歡迎訪問(wèn):寶雞和信泰金屬有限公司!
銷售熱線
187 2917 6708
網(wǎng)站首頁(yè)
公司簡(jiǎn)介 新聞中心 產(chǎn)品展示 資質(zhì)榮譽(yù) 聯(lián)系我們 生產(chǎn)工藝流程圖
銷售熱線 187 2917 6708

新聞中心

當(dāng)前位置: > 新聞中心 > 公司新聞

生物醫(yī)用鈦合金材料及應(yīng)用

  隨著生物技術(shù)的蓬勃發(fā)展和重大突破,生物醫(yī)用鈦合金的需求量快速增長(zhǎng)。然而,已被廣泛應(yīng)用的TC4及TC4ELI等醫(yī)用鈦合金中由于V和Al元素存在的致病性,因此新型醫(yī)用鈦合金的研發(fā)在我國(guó)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的市場(chǎng)前景。本文簡(jiǎn)述生物醫(yī)用鈦合金分類,基本性能和應(yīng)用基礎(chǔ);指出了其在醫(yī)用領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì);并綜述了新型β鈦合金的基本加工制備方法和性能評(píng)價(jià)方法。

  生物醫(yī)用鈦合金材料是專指用于生物醫(yī)學(xué)工程的一類功能結(jié)構(gòu)材料,具體指是用于外科植入物和矯形器械產(chǎn)品的生產(chǎn)和制造。鈦合金加工材的生產(chǎn)制備涉及冶金,壓力加工,復(fù)合材料和化工等領(lǐng)域,是世界上公認(rèn)的高技術(shù)產(chǎn)品。鈦及鈦合金開始由航天、航空、國(guó)防軍工領(lǐng)域逐漸進(jìn)入到民用消費(fèi)領(lǐng)域。諸如醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)中的植入物,醫(yī)療器械;體育休閑業(yè)的鈦高爾夫球桿以及鈦眼鏡架、鈦手表、鈦?zhàn)孕熊嚨犬a(chǎn)品,對(duì)鈦加工材的需求量在不斷增大。隨著生物技術(shù)的蓬勃發(fā)展和重大突破,生物醫(yī)用金屬材料及其制品產(chǎn)業(yè)將發(fā)展成為世界經(jīng)濟(jì)的一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)。其中,鈦及其合金憑借著質(zhì)輕,彈性模量低,無(wú)毒無(wú)磁,抗腐蝕,強(qiáng)度高、韌性好等優(yōu)良的綜合性能,于近年來(lái)的需求量也出現(xiàn)了快速穩(wěn)步的增長(zhǎng)。同時(shí),隨著鈦合金開始進(jìn)入整形外科等領(lǐng)域,新的潛在市場(chǎng)需求出現(xiàn),未來(lái)鈦合金市場(chǎng)將會(huì)出現(xiàn)更快速的增長(zhǎng)。

  1醫(yī)用鈦合金的研究進(jìn)展

  1.1醫(yī)用鈦合金的分類

  鈦合金按材料顯微組織類型可分為:α型,α+β型和β型鈦合金3類。

  1.2醫(yī)用鈦合金的發(fā)展趨勢(shì)

  經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn),國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究學(xué)者一致認(rèn)為醫(yī)用鈦合金的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)標(biāo)志性的階段,第一階段是以純鈦和Ti-6Al-4V合金為代表的;第二階段是以Ti-5A1-2.5Fe、Ti-6A1-7Nb為代表的新型α+β型合金;第三階段是主要開發(fā)與研制具有更好生物相容性和更低彈性模量β-鈦合金的階段。理想的生物醫(yī)用鈦合金材料必須滿足有以下條件:良好的生物相容性、彈性模量低、密度低、防腐性能好、無(wú)毒、屈服強(qiáng)度高、疲勞壽命長(zhǎng)、室溫下有較大的塑性、易成形、易鑄造等。而目前一直廣泛應(yīng)用于植入物材料的重要合金為Ti-6A1-4V和Ti-6A1-4VELI。有報(bào)道V元素可引起惡性組織反應(yīng),可能對(duì)人體產(chǎn)生毒副作用,Al則會(huì)引起骨質(zhì)疏松和精神紊亂等病癥;為了解決此問(wèn)題,當(dāng)前生物材料學(xué)家便致力于探索與研究不含V、Al的新型生物醫(yī)用鈦合金材料,在此之前很有必要搞清楚什么樣的合金元素是適合添加的既無(wú)毒又符合生物相容性原理的。有研究發(fā)現(xiàn)含鉬,鈮,鉭,鋯等無(wú)毒元素的β鈦合金含有較高含量的β穩(wěn)定元素,與α+β型鈦合金相比,具有較低的彈性模量(E=55~80GPa)以及更好的剪切性能和韌性,更適于作為植入物植入人體。

  2鈦合金的應(yīng)用

  2.1鈦合金的醫(yī)用基礎(chǔ)

