1、第二章 金屬植入材料 應(yīng)用 承受重載荷部位 骨頭、骨關(guān)節(jié)、純金屬薄片修復(fù)損壞的顱骨、金屬絲縫合破碎的骨、骨夾板、骨螺釘、支架等等機(jī)械性能好 強(qiáng)度和硬度；結(jié)構(gòu)和性質(zhì)；彈性模量 生物惰性材料 骨整合：臨床意義下的植入體和骨之間無(wú)軟組織中間介入的、光學(xué)顯微鏡水平下的直接接觸 骨鍵合：骨替換材料與骨之間結(jié)構(gòu)聯(lián)系而使功能連續(xù)性考慮生物相容性，腐蝕作用金屬的腐蝕，固定板已失去了清晰的輪廓 骨骼X光照片，由于腐蝕作用，連接螺釘失去了原有清晰的輪廓腐蝕產(chǎn)物的惡劣影響導(dǎo)致骨質(zhì)增生（見(jiàn)側(cè)面）第一種開發(fā)應(yīng)用于人體的金屬是釩鋼。 20世紀(jì)初，金屬骨骼板、骨連接螺栓和接骨釘 抗蝕能力差腐蝕導(dǎo)致的結(jié)果導(dǎo)致金屬植入材料逐步

2、損失，從而影響材料性能腐蝕產(chǎn)物從金屬材料表面逸出，進(jìn)入人體組織，導(dǎo)致不希望的結(jié)果發(fā)生 金屬氧化物、氫氧化物或其他化合物；游離金屬離子醫(yī)用金屬植入材料所含的金屬元素： Fe、Cr、Co、Ni、Ti、Mo、W、V、AlFe有利于發(fā)揮細(xì)胞功能Co促進(jìn)維生素B12合成V潛在的細(xì)胞毒性Al神經(jīng)毒性，增加老年癡呆癥發(fā)病的幾率Ni毒性大，過(guò)敏反應(yīng)，誘發(fā)有機(jī)體突變，發(fā)生癌變含量過(guò)高，人體不能接受耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)20世紀(jì)初期，英國(guó)按成分可分為： Cr系（400系列） CrNi系（300系列） CrMnNi（200系列） 析出硬化系（600系列） 不銹鋼Cr影響奧氏體相的穩(wěn)定性抗蝕性能的主要因素含量必

3、須超過(guò)11%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），腐蝕性能大幅度提高自然環(huán)境中是活性元素鉻使鐵基固溶體的電極電位提高 鉻吸收鐵的電子使鐵鈍化原因是用鉻對(duì)鋼進(jìn)行合金化處理時(shí)，把表面氧化物的類型改變成了類似于純鉻金屬上形成的表面氧化物。這種緊密粘附的富鉻氧化物保護(hù)表面，防止進(jìn)一步的氧化。而且，如果損壞了表層，所暴露出的鋼表面會(huì)和大氣反應(yīng)進(jìn)行自我修理，重新形成這種鈍化膜，繼續(xù)起保護(hù)作用。Ni 室溫下穩(wěn)定奧氏體相，提高抗蝕性能 Ni在不銹鋼中的作用是在與Cr配合后才發(fā)揮出來(lái)的Mo 提高了在鹽水中的抗蝕性能，阻止了點(diǎn)蝕，坑蝕形成原因：碳鋼中有三個(gè)基本相，即鐵素體、奧氏體和滲碳體。合金元素加入鋼中時(shí)，可以溶于此三相中形成合金鐵素

4、體、合金奧氏體及合金滲碳體。當(dāng)鋼中加入 鎳、錳、碳、氮等元素時(shí)，這些元素可使A1和A3溫度降低，使鐵碳相圖中S點(diǎn)、E點(diǎn)向左下方移動(dòng)，從而使奧氏體區(qū)域擴(kuò)大。其中與Fe無(wú)限互溶的元素鎳或錳的含量較多時(shí)，可使奧氏體區(qū)域擴(kuò)展到室溫，因此在室溫下鋼組織仍以?shī)W氏體單相存在第一種用于植入材料的不銹鋼：18-8（標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)302）強(qiáng)度較釩鋼更高，抗蝕能力也強(qiáng)5060年代，18-8sMo不銹鋼（標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)316）（Mo改善材料在生理鹽水中的抗蝕性）70 80年代，標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)316L不銹鋼（c含量從0.08降低至0.03，提高材料在氯化物溶液中的抗蝕性）316和316L奧氏體不銹鋼的成分組成和性能316和316L不銹鋼

