轧制处理对生物医用Zn-Mg合金组织和性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、万能材料试验机和电化学工作站等设备,分析和研究了轧制变形对生物医用Zn-Mg合金的显微组织及力学性能的影响。结果表明:铸态、轧制态的合金均由Zn和Mg2Zn11两相组成;在轧制变形过程中,物相未发生改变,抗拉强度逐渐提高,伸长率先提高后降低,耐腐蚀性能逐渐下降;随着轧制变形量的增加,晶粒沿轧制方向的变形程度逐渐增大,直至出现纤维状组织。在相同的退火条件下,轧制变形量越大的Zn-Mg合金,再结晶晶粒尺寸越细小、均匀。

生物医用Ti合金处理工艺、力学性能及耐腐蚀性能研究进展

生物医用Ti合金的植入物为适应人体内部复杂的环境,要求植入物具有高强度、一定的塑韧性和低的弹性模量等优异的力学性能。当自腐蚀电位越高以及腐蚀电流密度越小时,合金的耐蚀性将越好。合金在医用过程中在体内释放的金属离子将越少,对病人造成二次伤害也就越小。对第三代生物医用Ti合金的处理工艺、力学性能和耐腐蚀性能进行综述,以期对材料研究者在生物合金的应用研究方面提供有价值的参考。

生物医用(TiZr)_(45)Nb_(x)(HfMo)_(y)中熵合金的组织和性能研究

为探究钛系BCC难熔中熵合金作为生物医用材料的潜力,通过真空电弧熔炼制备了三种铸态生物医用(TiZr)_(45)Nb_(x)(HfMo)_(y)中熵合金(x=7,5,3;y=1.5,2.5,3.5),并对其组织结构、力学性能和生物耐蚀性进行了详细表征。结果表明,三种中熵合金均呈现树枝晶形态的单相BCC结构。合金在保持低弹性模量(55~58 GPa)的同时,由于Mo产生模量失配引起的的固溶强化作用,屈服强度由781 MPa提高到927 MPa。合金在PBS溶液中未发生点蚀,但随着Mo含量的增加,耐蚀性逐渐下降。

3D打印生物医用钛合金粉末研究进展

钛合金具有优异的力学性能和良好的生物相容性,在硬组织植入方面应用广泛。介绍了目前常用钛合金粉末制备方法(气体雾化法、等离子旋转电极法、等离子体雾化法等)的原理和工艺特点,比较了不同方法制备出粉末的性能特点,以期为3D打印制造出性能优异的医用钛合金种植体提供思路。

生物医用可降解Zn-Mg系合金专利技术分析

纯Zn的力学性能较差,抗压强度小于20MPa,延伸率仅为0.2%,远远达不到临床的需求。合金化是提高锌力学性能的有效方法和主要手段,Mg是人体必需的微量元素,生物相容性好,并且Mg和Zn的晶格适配度高,在许多生物降解合金中都含有Mg和Zn,因此Mg作为锌的重要合金化元素之一,不仅提高了合金的力学性能,也保证了生物相容性。本文着重针对Zn-Mg系合金领域专利,从合金化元素、制备工艺、热处理工艺等方面来梳理近年来Zn-Mg系合金专利技术的发展情况。

生物医用镁合金研究进展

由于具有优异的力学相容性、生物相容性和可降解性,镁及其合金成为新一代生物医用可降解金属植入材料的研究焦点。但镁及其合金由于较快的降解速率,严重制约了其在临床上的应用步伐。开发高强度、高韧性、高耐蚀,且降解行为可控的高性能镁合金迫在眉睫。综述了生物医用可降解镁合金的最新研究进展,详细介绍了镁及其合金作为生物医用材料的优势与不足、产品研发现状、降解机理及腐蚀行为和耐蚀性研究,并指出了研究中存在的问题和未来发展方向。

新型可降解生物医用镁合金JDBM的研究进展

镁合金因具有与人体骨头接近的密度和弹性模量、高比强度和比刚度、生物可降解性以及生物相容性等优点,近10年来国内外研究人员对其应用于骨内植物、骨组织工程支架和心血管支架等领域进行了广泛的研究。然而,目前大多数研究均以现有商用镁合金为对象,如含Al元素的AZ31、AZ91以及含重稀土元素的WE43等,并未考虑到作为生物材料的安全性等问题。本文作者阐述镁合金作为生物医用材料的优势、面临的挑战以及应对策略;重点介绍上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心近年来围绕自行研发的新型生物医用镁合金JDBM开展的研究工作;最后展望可降解生物医用镁合金的应用前景和发展方向。

