的水平，比强度是不锈钢的3.5 倍； Ti与氧反应形成的氧化膜致密稳定，有很好的钝化作用， 具有很强的耐蚀性。 在生理环境下，Ti合金的均匀腐蚀很小，不会发生 点蚀、缝隙腐蚀和晶间腐蚀。 Ti合金的磨损与应力腐蚀较明显。 第三十五页，共八十六页。 3.3 常用(chánɡ yònɡ)医用金属材料 3.3.3 钛和钛合金(héjīn) 2）生物(shēngwù)相容性 钛是目前已知的生物亲和性最好的金属之一，钛易于氧反应形成致密氧化钛(TiO2)钝化膜，植入后引起的组织反应轻微。凝胶状态的TiO2膜甚至具有诱导体液中钙、磷离子沉积生成磷灰石的能力，表现出一定的生物活性和骨结合能力，尤其适合于骨内埋植。 Ti合金对人体毒性小，密度小，弹性模量接近于天然骨，是较佳的金属生物医用材料。 第三十六页，共八十六页。 钛及钛合金具有优异的使用特性，被世界公认是生物医疗领域中优异的金属材料，采用钛及钛合金制造的股骨头、髋关节、肱骨、颅骨、膝关节、肘关节、肩关节、掌指关节、颌骨以及心瓣膜(bànmó)、肾瓣膜(bànmó)、血管扩张器、夹板、假体、紧固螺钉等上百种金属件移植到人体中，取得了良好的效果，被医学界给予了很高的评价。 3.3 常用(chánɡ yònɡ)医用金属材料 3.3.3 钛和钛合金(héjīn) 3）临床应用 第三十七页，共八十六页。 临床应用广泛，其质轻、比强度(qiángdù)高、力学性质接近人骨、强度远低于纯钛，耐疲劳、耐蚀性均优于不锈钢和钴基合金，且生物相容性和表面活性好，是较为理想的一种植入材料。 主要用于：修补颅骨，制成钛网或钛箔用于修复脑膜和腹膜、人工骨、关节、牙和矫形物、人工心脏瓣膜支架、人工心脏部件和脑止血夹、口腔颌面矫形颌修补、手术器械、医疗仪器颌人工假肢等。 3.3 常用(chánɡ yònɡ)医用金属材料 3.3.3 钛和钛合金(héjīn) 3）临床应用 第三十八页，共八十六页。 钛合金骨 第三十九页，共八十六页。 EL