5、材料的力學(xué)性能 通過(guò)熱處理和冷加工可以在大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)材料力學(xué)性能這組不銹鋼是非磁性的，比其他不銹鋼具有更好的抗蝕性能較好的機(jī)械性質(zhì)價(jià)格低廉，易于加工較大的局部腐蝕敏感性在特定環(huán)境（高壓或缺氧區(qū)域）中，腐蝕程度較大短期使用：骨折固定板、固定螺釘或銷子ASTM（美國(guó)材料實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)）推薦316L不銹鋼冷加工對(duì)302不銹鋼極限拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度的影響制造方法和過(guò)程沒(méi)有中間熱處理過(guò)程，不能進(jìn)行冷加工熱處理注意事項(xiàng)： 防止晶界上形成CCr4，點(diǎn)腐蝕 控制加熱的均勻性和合理的熱處理工藝，防止成分的變化 防止表面氧化層的形成；化學(xué)、酸蝕或機(jī)械噴沙去除制造方式采用機(jī)械加工，一般不采用焊接 焊縫處易產(chǎn)生腐蝕 高溫使

6、晶界或焊縫處CCr4析出，點(diǎn)腐蝕 材料制備完成后清洗表面，去除油污在硝酸中形成表面鈍化層在包裝和殺菌前再清洗一次去除氧化層醫(yī)用球囊擴(kuò)張不銹鋼血管內(nèi)支架1-不銹鋼絲 2-圓筒形支架網(wǎng)孔直徑23mm，長(zhǎng)度210cm網(wǎng)孔尺寸：121.52.5mm良好的可塑性、幾何穩(wěn)定性、理化穩(wěn)定性血管開通性高、生物相容性好、成本低可調(diào)式不銹鋼骨科外固定器1-連桿； 2-萬(wàn)向固定器； 3-骨針（防滑螺紋）圓周錯(cuò)位緊縮方式臨床用作關(guān)節(jié)：大承載力，特別是膝關(guān)節(jié)國(guó)際20世紀(jì)60年代臨床應(yīng)用耐磨損，抗腐蝕力較強(qiáng)，目前金屬醫(yī)用材料中最優(yōu)良的一種 鈷基合金Co-Cr合金相圖 兩種基本元素形成的固溶體添加Mo結(jié)構(gòu)上保持小晶粒鈷含量

7、達(dá)到65（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）其余主要是鉻 種類和組成鑄造Co-Cr-Mo合金Co-Ni-Cr-W合金， 熱鍛Co-Ni-Cr-MoCo-Ni-Cr-Mo-W-Fe鍛造Co基合金化學(xué)組成Co基合金的機(jī)械力學(xué)性能強(qiáng)度提高，塑性降低彈性模量（220234GPa）不隨極限拉伸強(qiáng)度變化而變化最有名的鈷基合金（MP35N）含有35Ni（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 35Co （質(zhì)量分?jǐn)?shù)）冷加工可以大大提高提高強(qiáng)度，但也增加了加工難度采用熱鍛鍛造Co-Ni-Cr-Mo合金Co-Ni-Cr-Mo合金冷加工變形量與極限拉伸強(qiáng)度在壓力下對(duì)海水（含Cl-）有很強(qiáng)的抗蝕性具有很高的疲勞強(qiáng)度和極限拉伸強(qiáng)度植入體內(nèi)很長(zhǎng)時(shí)間后也不會(huì)發(fā)生斷裂（人工膝