镁合金在生物医用材料领域的应用及发展前景

镁及镁合金的降解行为使得它作为生物可降解植入材料有很大的吸引力,并且其具有合适的力学性能和良好的生物相容性。目前,镁及镁合金作为可降解医用材料的应用研究基本上集中于心血管支架、骨固定材料、多孔骨修复材料、牙种植材料、口腔修复材料等方面的研究。但是镁合金存在腐蚀速度过快的问题,因此,对镁及镁合金腐蚀本质的研究以及表面改性技术的完善成为其在生物材料领域应用的关键。

生物医用镁合金腐蚀与防护的研究进展

综述了生物医用镁合金的腐蚀机理,回顾了生物医用镁合金腐蚀的研究进展。介绍了改善生物医用镁合金腐蚀性能的方法,指出了生物医用镁合金腐蚀与防护中需要解决的问题及今后的研究方向。

生物医用钛合金材料的生物及力学相容性

背景:保证生物材料优良的生物及力学相容性是研制开发外科植入物及矫形器械产品的关键,但目前对其研究缺乏系统性和统一性认识。目的:初步分析生物医用钛合金材料生物及力学相容性的概念、内涵,指导医疗器械产品的选型设计与应用。方法:应用计算机检索PubMed、Elsiver、Springerlink、CNKI及维普等数据库1995至2012年相关文献,围绕"生物及力学相容性"主题词,探讨合金成分、显微组织及相变控制和材料表面状态优化等因素对钛合金材料生物及力学相容性的影响规律。结果与结论:生物及力学相容性是一个综合评价概念。进行医用钛合金材料选型设计时,首先要求合金中的组成元素无不良反应,并保证其与组织、血液及免疫和全身反应的安全性,同时要求所添加元素对钛合金的机械性能等其他性能不良影响最小。钛合金中常见的合金化元素主要包括α相稳定元素、β相稳定元素和中性元素3类。要使生物医用钛合金植入材料获得优良的生物及力学相容性,对材料内部显微组织和相变进行控制,以及开展材料表面状态改性优化也至关重要。但不能单纯追求一种钛合金的低模量或高强度等某一单项力学指标与人体骨组织接近或匹配而简单判定其生物力学相容性的优劣。

生物医用多孔钛及钛合金激光快速成形研究进展

多孔钛及钛合金具有良好的生物相容性和与人骨更匹配的力学性能,是人体理想的替代材料,因此其制备技术及相关性能研究引起了广泛关注。激光快速成形是一项先进的制造技术,在制备生物多孔金属材料时具有独特的优势。介绍了激光快速成形的工作原理和技术特征,根据成形工艺特点简要回顾了4种代表性激光快速成形技术(选择性激光烧结、选择性激光熔化、激光近净成形和激光立体成形)的国内外发展现状,并重点论述了这几种技术在制备生物医用多孔钛及钛合金方面的最新研究进展,最后指出了今后在该领域的主要研究工作。

NiTi合金的生物医用性能及其在医学领域的应用

介绍NiTi合金作为医用材料的主要性能特点：良好的形状记忆效应最大可恢复应变达9％～10％，独特的超弹性使NiTi合金制成的医疗器件如NiTi丝等具有良好的柔顺性；较低的弹性模量弥补了传统医用金属材料作为骨植入物时容易出现应力遮挡现象从而造成骨质疏松的缺点；除此以外，NiTi合金还具有良好的抗疲劳、耐磨损和耐腐蚀性能；讨论了NITi合金的血液相容性和Ni^2＋离子毒性问题。总结了NiTi合金在医学领域的应用现状以及在新兴医学领域的发展，最后给出了一些NiTi医用性能改良的途径。

医用钛合金生物学及机械性能评述

从生物学和力学性能角度出发,评述了生物医用钛合金实现特定生理功能需具有不同性能要求。以硬组织替代、介入性治疗钛合金及口腔修复用钛合金在生物学性能要求上的不同和在弹性模量等力学性能方面的差异为例,结合医用钛合金设计制造的具体实例,阐明了钛合金生物医用功能需求的多样性,为钛合金在生物医用领域的分类与设计提供了一种新的思路和借鉴。

