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          鈦鎳記憶合金在矯形外科方面的應用
          欄目:行業資訊 發布時間:2020-09-07
          我國鈦儲量占世界首位,已探明的鈦礦藏總量占世界的48%,從資源角度來講,中國有著發展鈦工業良好的物資保證條件。近年來我國鈦產業發展較快,2008年鈦加工材產量為27737噸,是2000年2206噸

                 我國儲量占世界首位,已探明的鈦礦藏總量占世界的48%,從資源角度來講,中國有著發展鈦工業良好的物資保證條件。近年來我國鈦產業發展較快,2008年鈦加工材產量為27737噸,是2000年2206噸的12.6倍,鈦生產量已僅次于美國和俄羅斯,位居世界第三。鈦在我國醫學醫療領域應用也在不斷擴大,目前在牙科、制藥設備方面較為普遍,已得以推廣,在移植、矯形及器械方面還需進一步加強。綜上所述,鈦由于具有其他金屬無法比擬的優良性能和生物親合性,在醫療醫學方面應用越來越廣泛,給人們帶來了幸福和希望,衷心期望鈦在醫療醫學領域應用繼續不斷擴大和發展,為世界人民造福。

                 金屬植入體最重要的性能是成形型、機加性和拋光性,在預期的壽命期內必須保持功能,在經受疲勞、磨耗、腐蝕和沖擊載荷時不會劣化,鈦及鈦合金符合全部上述要求。人工關節及人工骨替代材料應具備以下幾個基本性質:輕質高強材料,具有生物相容性、耐蝕性,植入物在體內所發生的組織反應不引起材料的劣化,重復應力引起的疲勞、破損少等性質。最早使用的牙托粉、聚丙烯、有機玻璃等人工關節材料的強度低、易折、生物相容性較差。后來改用不銹鋼,但不銹鋼的比重較大,約為人體骨骼比重的2倍,而且在體內受體液作用會出現腐蝕和斷裂。Co-Cr合金也是一種極好的人工關節材料,但遺憾的是,鈷、鉻元素均對人體有毒。而鈦和鈦合金的比重?。ㄅc人骨的比重相近)、強度大、機械加工好、耐蝕性能優異,是一種理想的人工關節材料。用鈦做人造骨,細胞可在其上再生,骨骼可以生長,鈦與人體骨、上皮、締造組織都具有良好的親合性。為了改善與人骨連接的植入材表面質量,對粗化表面進行生物陶瓷層也是較為有效的方法。目前,鈦及鈦合金已廣泛用于人工骨關節、人工骨、接頭腳板、斷骨固定器、骨髓內釘、人工心臟瓣膜、頭蓋骨等。據統計,中國每年對鈦合金人工關節的需求量超過5000套, 臨床應用效果良好。

                外科用移植材料規定使用的鈦材以純鈦和Ti-6Al-4VELI合金為主。最近,與人體親合性良好的移植材料Ti-6Al-7Nb及Ti-13Nb1-13Zr也取得了ASTM標準認可。醫用鈦合金彈性模量比不銹鋼更接近于人體骨骼,適用于人體矯形手術中。在矯形外科方面,多使用鈦鎳形狀記憶合金。研究表明NT-SMA是集耐磨、耐腐、形狀記憶效應、偽彈性和聲阻尼等性能與一體的新材料,在骨科的應用日趨廣泛,除了常用的接骨板、髓內針、下頜骨內固定、脊柱側彎矯正等外,上海長海醫院又對NT-SMA進行了系列設計與臨床應用,如NT-聚髕器、NT-弧叉釘、NT-弓形器、NT-飛蜓器(專為骶骨重建而設計)等,取得了滿意的療效。

              “記憶合金”就是鈦和鎳組成的合金。這種合金制成預先確定的形狀再經定型處理后若受外力變形,只要稍微加熱便可恢復原來的面貌。這種合金目前已在不少領域得到應用。打開時間隧道去追尋揭秘“記憶合金”的神秘性。1963年,美國海軍軍械實驗室奉命研制一種新式裝備。試驗中實驗人員領到一些彎曲的鈦鎳合金絲,他們覺得使用起來很不方便,就將鈦鎳合金絲拉直。試驗中,當溫度升高時,這些已經被拉直的鈦鎳合金絲突然全部恢復到原來彎曲的形狀,并且和原來一模一樣。實驗人員百思不得其解,反復作了多次試驗,結果完全一樣,這就是時下人們想知道并感興趣的記憶合金。

                 人的大腦有記憶功能,人通過大腦的記憶可以把學到的知識積累起來,產生知識變革,就像如今的知識經濟那樣去推進人類社會的進步和發展。同樣,“記憶合金”猶如人的大腦,已有了“英雄用武之地”,在軍事、航天、醫學等領域得到廣泛應用,其中最著名的例子當是“阿波羅”11號帶到月球上的天線。它是用極薄的記憶合金在正常情況按預定要求做成天線,然后降低溫度把它壓成一團,裝進登月艙帶到月球上。在陽光的照射下,天線又“記”起了自己本來的面貌,變成巨大的半球形。據報道,由于鈦鎳合金成本昂貴,長期未能進入民用領域?,F在卻不一樣了,科學家正在努力使這種貴重金屬實現平民化,他們已成功地將“記憶鈦”的形變溫度調到體溫范圍。用它生產的婦女文胸托墊,平時柔軟如絲,戴上后就會遇熱挺起??茖W家還用它做成食道支架,對失去進食功能的食道癌患者來說,“記憶鈦”食道架能在喉部膨脹成新的食道。必要時只要向食道里加上冰塊,“食道”又會遇冷收縮,從而可輕易取出。1986年榮獲第六屆中國電影金雞獎最佳科教片《崛起的第三金屬--鈦》中有這樣一組鏡頭,就是用“記憶鈦”造出的汽車外殼,然后進行撞擊試驗,外殼被撞變形之后,澆上一桶熱水,被撞變形的部位就恢復到原來的形狀了。記憶合金“鈦”神奇了,恐怕《西游記》里具有七十二般變化的孫悟空也只能是望興嘆了。

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