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技术展示


多孔钛骨科功能材料

[ 来源: | 作者:本站 | 发布时间:2018-05-25 | 浏览:1095次 ]




骨修复或人造材料植入是骨科临床经常进行的手术,使用的修复材料中,金属钛及合金是非常重要的能够承受载荷的植入材料,例如人工关节中应用最为广泛的就是钛合金球头与UHMWPE臼的配副组合、颅骨损伤修复经常采用钛网用螺钉与颅骨固定等。然而,这些植入的钛材料存在以下问题:(1)虽然钛具有很好的生物相容性,但本身不具有生物活性,植入人体后难以与周围骨或肌体组织紧密结合。(2)如果作为骨修复一般会采用螺钉或骨水泥物理固定,这些固定方法随时间可能会产生松动甚至导致植入体完全失效。(3)临床使用的钛材料弹性模量远高于人体骨,易产生应力遮蔽效应,不利于植入体与骨骼组织融合,长时间会引起植入体松动。

为了解决这些问题,制备多孔钛材料是很好的方法,很多动物实验观察发现,植入的人造骨如果具有多孔结构,骨细胞或肌体组织可以长入植入体的孔结构中,因此既有利于自然骨的生长,又有利于与肌体组织的紧密结合,也符合生物固定的骨科学发展趋势。然而,传统的金属多孔材料大多通过各种冶金方法(例如发泡法、造气剂法、粉末冶金法、激光选择烧结法等等)制造,由于孔壁材料的缺陷多等问题,使得金属多孔材料韧性差,几乎不能承受拉应力。

技术特色:

利用金属丝通过编织成形工艺制成的金属多孔材料:“缠绕型多孔钛材料”,由于孔壁材料是经历过塑性加工的金属丝,因此材料具有优秀的强韧性,几乎可以承受任何形式的载荷,同时兼顾优秀的骨传导性能。已进行的生物学和动物实验,显示了该材料作为骨修复、骨替代材料的优越性。目前该材料已经达到临床实验的技术阶段。“缠绕型多孔钛材料”与“骨小梁材料(Trabecular Metal)”相比的优点在于:高弹性、高韧性、高疲劳性能;可以承受各种形式的载荷,例如拉应力、冲击、弯曲、剪切等;容易制造大尺寸的植入体、材料制造成本低。

主要技术指标:

孔隙率55%时,空隙平均直径约250微米;

压缩性能与人体骨接近;

拉伸强度30-120MPa;拉伸弹性模量0.03-2GPa

以上重要性能指标可以通过材料制备技术改进在较大范围调控。



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