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生物医学材料におけるチタン合金の応用と開発

キーワード:医療用チタン合金、チタン合金医療機器製品、チタン合金医療付属品、外科用埋め込みチタン合金部品、漢方薬チタン合金部品加工

生物医学的チタン合金材料は、特に外科手術用インプラントおよび整形外科用器具製品の製造および製造のための生物医学工学用の機能性構造材料の一種と特に呼ばれている。人工関節、歯科用インプラントおよび血管ステントなどのチタン合金製医療機器は、臨床診断、治療、修復、ヒトの組織または臓器の交換、またはヒトの組織または臓器の機能の増強に使用され、それらの効果はかけがえのないものである。医療用チタン合金材料の研究には、材料、物理学、化学、生物学、医学、そして高度電子顕微鏡および生化学分析が含まれます。彼の研究分野は次のとおりです。医療用金属材料の合金設計および評価システム。材料加工 - 組織 - 性能関係は、人体の軟組織と硬組織の適合性、および材料の表面改質(生体適合性、生体機能性、生物活性、耐摩耗性、耐食性など)と一致します。そして、物質マトリックスと表面(界面)との間の相互作用の法則。


外科インプラント用のチタン素材
チタン合金材料は、外科用インプラントおよび整形外科用器具に関する専門的基準に従って、「外科用インプラント材料」において「金属材料」として分類することができる。 チタン合金材料は、不活性外科用インプラント、能動的外科用インプラントおよび整形外科用器具における心血管として使用することができる。 骨や関節、骨や関節、脊椎、整形外科用器具、ペースメーカーや除細動器、人工内耳や神経刺激装置などの製品を埋め込むために使用される加工材料。 生物医学用チタン合金材料の基本特性を表1に示します[2]。 生物医学的チタン合金は、材料の微細構造の種類によって3つの種類に分類することができる:α型、α+β型およびβ型チタン合金。

生物医学的チタン合金は、開孔三次元貫通構造に機械加工される。それは体内の新しい骨組織の接着、分化および成長、ならびに水と栄養素の輸送を促進します。気孔率を調整することによって、その密度、強度およびヤング率を天然骨に合わせることができる。結果として、外科用インプラントおよび骨組織は最終的に特定の複合材料に一体化され、外科用インプラントの長期安定性および有効性が向上する。したがって、多孔質チタンおよびチタン合金は現在最も魅力的な生物医学的インプラントであると考えられており、それらも将来の開発の焦点である。2003年、オランダのJ.P.Li教授は、多孔質スポンジ法を用いて多孔質メッシュチタン合金歯科用インプラントを製造した。 100〜500μmの孔径を有する多孔質チタンは、整形外科用歯科インプラント材料として最も有望であることが見出されている。その後、アメリカのExactech社は、チタンビーズ焼結により、関節柄の近端部に152μmの平均口径と35%の多孔性表面を得た。また、孔径250〜450μm、空隙率61%の多孔質面をポーラススプレー法で作製した。近年、時代に応じていくつかの新しい多孔質チタン加工技術が出現し、人々の注目を集めています。例えば、1990年代以降に開発されたレーザーソリッドフォーミング(LSF)技術は、多孔質の純Ti、Ni、およびTC4を首尾よく製造した。多孔質CoCrMo / Ti 6 Al 4 V傾斜機能材料を合金上および人工関節カップ上に調製した。中国西北工業大学の凝固技術は国家重点実験室の黄衛東がこの分野の研究の最前線にあります。 先進のレーザーステレオ成形および補修装置を独自に開発し、中国で初めて商品化しました。北西非鉄金属研究院の研究チーム余振涛も,レーザエッチング技術により表面多孔性チタン合金材料を成功裏に得た。清華大学のLi Yanxiangは、方向性凝固技術を用いて配向多孔質マグネシウム金属材料を調製した。
医用チタン合金材料

生物医学材料は現代の臨床医学にとって重要な材料の基礎です。 それは21世紀の材料研究のフロンティアとホットスポットの1つです。 生物医学材料および製品はまた、過去30年間に開発された最高付加価値のハイテク製品です。 それは世界の新しい柱産業と新しい経済成長のポイントになりました。

したがって、新たな高品質医療用チタン合金材料をさらに開発するために、生物医学材料研究ユニット、医療機器製造業者および医療機関の間の効果的な協力および緊密な協力を強化する。 伝統的な医療用チタン合金材料の最適化とグレードアップを強化し、医療用チタン材料の価格を下げることに努めます。 それは、人体の軟部組織および硬組織の修復および交換用製品、優れた靭性、耐疲労性、剛性および弾力性、ならびに生理学的に適合性のあるチタン合金インプラントの異なる強度グレードを解決します。 介入材料とその医療機器製品の加工と製造のための重要なコア技術。 できるだけ早くローカライズし、ナショナルブランド製品を作成することは、国だけでなく人々にも利益をもたらすでしょう。

チタン製歯科インプラント
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