生物医用Ti-Nb-(Ta)-Zr合金的微观结构与性能

采用显微硬度测试、X射线衍射分析和透射电子显微镜观察等方法,研究不同热处理后生物医用Ti-35Nb-5Ta-7Zr合金和Ti-35Nb-7Zr合金的显微硬度变化及微观组织特征,揭示Ta元素的添加对合金微观结构、时效析出序列及性能的影响。结果表明:Ti-35Nb-5Ta-7Zr合金比Ti-35Nb-7Zr合金具有更明显的时效强化效果;固溶处理(ST)后经300和600℃时效处理,Ti-35Nb-5Ta-7Zr合金的时效析出顺序可以描述为β+α″(ST)300℃→β+α600℃→β+α+等温ω,而Ti-35Nb-7Zr合金的时效析出顺序为β+α″+淬火ω(ST)300℃→β+α+等温ω600℃→β+α;Ta元素的添加抑制固溶处理过程中淬火ω相的析出,提高时效过程中等温ω相的析出温度。

生物医用可降解镁锌合金研究进展

综述了镁锌合金的临床应用优势,介绍了合金元素对医用镁锌材料物化性能、腐蚀性能和生物相容性的影响及医用镁锌合金表面改性技术的研究现状,并展望了镁锌合金作为生物医用可降解材料的研究趋势和应用前景。

镁合金作为生物医用植入材料的临床应用

背景:镁合金由于其良好的生物相容性,可降解性等突出优点,在生物植入材料,尤其是作为可降解硬组织植入材料领域展示了良好的应用前景。而过快的降解速度是其投入临床应用亟待解决的关键问题。目的:对近期相关文献的综合分析归纳,对镁合金作为医用植入材料的优缺点进行了综述,对生物医用镁合金材料研究的最新进展进行了总结。方法:以"magnesium;magnesium calcium alloy;biodegradable;biomaterials"及"镁;镁钙合金;可降解;生物医用材料"为关键词检索ScienceDirect数据库和中国期刊全文数据库。纳入与镁合金生物医用材料密切相关文献,保留34篇文献做进一步分析。结果与结论:镁钙及镁钙基合金是未来生物医用植入材料重要的发展方向之一,快速凝固工艺是有效改善镁合金降解速度过快问题的新方法;计算模拟方法应用于镁合金生物材料有可能从微观角度深入理解镁合金用于生物医用植入材料的相关问题;另一方面,国内镁合金生物材料研究急需从基础向临床转化。

生物医用Ti6Al4V合金粉末注射成形工艺研究

钛及钛合金具有高比强度、低弹性模量、优良的耐蚀性和绝佳的生物相容性,但较差的加工性能大大限制了其应用范围。钛及钛合金金属粉末注射成形工艺克服了机加工、模压等传统加工工艺的缺点,结合传统粉末冶金和注塑成型的优势,实现了结构复杂的钛及钛合金产品低成本、大批量近净成形,提高了材料利用率。本文利用水溶性黏结剂和粉末粒度为16μm和22μm的商用球形Ti6Al4V合金粉制备了注射料和相应的试样,通过实验确定了气氛热脱黏结合真空烧结的最佳工艺,基于该工艺制备得到了两种注射料的烧结试样。结果表明:粉末粒度为16μm注射料烧结件杂质含量未能满足外科植入用金属注射成形Ti6Al4V组件标准;粉末粒度为22μm注射料烧结件物理化学性能如下,极限拉伸强度880 MPa,屈服强度830 MPa,延伸率13.2%,相对密度96.8%,氧质量分数为0.195%,氮质量分数为0.020%,碳质量分数为0.022%,该试样整体性能满足外科植入用金属注射成形Ti6Al4V组件标准。

医用钛合金热氧化处理工艺及其耐磨损、耐腐蚀性能和生物活性的研究进展

热氧化处理可改善医用钛合金耐磨损、耐腐蚀及生物活性等性能,为研发新一代人工关节耐磨涂层提供了希望。结合笔者研究结果探索了热氧化钛合金的薄膜生长机理及工艺参数优化,综述了热氧化处理对医用钛合金耐磨损、耐腐蚀及生物活性改进的研究进展,最后对氧化膜失效机理及发展趋势进行了总结和展望。

生物医用β-钛合金

主要介绍了新型生物医用β-钛合金的设计思路及研究进展.概述了国内外该类合金的组成、性能特点、研究现状及其应用前景,并提出了新型β-钛合金的发展方向.

新型生物医用钛合金的设计及应用进展

传统医用钛合金的设计标准主要为强度与弹性模量。随着外科植入物在临床的不断应用,新型生物医用钛合金的设计要求也随之提高,不仅需要考虑合金元素的生物相容性、细胞毒性等生物安全性指标,而且针对不同的人群提出可拆卸或长期植入的理念。对比分析了国际上对医用钛合金的传统设计方法及准则,重点介绍了新一代外科植入用钛合金应该具备的最新设计要素和最新应用进展,提出了医用钛合金的未来发展方向。