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从大金牙说起:金属材料在医学领域应用

2018-04-28 11:15
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钛合金:修补

前面说的不锈钢、钴合金都是考虑材料的强度,所以一些亲和度不足的问题只能忍受。在上世纪40年代,人们发现了轻量、强度高又亲和人体的金属-钛。钛合金目前应用在骨科的接骨板、螺丝、整形外科、人工心脏膜瓣、牙齿固定等等,成为了医学领域应用最多的金属材料

从大金牙说起:金属材料在医学领域应用

钛合金的小修补件

钛合金用的最多的品种是Ti-6Al-V,也就是钛铝钒合金。这种合金在常温下是α和β两相状态,处理之后力学性能好。钛合金的密度大约是4.5克/m3,和人体的骨骼接近,并且钛合金的强度高,要优于不锈钢和钴合金。

从大金牙说起:金属材料在医学领域应用

钛合金的人工肘关节

但是钛合金虽然力学性能理想,但是其硬度不如钴合金、表面耐磨性也不好。尤其是把钛合金用在一些要磨损的领域,磨损掉的合金会析出有毒的钒离子,这些会导致中毒,现在钛合金的方向是无钒化。

记忆合金与贵金属

记忆合金在笔者小时候的八十年代,还是科学画报上的内容。这种合金特性是在某个温度下会记住形状,一旦达到了这个温度,就立刻恢复到记忆前的状态。目前记忆合金主要是镍钛合金为主,应用方面核心是心血管的支架。支架在放入人体之前要被压缩成一个很细的小管,然后通过四肢的血管放置到预定的位置,撑开心血管。如同前文所述,因为主要金属是镍,所以对于表面的处理要求非常高,因为处理不善导致镍离子进入体内会引起很多问题。

从大金牙说起:金属材料在医学领域应用

记忆合金的心血管扩张支架

从大金牙说起:金属材料在医学领域应用

听诊器看着不起眼,很多是白金的,为的是不导致皮肤过敏

贵金属常见的就是银、金和铂,这几种材料特色是惰性高,基本不发生化学反应,因此常用于需要长期植入、修补的部分,比如金牙,就在口腔带有一定消化酶的环境下长期使用也不影响其光泽。此外金属钽、铌、锆结构与钛相似,一般作为钛合金修补件的材料一部分。但是这些金属价格昂贵,并不能大量使用。

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