医用钛及钛合金的研究

钛具有优异的耐蚀性及很高的比强度，密度为4.5g/cm3，纯钛的力学性能较低，但钛合金抗拉强度较高，有较好的延展性。钛合金材料在非有源外科植入物、有源外科植入物和矫形器械三大类医疗器械中，可充当心血管、骨间接合、脊柱、矫形器械、心脏起搏器与除颤器、耳蜗植入物、神经刺激器等植入产品的原材料。

钛合金按照不同的显微组织可分为α型钛合金、β型钛合金、α+β型钛合金。其中，β型钛合金具有更好的生物相容性、更低弹性模量，成为医用钛合金的主要研究方向和重点。其发展是：

1、2000年，美国研发的Ti-12Mo-6Zr-2Fe亚稳β型钛合金，被全球最大的骨科专业集团下属的Strker公司用来制造髋关节假体系统的股骨柄，并在中国得到临床应用。

2、2003年，美国和日本的钛合金研究人员发现铌含量会对钛合金的弹性模量有一定影响，便相继开发出弹性模量约为60GPa的Ti-35.3Nb-5.1Ta-7.1Zr及Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr等β

型钛合金。

3、2005年，西北有色金属研究院新开发了两种近β型钛合金TLE和TLM，在保持合金的中、高强度和高韧性的同时，又具有很好的冷、热加工性、生物及力学相容性等优良性能。另外，北京有色院、哈工大和东北大学等单位也在开展新型β钛合金的研究工作。

尽管钛合金的综合性能优良，但随着临床应用的不断深入，传统钛合金生产的植入件会出现提前松动、炎症反应等不良现象，这些主要是由于钛合金植入件与人体骨组织弹性模量不匹配，以及植入件化学性质不稳定造成的。

在近十年中，围绕着新型高强度、低模量的β型钛合金研究以及传统钛合金的多孔化、微纳化、非晶化、3D打印和表面改性等新技术开发，进一步提高钛合金的生物及力学相容性，极大的促进了医用钛合金材料在外科植入及矫形器械中的应用和推广。