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医用金属材料现存主要问题以及发展方向

医用金属材料现存主要问题以及发展方向

  医用金属材料也被称为外科植入金属材料,主要用于诊断、**,以及替换人体中的组织或增进其功能。常用金属医用材料如临床应用的医用金属材料主要有不锈钢、钴合金、钛合金、形状记忆合金、贵金属以及纯金属钽、铌、锆等。20年来,虽然金属医用材料相对于高分子材料、复合材料以及杂化和衍生材料等生物医用材料的发展缓慢,但其具有高的强度、良好的韧性及抗弯曲疲劳强度、优异的加工性能等许多其它几类医用材料不可替代的优良性能,是临床应用中*广泛的承力植入材料。尤其随着金属3D打印技术的发展,金属医用材料得到了更广泛的应用,*重要的应用有:骨折内固定板、螺钉、人工关节和牙根种植体等。

  医用金属材料经临床应用主要问题还是生物相容性,源于金属腐蚀和磨损。因为金属材料中均含有较多的合金化元素,由于腐蚀、磨损将导致金属离子溶出,进而引发细胞及组织液的一些生物反应,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。铬、镍等离子对人体都有致敏反应。钢中的铬元素当呈现六价态时,对人体也有较大的毒性和过敏倾向。镍离子除了对人体有很大毒性和过敏反应外,可能诱导有机体突变,甚至发生癌变。科学上早就存在的镍过敏和镍致癌问题,直到*近几十年才受到各国重视,对日用和医用金属材料中的镍含量限制越来越严格。因此,在发展新型医用金属材料时必须严格控制其中的金属元素,*好是少用或不用对人体产生毒性和过敏性较大的合金化元素。

  金属医用材料未来的发展方向

1、医师及病人都希望采用*好的金属医用材料,长期使用的安全性及可靠性是对医用金属材料的基本要求。因此,未来金属医用材料的开发仍以不断提高使用的安全性、可靠性及生物相容性为主。
2
、建立有关金属元素对人体毒性方面系统化的基础数据库,利用大数据研究分析金属元素在人体内外毒性的相关性,以及植入金属材料和人体的分子水平研究等。用分子生物学技术从分子水平上研究金属元素对人体组织的影响,这样才能进一步了解金属医用材料对人体的影响。
3、对目前正在使用的金属医用材料,采用如3D打印等新技术和新工艺,完成医疗器械的定制化打印。现实中患者的病情不同,医生所要进行的手术也不同,每一个手术都有其独特性,针对这种不同情况的定制化打印,将为医生和患者提供便利,更有利于手术的成功。

4、未来金属医用材料的种类有待进一步扩展,使用成本有待进一步降低。虽然在过去的几十年中,金属医用材料已经得到了很快的发展,然而在临床上使用的仍然是有限的几种。因此,研究开发高耐蚀性、高耐磨性、高疲劳强度和高韧性生体合金依然重要。医用金属材料现存主要问题以及发展方向任重道远,人类的科技进步使金属能更好服务于我们自身。

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