医用金属材料概述医用金属材料概述及其研究进展及其研究进展目录医用金属材料的特性与要求医用金属材料的腐蚀常用医用金属材料金属与合金表面涂层处理医用金属材料概述医用金属材料的研究进展1金属植入材料•定义:•应用:是一种用作生物医用材料的金属或合金,又称作外科用金属材料或医用金属材料,是一类生物惰性材料。通常用于整形外科、牙科等等领域,具有治疗、修复固定和置换人体硬组织系统的功能。目前临床应用的金属植入材料主要包括:医用贵金属、医用钛、钽、铌、锆等单质金属,以及不锈钢、钴基合金、钛合金、镍钛形状记忆合金、磁性合金等等。2医用金属材料的特性与要求•(1)生物相容性:即生物学反应最小•(2)优良的机械性能:•强度与弹性模量(与生物体匹配)•耐磨性•(3)耐腐蚀性能:腐蚀不仅降低或破坏金属材料的机械性能,导致断裂,还产生腐蚀产物,对人体有刺激性和毒性。无不良刺激、无毒害,不引起毒性反应、免疫反应,不致癌、不致畸,无炎性反应,不引起感染,不被排斥。有助于愈合和附着。(作为摩擦部件的医用金属材料,其耐磨性直接影响到植入器件的寿命)3常用医用金属材料•3.1不锈钢(1)分类、组成和性能•奥氏体不锈钢是在铁-铬系统中再加入8%以上的镍形成铁-铬-镍三元合金,随着碳含量的增加,强度大幅度地提高,抗腐蚀性能优异,常作为生物材料选用。•最早用于植入材料的不锈钢是18-8(即302不锈钢),其强度与耐蚀性能均优于钒钢。•引入18-8sMo,其中的Mo能够改善在电解质溶液中的耐腐蚀性能,这就是我们熟知的316不锈钢。•20世纪50年代,316不锈钢的碳含量由0.08%降低为0.03%,进一步提高了其在含Cl溶液体系中的耐蚀性能,降低了材料致敏性,这就是常见的316L不锈钢•表3.1316和316L不锈钢材料的力学性能材料状态抗拉强度/MPa屈服强度/MPa延伸率/%洛氏硬度/HRB退火态5152054095316冷精轧62031035-冷加工86069012300~350退火态5051954095316L冷精轧60529535-冷加工86069012-表3.1给出了奥氏体不锈钢316和316L的力学性能。显然,退火态的材料硬度与强度较低,而经过冷加工后,材料可以具有更高的强度和硬度。这说明此类材料可以在大范围内调节力学性能。但即使是牌号为316L的不锈钢在体内的特定环境下(如在高压或缺氧区域)也会被腐蚀。它们适合做临时装置,如骨折固定板、固定螺钉或销子.。(2)生物相容性•腐蚀作用造成其长期植入的稳定性差,•密度和弹性模量与人体硬组织相距较大,力学相容性差。•...