8、關(guān)節(jié)主體）很大的優(yōu)勢(shì)（取出困難，修補(bǔ)后功能變差）與鑄造Co-Cr-Mo合金有相似的耐磨性能耐磨性能為關(guān)節(jié)模擬測(cè)試中大約是每年被磨損0.14mm較差，不能作為制作關(guān)節(jié)假體的摩擦面鑄造Co-Cr-Mo合金耐腐蝕性能非常好，比不銹鋼高40倍；對(duì)組織幾乎完全惰性，穩(wěn)定性高機(jī)械性能低于不銹鋼加工困難，產(chǎn)量低、價(jià)格貴骨骼固定、人工關(guān)節(jié)連接桿等長(zhǎng)期使用的植入材料鍛造Co-Ni-Cr-W合金比鑄造Co-Cr-Mo合金易于加工機(jī)械性能接近316L不銹鋼耐腐蝕性能介于鑄造Co-Cr-Mo合金和316L不銹鋼之間關(guān)節(jié)替換假體連接桿的主干，如膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)替換假體股骨關(guān)節(jié)假體的制造過(guò)程Co-Cr-Mo合金對(duì)加工硬化極

9、其敏感。鑄造（密封鑄造）的方法加工。制造a.蠟注入黃銅模中b.蠟制件組裝c.蠟制件表面涂敷陶瓷d.熱壓腔中去除蠟e.將熔融的金屬注入陶瓷模中注意事項(xiàng)：精確控制鑄模溫度最終產(chǎn)品顆粒大小較大尺寸碳化物沉淀物析出增加碳化物沉淀相之間的距離彈性人工心臟瓣環(huán)1-環(huán)狀瓣環(huán)2-內(nèi)芯(高彈性Co基合金）13層，厚0.16mm，寬1.82.1mm3-聚酯磨片4-外層（硅橡膠，聚酯纖維織物）鈦及鈦合金20世紀(jì)30年代末開始應(yīng)用顯著的優(yōu)點(diǎn)：密度小，機(jī)械化學(xué)性能優(yōu)良 Ti：4.5g/cm3 不銹鋼：7.9g/cm3 鑄造Co-Cr-Mo合金：8.3g/cm3 鍛造Co-Ni-Cr-Mo合金：9.2g/cm3 生物相容

10、性好，在體內(nèi)有極高的惰性和抗腐蝕能力耐磨損性能差純Ti單相組織，加工性好Ti合金難以加工雜質(zhì)含量不同嚴(yán)格控制氧、氯和氮的含量氧顯著影響延展性和強(qiáng)度氫造成氫脆，脆性大成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)N： 0.30.5， C：0.050.10Fe：0.20.5 ， O：0.130.18，H： 0.0150.0125Ti-6Al-4V還含有Al ：5.56.5（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；V ：3.54.5（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）Ti-6Al-4V合金的部分相圖 結(jié)構(gòu)和性能在880以下，鈦合金密排六方（hcp）相在880以上，鈦合金體心立方（bcc）相相與相含量的控制，可以調(diào)節(jié)材料的性能添加合金元素，是為了獲得較大范圍的性能Al： 相穩(wěn)定作用，提

11、高轉(zhuǎn)變溫度 高含量Al可以提高合金的穩(wěn)定性，使合金具有高的強(qiáng)度和高溫（300600C）抗氧化能力V： 穩(wěn)定相，降低轉(zhuǎn)變溫度單相不能通過(guò)熱處理來(lái)提高強(qiáng)度能夠熱處理強(qiáng)化的方法加入適量相穩(wěn)定元素，使強(qiáng)度更高的相在轉(zhuǎn)變溫度以下存在，出現(xiàn)兩相組織在固溶溫度下通過(guò)熱處理會(huì)出現(xiàn)相沉淀物，然后淬火接下來(lái)在較低溫度下進(jìn)行時(shí)效處理后會(huì)出現(xiàn)相沉淀物，促使一些細(xì)小的相粒子從相分離的亞穩(wěn)態(tài)相中析出比退火態(tài)-結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要高 Ti及Ti合金的機(jī)械力學(xué)性能（ASTMF67,F136）隨著雜質(zhì)含量的增多，強(qiáng)度提高，延展性降低強(qiáng)度變化范圍寬強(qiáng)度值低于不銹鋼和Co基合金，但是比強(qiáng)度高，強(qiáng)度/密度=比強(qiáng)度， MPa/g/cm3從材料

