鈦及鈦合金是醫(yī)學(xué)植入的理想材料

鈦的比強(qiáng)度大，與人體相容性好，是醫(yī)學(xué)植入的理想材料。鈦由于具有優(yōu)良的性能和生物相容性,在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在外科器械方面，使用鈦材，可使顯微器械具有良好的端頭，比不銹鋼端頭更不易磨損。鈦合金的密度低，可使顯微器械的重量輕，減輕了外科醫(yī)生在長(zhǎng)時(shí)間手術(shù)過(guò)程中的疲勞和不舒服。鈦無(wú)磁性，是制造微型持針器和手術(shù)鉗、鑷的最適合材料。鈦在牙科植入中的應(yīng)用一直比較受重視。鈦的熱傳導(dǎo)率，對(duì)牙髓有保護(hù)作用，是制作人造牙冠和橋的理想材料，也可制作義齒基拖。TiNi形狀記憶合金具有超彈性，用它制作的卡環(huán)彈性好，不易發(fā)生永久變形。美國(guó)一家公司研究了一種利用電子束熔煉的Ti-6Al-4V ELI快速按牙齒原型制作植入鈦牙齒的新技術(shù)。傳統(tǒng)的鈦牙齒是用普通機(jī)械加工方法制作的，可能出現(xiàn)連接螺釘疲勞。新工藝采用CT掃描牙齒，CAD設(shè)計(jì)，醫(yī)學(xué)模仿制作與原型一樣的單個(gè)牙齒，固定到現(xiàn)有的牙槽中，使用狀況良好，有助于避免牙齒的疲勞損壞和松動(dòng)。

美國(guó)一家公司研制了一種新型β合金，這種合金具有較高的強(qiáng)度和疲勞性能，特別適合作為外科整形結(jié)構(gòu)材料使用。美國(guó)Synthes 技術(shù)中心研制了一種Ti-15Moβ 合金，用該合金制作的顎骨固定板和螺釘與傳統(tǒng)的Ti-6Al-4V合金相比，反向彎曲、疲勞和扭轉(zhuǎn)性能好，缺口敏感性好，耐蝕性?xún)?yōu)異，相容性好。Daido 鋼鐵公司研制了一種新型經(jīng)濟(jì)適用的醫(yī)用β鈦合金。該合金具有中等楊氏模量、無(wú)毒，不會(huì)引起過(guò)敏，與其它醫(yī)用合金相比，冷成性性好，可用于醫(yī)學(xué)結(jié)構(gòu)材料。日本的生物醫(yī)學(xué)鈦合金研究重點(diǎn)集中在β 合金，開(kāi)發(fā)出了低彈性模量、高強(qiáng)高韌性、低成本、易加工成型、抗腐蝕的第3代新型生物醫(yī)用鈦合金，如Ti-35Zr-10Nb，Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr等。

中國(guó)科技人員研制的鈦制可返轉(zhuǎn)嬰幼兒胸骨、肋骨牽開(kāi)器經(jīng)國(guó)內(nèi)100多家醫(yī)院在矯治先天性心臟病手術(shù)中臨床應(yīng)用，獲得滿(mǎn)意的效果。鈦制小切口腹部手術(shù)顯露器械，在手術(shù)中節(jié)省空間，節(jié)省時(shí)間，便于操作，進(jìn)行了10余例腹部手術(shù)，傷口全部甲級(jí)愈合，獲得滿(mǎn)意的效果。中國(guó)植入性醫(yī)療器械在過(guò)去10年的平均復(fù)合增長(zhǎng)率保持在15~30%，預(yù)計(jì)未來(lái)10年仍將高于10%的速率增長(zhǎng)[16]。因此，隨著人們對(duì)鈦優(yōu)異性能的了解、鈦成本的降低、加工工藝的進(jìn)步及醫(yī)學(xué)水平的發(fā)展，預(yù)計(jì)醫(yī)學(xué)用鈦量增長(zhǎng)明顯。

心血管方面，用0.5mm厚Ti-6Al-4V鈦板制成的瓣架，具有一定的可塑性和較好的彈性，且表面光滑、重量輕。鈦合金毛細(xì)管材料，可以滿(mǎn)足人體血管、周?chē)芎头茄芙槿腩?lèi)金屬支架、導(dǎo)絲等植入物的要求。2010年全球生物材料產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)銷(xiāo)售額預(yù)計(jì)將達(dá)到4000億美元，其中鈦材占其中相當(dāng)大的份額。

在骨科固定植入物方面， 中國(guó)天津一家醫(yī)療器械公司用鈦材制作的接骨板、骨螺釘?shù)冉?jīng)多家醫(yī)院臨床試驗(yàn)，無(wú)不良反應(yīng)，效果良好。由北京有色金屬研究總院研制的Ti-6Al-7Nb和Ti-5Al-2.5Fe合金，經(jīng)生物學(xué)臨床實(shí)驗(yàn)研究表明，合金具有良好的生物相容性，并能和骨組織形成良好的結(jié)合，其作為骨科固定植入物，臨床使用可靠。國(guó)內(nèi)多家骨科器械生產(chǎn)廠家和醫(yī)院合作，制成的髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)及指關(guān)節(jié)等均已用于臨床。