在人体中因外伤、肿瘤造成的骨关节损伤,采用钛及钛合金制造人工关节,接骨板和螺钉、现已广泛应用于临床、还用于髋关节(包括股骨头),膝关节、肘关节、掌指关节、指间关节、下颌骨、人造椎体(脊椎矫形器)、钛网头盖骨整形方面等。
对于植入材料的要求可以归为三方面:
1.材料与人体的生物相容性
2.材料在人体坏境中的耐腐蚀性
3.材料的力学性能。
作为长期植入材料有7项要求:
1.耐蚀性 2.生物相容性 3.优越的力学性能和疲劳性能 4.韧性 5.低的弹性模量 6.在组合体重有好的耐磨性 7.令人满意的价格。
材料性能与骨性能的比较
| 材料 | T i | TI-6AL-V | TI-6AL-7NB | CO-Cr金 | 骨 |
| 伸长率 | 10-15 | 10-15 | 10-15 | 15 | 0.5 |
| 抗拉强度 | 550-750 | 1000-1120 | ≥900 | 1400-1600 | ≥250 |
| 疲劳强度 | ≥400 | 500-600 | 620-700 | 600-870 | ≥200 |
| 弹性模量 | 10.5 | ≥11.0 | ≥11.0 | ≥21.0 | 2.5 |
三种植入物材料的特性比较
| 材料 | 不锈钢 | 钴铬合金 | 钛合金 |
| 强度 | C | B | B |
| 比强度 | C | B | A |
| 弹性模量 | C | C | B |
| 耐蚀性 | D | C | B |
| 耐磨性 | C | B | D |
| 耐腐蚀疲劳 | C | C | B |
| 生物相容性 | D | C | B |
| 加工性能 | A | C | C |
注:A---优 B---良 C---中 D---差
钛及钛合金由于比强度高、生物相容性和耐体液腐蚀性好等特点,正日益受到重视
钛及钛合金板材厚度的允许偏差
厚度 | 宽度 |
400-1000 | >1000-2000 | >2000 |
0.3-0.5 | ±0.05 |
|
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>0.5-0.8 | ±0.07 |
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>0.8-1.1 | ±0.09 |
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>1.1-1.5 | ±0.11 |
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>1.5-2.0 | ±0.15 |
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>2.0-3.0 | ±0.18 |
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>3.0-4.0 | ±0.22 |
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>4.0-6.0 | ±0.35 | ±0.40 |
|
>6.0-8.0 | ±0.40 | ±0.60 | ±0.80 |
>8.0-10.0 | ±0.50 | ±0.60 | ±0.80 |
>10.0-15.0 | ±0.70 | ±0.80 | ±1.00 |
>15.0-20.0 | ±0.70 | ±0.90 | ±1.10 |
>20.0-30.0 | ±0.90 | ±1.00 | ±1.20 |
>30.0-40.0 | ±1.10 | ±1.20 | ±1.50 |
>40.0-50.0 | ±1.20 | ±1.50 | ±2.00 |
>50.0-60.0 | ±1.60 | ±2.00 | ±2.50 |