12、的比強(qiáng)度考慮，鈦合金優(yōu)于其他金屬植入材料抗腐蝕能力強(qiáng)，表面致密牢固的氧化膜Ti合金彈性模量110Gpa，只有Co基合金的一半鈦的抗剪切強(qiáng)度很差，在內(nèi)固定螺釘、內(nèi)固定板或類似應(yīng)用中不理想與材料自身或其它材料發(fā)生接觸的滑動(dòng)時(shí)，容易被磨損或粘住鈦合金、鈷基合金和不銹鋼典型的應(yīng)力應(yīng)變曲線 Ti植入器械制造高溫加工時(shí)要在惰性氣體保護(hù)下或在真空中進(jìn)行為防止氧的擴(kuò)散，溫度需低于925C室溫下加工，使用非常鋒利的工具，較低的速度和大的給料情況，可以防止材料咬住或粘住切削工具電化學(xué)方法加工效果好經(jīng)鑄造加工工藝制得的Ti植入器械一種鈦合金顱骨修復(fù)體制備方法手工塑形模具壓制鑄造成型齒科用金屬齒科用汞金屬基本原理：

13、室溫下液體汞與其它固態(tài)金屬反應(yīng)，如銀、錫等，形成塑性物質(zhì)，在填補(bǔ)孔洞后能隨時(shí)間延長(zhǎng)固化，硬度增加。固態(tài)合金成分：至少65%銀 不超過(guò)29%錫+6%銅+2%鋅3%汞Ag-Sn-Hg合金體系的固化過(guò)程典型的齒科用汞金屬：4555汞；3545銀；15錫強(qiáng)度增加，1小時(shí)極限強(qiáng)度1/4；1天后幾乎達(dá)到極限強(qiáng)度現(xiàn)有改進(jìn)：銅含量，銀含量，提高了強(qiáng)度，降低了成本銀合金形狀從不規(guī)則形改變?yōu)閳A球形，表面積減小，調(diào)和時(shí)所需汞含量，銀汞合金強(qiáng)度包裝上也有所改進(jìn)：膠囊包裝取代瓶裝。減少汞的污染，節(jié)約原材料，提高性能金優(yōu)點(diǎn)：耐久性、穩(wěn)定性和抗蝕性金填充物處理方法：鑄造，鍛壓 鑄造模型的制造是通過(guò)取出一個(gè)在預(yù)備的空間形成的

14、石蠟印模，再用一種材料根據(jù)印模制成模子，然后在模子里澆鑄金的模型合金中含有75（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的金和其他貴金屬，可以保證良好的抗蝕性能含金量83，軟，硬度太低而不能承受太高的壓力，用于鑲嵌，含金量少，合金較硬，可以承受較大的壓力，用于牙冠和尖端處添加元素：銅、鉑、銀、鋅作用： 銅、鉑提高強(qiáng)度，但添加量不能超過(guò)4 銀的加入抵消銅的顏色 少量鋅降低熔點(diǎn)，并排除在熔化過(guò)程中形成的氧Ni-Ti合金良好的生物相容性和抗蝕性能具有一種不同尋常的形狀記憶特征 形狀記憶效應(yīng)與無(wú)擴(kuò)散馬氏體相轉(zhuǎn)變有關(guān)，本質(zhì)上就是熱彈性。熱彈性行為歸因于母相和馬氏體的轉(zhuǎn)變次序55Ni ，單相組織，具有機(jī)械記憶的特性和一些其他特性，如制

