烏克蘭成功研發(fā)出低彈性模量的醫(yī)用鈦合金

鈦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(shí)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(jì)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(shí)，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?jiān)固、更嚴(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(shí)會趨向于違背切削刀具，除非要堅(jiān)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(jià)。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(shí)確保植入體與傷口感染處骨組織的快速融合。