  2.2鈦合金的醫(yī)用領(lǐng)域及骨科領(lǐng)域

  市場(chǎng)情況隨著鈦合金的開發(fā)研制、鈦材品種的增多及價(jià)格的降低,鈦在民用工業(yè)中的應(yīng)用成倍增加。CFDA將醫(yī)療器械按照其安全性由高至低分為三個(gè)等級(jí),并分別由三級(jí)政府進(jìn)行監(jiān)督管理,鈦及鈦合金材料的植入物屬于第三類醫(yī)療器械,并為高值耗材類。細(xì)分市場(chǎng)占比超過(guò)5%的子行業(yè)包括體外診斷,心臟,影像診斷,骨科,眼科,整形六大細(xì)分領(lǐng)域。其中體外診斷、骨科和心臟介入是國(guó)內(nèi)增速最快的高值耗材。生物醫(yī)用鈦及其合金材料的應(yīng)用經(jīng)歷了3個(gè)標(biāo)志性階段:應(yīng)用初期50年代初,首先在英國(guó)和美國(guó),商業(yè)純鈦被用來(lái)制造接骨板、螺釘、髓內(nèi)釘和髖關(guān)節(jié)。瑞士Mathys公司也采用Ti-6A1-7Nb合金制造非擴(kuò)髓帶鎖髓內(nèi)釘系統(tǒng)(包括脛骨、肱骨、股骨)及用于治療股骨頸骨骨折的中空螺釘?shù)取6嗫譔i-Ti(PNT)合金生物活性材料制造頸、腰椎間融合器加拿大BIORTHEX公司研制出采用多孔Ni-Ti合金專利材料ACTIPORE伽制造頸、腰椎間融合器用于骨科脊柱損傷的治療。新型β鈦合金可兼顧骨科,齒科和血管介入等多種用途的先進(jìn)材料骨科醫(yī)療器械行業(yè)占比全球醫(yī)療器械市場(chǎng)份額的9%,且仍處于快速增長(zhǎng)中。骨科醫(yī)療器械市場(chǎng)的主要?jiǎng)澐譃樗膫€(gè)領(lǐng)域創(chuàng)傷、關(guān)節(jié)、脊柱和其他。其中創(chuàng)傷類是目前唯一沒(méi)有被外企占據(jù)主要市場(chǎng)份額的細(xì)分領(lǐng)域,主要原因是該領(lǐng)域產(chǎn)品技術(shù)含量較低,易仿制,手術(shù)難度較小,眾多二三級(jí)醫(yī)院都可進(jìn)行,外企無(wú)法全面覆蓋。創(chuàng)傷類產(chǎn)品可以分為內(nèi)固定和外固定器械,內(nèi)固定創(chuàng)傷類產(chǎn)品包括髓內(nèi)釘、接骨板和螺釘?shù)龋?012年國(guó)內(nèi)骨科市場(chǎng)中創(chuàng)傷占比34%,關(guān)節(jié)28%,脊柱20%,其他18%。大關(guān)節(jié)屬于高端醫(yī)療器械,技術(shù)壁壘較高,目前主流醫(yī)院對(duì)骨科材料的選用上都是以進(jìn)口為主,在技術(shù)、設(shè)計(jì)、研發(fā)、材料、表面處理工藝等方面,國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口產(chǎn)品還存在差距。人工關(guān)節(jié)主要分為人工膝、髖、肘、肩、指、趾關(guān)節(jié)等,其中最主要的關(guān)節(jié)置換包括髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié),合計(jì)超過(guò)全球關(guān)節(jié)置換市場(chǎng)的95%。脊柱植入器械包括胸腰椎釘板系統(tǒng),頸椎釘板系統(tǒng)和融合器系統(tǒng)等,其中椎間融合器系統(tǒng)主要用于椎間盤更換的治療,也是最重要的細(xì)分領(lǐng)域,約占整個(gè)脊柱植入市場(chǎng)的一半。

  鈦合金的優(yōu)越性能成就了其在醫(yī)用領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。鈦合金的材料設(shè)計(jì)與制備技術(shù)隨著生物技術(shù)的突破和醫(yī)療應(yīng)用的大量需求得到了快速發(fā)展。目前生產(chǎn)的醫(yī)用鈦合金主要為α+β型鈦合金。從制備工藝來(lái)看,TC4(TC4ELI)的生產(chǎn)目前占據(jù)主要市場(chǎng)份額。β型鈦合金由于在生物相容性和力學(xué)相容性方面具有一定的優(yōu)勢(shì),因此已經(jīng)成為新型醫(yī)用鈦合金的研究熱點(diǎn),是在醫(yī)用植入物領(lǐng)域最具潛力的技術(shù)。今后鈦合金的生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)向著低模量,高強(qiáng)度,具有良好生物相容性和力學(xué)相容性的方向發(fā)展。從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,β型鈦合金將成為未來(lái)發(fā)展的方向和醫(yī)用鈦合金市場(chǎng)的主流。


聯(lián)系我們 contact us
聯(lián)系人: 陳世友
手機(jī): 18729176708 18690041116
郵箱:2851153691@qq.com
地址:寶雞高新十路(昌盛路)中段
微信二維碼