15、止高音的震動(dòng)、誘導(dǎo)熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能、良好的抗疲勞特性、低溫時(shí)的延展性偏離55的富Ni區(qū)，產(chǎn)生第二相合金，能夠通過(guò)熱處理提高硬度接近60Ni，形狀恢復(fù)能力降低，可熱加工性能迅速增加55Ni和66Ni具有相對(duì)較低的彈性模量，比不銹鋼、Ni-Cr和Co-Cr等合金更具韌性和彈性形狀記憶合金的形狀記憶特征在臨床應(yīng)用方面具有很大的優(yōu)越性臨界轉(zhuǎn)變溫度手術(shù)前變形的形狀，T=37，恢復(fù)加工前形狀骨修復(fù)病例鎳鈦形狀記憶合金修復(fù)股骨中段折斷鎳鈦形狀記憶合金修復(fù)脛骨折斷臨床應(yīng)用: 拱形牙齒矯正、顱內(nèi)抗神經(jīng)衰竭鉗、 人工心臟的人工收縮肌肉、動(dòng)脈血管支架、整形外科植入物和其他醫(yī)療裝置等其他金屬鉭：動(dòng)物植入研究。生物相容

16、性好；力學(xué)性能差 性能 完全退火 冷加工 拉伸強(qiáng)度/MPa 205 515 屈服強(qiáng)度/MPa 140 345 延伸率/% 2030 2應(yīng)用：外科和神經(jīng)外科的縫合線；治療膀胱腫瘤的放射性同位素鉑系中鉑和其它貴金屬極好的抗蝕性能，較低的閥電壓；力學(xué)性能差應(yīng)用：電極，如起搏器尖端金屬植入材料的腐蝕腐蝕是一種不希望出現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)衡量材料生物相容性的一個(gè)重要方面電化學(xué)電池 溶液中含有的電解質(zhì)提供了完整的電流回路電化學(xué)發(fā)應(yīng)時(shí)，陰離子游向陽(yáng)極，陽(yáng)離子游向陰極，形成電極電位電化學(xué)腐蝕人體組織液中含水、Cl-和OH-等相當(dāng)豐富的離子 金屬植入材料在體液中形成電極，就構(gòu)成電化學(xué)原電池當(dāng)金屬原子變成離子進(jìn)入體液；與

17、溶液中的氧或其他物質(zhì)結(jié)合形成化合物，脫落或溶解產(chǎn)生了腐蝕。電化學(xué)腐蝕在陽(yáng)極金屬失去電子被氧化： M Mn+ + ne (氧化)在陰極，金屬獲得電子被還原： M n+ + ne M (還原) M 2+ +OH + 2e M OH 2H3O + + 2e H2 + 2H2O 1/2O2 + H2O + 2e 2OH 分析鐵的腐蝕： Fe+2H2O Fe2+H2+2OH 4 Fe2+O2+2H2O4Fe3+4OH 4Fe3+12OH 4 Fe (OH) 3E0：標(biāo)準(zhǔn)電極電位 Li Li+ -3.045V H 2H+ 0.000V Na Na+ -2.714V Ag Ag+ +0.799V Al Al

18、3+ -1.66V Au Au+ +1.68V Ti Ti 4+ -1.63V Fe Fe2+ -0.44V 表明金屬腐蝕的趨勢(shì)極化電位越負(fù)越容易腐蝕電位越正，越難以腐蝕，貴金屬不容易腐蝕避免同時(shí)使用不同金屬植入材料不同的金屬或環(huán)境成分不均勻，電極電位作用也導(dǎo)致單種金屬的腐蝕單一金屬，成分不同或環(huán)境成分不均勻微腐蝕電池晶界腐蝕，晶界原子活躍，容易失去電子，形成晶界腐蝕相對(duì)于晶粒內(nèi)部，晶界成為陽(yáng)極，晶粒為陰極微腐蝕電池金屬在缺氧區(qū)形成縫隙腐蝕E=E 0+RT/nFlnMn+E0： 標(biāo)準(zhǔn)電化學(xué)電勢(shì)R： 摩爾氣體常數(shù)T： 熱力學(xué)溫度F： 法拉第常數(shù)（96500庫(kù)侖/mol）n： 離子的物質(zhì)的量根據(jù)金

