技術(shù)展示
多孔鈦骨科功能材料 |
[ 來(lái)源: | 作者:本站 | 發(fā)布時(shí)間:2018-05-25 | 瀏覽:1123次 ] |
骨修復(fù)或人造材料植入是骨科臨床經(jīng)常進(jìn)行的手術(shù),使用的修復(fù)材料中,金屬鈦及合金是非常重要的能夠承受載荷的植入材料,例如人工關(guān)節(jié)中應(yīng)用最為廣泛的就是鈦合金球頭與UHMWPE臼的配副組合、顱骨損傷修復(fù)經(jīng)常采用鈦網(wǎng)用螺釘與顱骨固定等。然而,這些植入的鈦材料存在以下問(wèn)題:(1)雖然鈦具有很好的生物相容性,但本身不具有生物活性,植入人體后難以與周圍骨或肌體組織緊密結(jié)合。(2)如果作為骨修復(fù)一般會(huì)采用螺釘或骨水泥物理固定,這些固定方法隨時(shí)間可能會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)甚至導(dǎo)致植入體完全失效。(3)臨床使用的鈦材料彈性模量遠(yuǎn)高于人體骨,易產(chǎn)生應(yīng)力遮蔽效應(yīng),不利于植入體與骨骼組織融合,長(zhǎng)時(shí)間會(huì)引起植入體松動(dòng)。 為了解決這些問(wèn)題,制備多孔鈦材料是很好的方法,很多動(dòng)物實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn),植入的人造骨如果具有多孔結(jié)構(gòu),骨細(xì)胞或肌體組織可以長(zhǎng)入植入體的孔結(jié)構(gòu)中,因此既有利于自然骨的生長(zhǎng),又有利于與肌體組織的緊密結(jié)合,也符合生物固定的骨科學(xué)發(fā)展趨勢(shì)。然而,傳統(tǒng)的金屬多孔材料大多通過(guò)各種冶金方法(例如發(fā)泡法、造氣劑法、粉末冶金法、激光選擇燒結(jié)法等等)制造,由于孔壁材料的缺陷多等問(wèn)題,使得金屬多孔材料韌性差,幾乎不能承受拉應(yīng)力。 技術(shù)特色: 利用金屬絲通過(guò)編織成形工藝制成的金屬多孔材料:“纏繞型多孔鈦材料”,由于孔壁材料是經(jīng)歷過(guò)塑性加工的金屬絲,因此材料具有優(yōu)秀的強(qiáng)韌性,幾乎可以承受任何形式的載荷,同時(shí)兼顧優(yōu)秀的骨傳導(dǎo)性能。已進(jìn)行的生物學(xué)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn),顯示了該材料作為骨修復(fù)、骨替代材料的優(yōu)越性。目前該材料已經(jīng)達(dá)到臨床實(shí)驗(yàn)的技術(shù)階段。“纏繞型多孔鈦材料”與“骨小梁材料(Trabecular Metal)”相比的優(yōu)點(diǎn)在于:高彈性、高韌性、高疲勞性能;可以承受各種形式的載荷,例如拉應(yīng)力、沖擊、彎曲、剪切等;容易制造大尺寸的植入體、材料制造成本低。 主要技術(shù)指標(biāo): 孔隙率55%時(shí),空隙平均直徑約250微米; 壓縮性能與人體骨接近; 拉伸強(qiáng)度30-120MPa;拉伸彈性模量0.03-2GPa; 以上重要性能指標(biāo)可以通過(guò)材料制備技術(shù)改進(jìn)在較大范圍調(diào)控。 |