钛合金在人体健康中的应用.ppt

金属钛在人体健康中的应用 化药三班 张煦 钛的简介 钛是一种化学元素 化学符号Ti 原子序数22 在化学元素周期表中位于第4周期 第IVB族 是一种银白色的过渡金属 其特征为重量轻 强度高 具金属光泽 耐湿氯气腐蚀 钛耐王水腐蚀 但不耐硫酸 盐酸 以及高浓度硝酸 沸腾盐水 沸腾氢氧化钠溶液也能腐蚀钛 但是钛在高温下易被一些试剂腐蚀 钛的特性 钛最有用的两个特性是 抗腐蚀性及金属中最高的强度 重量比 在非合金的状态下 钛的强度跟某些钢相若 但却还要轻45 人体的骨拉力在10KN左右 骨密度正常值为1197 1228g cm2单质钛的强度 重量比为0 675N m kg 也就是说 钛单质具有约8倍于人体自身骨骼的比强度 如果我们人体体内的骨骼都由金属钛制成 则将减轻体重10 15公斤 强度 重量比 强度重量比又称比强度 优质的结构材料应具有较高的比强度 才能尽量以较小的截面满足强度要求 同时可以大幅度减小结构体本身的自重 比强度越高表明达到相应强度所用的材料质量越轻 比强度是材料的强度 断开时单位面积所受的力 除以其密度 钛合金 钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属 钛合金因具有强度高 耐腐蚀性好 耐热性高等特点而被广泛用于各个领域 世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性 相继对其进行研究开发 并得到了实际应用 医用钛合金 钛无毒 质轻 强度高且具有优良的生物相容性 是非常理想的医用金属材料 近年来钛合金在牙科 整形外科 心脏瓣膜 植入人体的植入物 如人造骨骼 人工关节 医疗器械等方面的应用进展迅速 人工关节 人工关节是人们为挽救已失去功能的关节而设计的一种人工器官 迄今已研制出膝 髋 肘 肩 指 趾关节假体 用于临床 一般来说 其使用年限可达20年以上 随着科技进步 人工关节置换术已经是一种十分成功和有把握的手术 自切开皮肤装好全髋人工关节到伤口缝合完毕一般50 60分种可完成 一个全膝关节置换术约需不到一个半小时 愈后即消除关节疼痛 恢复关节的正常活动功能 钛合金与义齿 钛合金是指介于贵金属烤瓷牙和镍铬合金烤瓷牙之间的烤瓷牙材料 此种材料是比较适合人体健康的要求 其使用寿命会大大超出人们的想象 从理论上来讲 只要注意正确用牙 使用寿命都是终生的 优点 钛合金与陶瓷的结合力很好 具有不易崩瓷 经久耐用的特点 钛合金的生物相容性好 通常不会引起周围组织变色 缺点 钛合金烤瓷冠内冠呈灰金属色 修复后会在特殊光线下会呈现出不易察觉的偏青色 美容效果比较差 钛合金与整形医学 当人体面部组织遭到严重破坏时 局部组织修复需要用外科植入件进行 钛合金具有良好生物相容性和所需强度 因此 是人体面部组织修复的理想材料 纯钛网作为头骨托架已用于颚骨再造手术 钛合金医疗器械 钛医疗器械具有良好的抗腐蚀能力 反复的清洗 消毒表面质量不受影响 无磁性 能够排除对微小 敏感植入电子器械的破坏威胁 质轻 用来替代不锈钢重量大为减轻 使医生操作过程更加灵活 降低医生的疲劳程度 因此 目前已用来制作手术刀片 止血钳 剪刀 电动骨钻 镊子等等 钛在医用方面的优势 钛是一种纯性金属 正因为钛金属的 纯 故物质和它接触的时候 不会产生化学反应 也就是说 因为钛的耐腐蚀性 稳定性高 使它在和人长期接触以后也不影响其本质 所以不会造成人的过敏 它是唯一对人类植物神经和味觉没有任何影响的金属 钛又被人们称为 亲生物金属 钛在医学上有着独特的用途 在骨头损伤处 用钛片和钛螺丝钉固定好 过几个月 骨头就会长在钛片上和螺丝钉的螺纹里 新的肌肉就包在钛片上 这种 钛骨 就如真的骨头一样 甚至可以用钛制人造骨头来代替人骨治疗骨折 金属钛的 生物亲和性 钛是目前已知的生物亲和性最好的金属之一 钛易与氧气反应形成致密氧化钛 TiO2 钝化膜 植入后引起的组织反应轻微 凝胶状态的TiO2膜甚至具有诱导体液中钙 磷离子沉积生成磷灰石的能力 表现出一定的生物活性和骨结合能力 尤其适合骨内埋置 新 的人造骨骼 德国工程师发现了一种新的方法 他将作为移植材料的标准钛应用到聚氨酯泡沫体之中 一旦燃尽 剩下的便是多孔的 带花边的网状钛结构 而该结构更接近于真实的 柔韧的骨骼 实际生产可能在近期便会开始 科学家发现冻结的海水拥