医用金属材料.ppt

医用金属材料 目录 人体体液是质量分数约为1 的NaCl 少量其他盐类及有机化合物的充气溶液 人体与温暖的海水相似 在人体的不同部位 甚至同一部位的不同时刻 人体组织内体液的成分不同 电化学腐蚀的基本规律对人体环境中的植入材料的腐蚀完全使用 均匀腐蚀是指接触腐蚀介质的金属表面全部产生腐蚀的现象 大面积发生 以金属离子形式大量地进入人体组织 影响生物相容性 增加病人的痛苦甚至危及生命 点腐蚀是一种腐蚀几种在金属 合金 表面数十微米范围内且向纵深发展的腐蚀形式 形成条件 钝化膜 特殊离子 电位差 电偶腐蚀是由于腐蚀电位不同 造成同一介质中异种金属接触处的局部腐蚀 在多个零件构成的植入装置中 选用的材料不同就容易产生电偶腐蚀 缝隙腐蚀是指连接处出现狭窄的缝隙 电解质溶液进入 使缝内金属与缝外金属构成短路原电池 并在缝隙内发生强烈局部腐蚀 多零件植入装置中 大约有50 遭受缝隙腐蚀 阳极 阴极 电偶腐蚀 点腐蚀 磨损腐蚀是由于植入期间之间反复的相对的滑动所造成的表面磨损与腐蚀环境的综合作用结果 磨损腐蚀造成点蚀坑或颗粒形状的斑疤 腐蚀疲劳是指金属材料在交变应力的共同作用下产生的断裂现象 腐蚀疲劳裂纹总是从植入器件表面发生 所以可以对植入器件进行喷丸处理提高疲劳寿命 晶间腐蚀主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在 破坏晶粒间的结合 大大降低金属的机械强度 力学性能恶化 不能经受敲击 常见应力腐蚀是零件在应力和腐蚀介质作用下 表面氧化膜被腐蚀 破坏的和未破坏的表面分别形成阳极和阴极 阳极处金属成为离子而被溶解 沿金属晶粒边界甚至穿过晶粒发展 应力腐蚀 晶间腐蚀 无毒性 无热源反应 不致畸 不致癌 不引起过敏反应或干扰机体的免疫机理 不破坏临近组织 也不发生材料表面的钙化沉着等 良好的物理 化学稳定性 强度 弹性 尺寸稳定性 耐腐蚀性 耐磨性以及界面稳定性等 易于加工成型 材料易于制造 价格适当 最先广泛用于临床治疗的金 银 铂等贵金属 具有良好的稳定性和加工性能 但因其价格较贵 广泛应用受到限制 现金在牙科 针灸 体内植入及医用生物传感器等方面仍有广泛应用 化学成分 C 0 03 2 Si 1 0Mn 2 00P 0 045 S 0 030Ni 10 0 14 0Cr 16 0 18 0Mo 2 0 3 0 316L不锈钢 钴基合金人工关节铸件 主要成分 Al 5 5 6 75 V 3 5 4 5 余量为Ti Ti 6Al 4V合金 钛合金髋关节 镍钛合金超弹丝 镁合金 金合金内冠烤瓷牙 钽丝 医用金属材料中均含有较多的合金化元素 它们在人体中所允许的浓度非常低 这些合金化元素多呈强的负电性 能够变化其电子价态并与生物体内的有机物或无机物质化合形成复杂的化合物 有些含有强烈的毒性 当金属材料植入人体以后 由于腐蚀 磨损等导致金属离子溶出 金属离子进入组织液里会引发一些生物反应 如组织反应 血液反应和全身反应 表现为水肿 血栓栓塞 感染及肿瘤等现象