19、屬離子濃度對(duì)電極電位的影響實(shí)際操作中，觀察到的電極電位高低順序可能與熱力學(xué)上估計(jì)的有所不同形成致密氧化膜不容易腐蝕。氧化膜阻礙進(jìn)一步腐蝕，如Fe與Al比較，Al由于表面形成致密Al2O3，因此抗氧化性能優(yōu)越腐蝕區(qū)、鈍化區(qū)和穩(wěn)定區(qū)的一個(gè)平面圖，依賴于電極電勢(shì)和pH。來(lái)源于能斯特方程、腐蝕產(chǎn)物的溶解性、反應(yīng)平衡常數(shù)腐蝕區(qū)： 10-6 g/L（mol)原子；金屬離子多于平衡狀態(tài) 0.06 mg/L的Fe、Cu和0.03 mg/L的Al腐蝕中的電勢(shì)-pH圖穩(wěn)定區(qū)： 金屬和其離子間的平衡狀態(tài) 10-6 g/L（mol)原子 陰極保護(hù)區(qū)鈍化區(qū)： 金屬和反應(yīng)產(chǎn)物（氫氧物、 OH-等） 10-6 g/L 穩(wěn)定

20、的固態(tài)組成是氧化物、氫氧化物、水合物 或金屬鹽鈍化膜性質(zhì)決定材料的抗蝕性 致密牢固 未完成、破裂 金屬鉻在各種體液中的腐蝕電勢(shì)和pH的關(guān)系氧斜線，代表水穩(wěn)定性的上限2H2O O2+4H+4e氫斜線，代表水穩(wěn)定性的下限2H3O + + 2e H2 + 2H2O極化曲線的意義氧含量和pH對(duì)材料耐蝕性影響顯著同一種金屬在人體不同部位的耐蝕性不同考慮受過(guò)傷或感染了的組織中pH的變化 正常體液pH 值7.4；傷口處pH 值3.5 感染的傷口處pH 值9.0極化曲線的局限性只考慮了金屬、水和反應(yīng)產(chǎn)物間的平衡體內(nèi)存在大量的Cl-離子鈍化預(yù)測(cè)方法，沒(méi)有考慮反應(yīng)速率問(wèn)題腐蝕速率和極化曲線電勢(shì)-pH圖中的區(qū)域只說(shuō)

21、明了腐蝕地點(diǎn)，沒(méi)有確定腐蝕速率電流密度的影響 電流密度依據(jù)極化曲線中電極電位確定生物材料電勢(shì)電流密度關(guān)系可以計(jì)算單位時(shí)間進(jìn)入組織內(nèi)的離子數(shù)目，也可以計(jì)算出在給定的時(shí)間內(nèi)，金屬腐蝕的深度變化疲勞腐蝕： 反復(fù)變形導(dǎo)致腐蝕和疲勞顯微破壞的加劇磨損腐蝕：鈍化層致密層破壞點(diǎn)蝕處腐蝕速率提高金屬或環(huán)境內(nèi)部成分分布不均勻晶界：能量高裂縫：化學(xué)成分不同貴金屬：抗蝕性很好；相對(duì)密度高、強(qiáng)度低， 成本高鈦：形成鈍化膜，抗蝕性好。硬度和強(qiáng)度不如鋼Co-Cr合金：抗蝕性好，不易出現(xiàn)腐蝕坑洞不銹鋼：抗蝕性相對(duì)差一些牙科材料：銀汞合金相對(duì)差臨床應(yīng)用金屬的腐蝕腐蝕最小化實(shí)例分析用材不當(dāng) 混合使用不同電極電位材料隨意使用植入

22、材料如何盡量減小骨科生物材料腐蝕：合適金屬避免同地區(qū)使用不同種類金屬盡量減少材料的坑洞和裂縫外科手術(shù)中，避免金屬的轉(zhuǎn)移人體部位不同，材料抗蝕性不同如何盡量減小牙科生物材料腐蝕：避免用混合金屬治療并排的牙齒在安裝金屬矯形件時(shí)要使用獨(dú)立的連接部位，盡量降低矯形件的電傳導(dǎo)避免產(chǎn)生牙菌斑的條件金屬與合金表面涂層處理表面改性目的：抑制有害金屬離子的溶出促進(jìn)組織的再生加強(qiáng)材料與組織結(jié)合是在一定溫度一定介質(zhì)中將氮原子滲入到鋼的表面層的化學(xué)熱處理工藝。其目的是提高鋼的表面硬度與耐磨性及疲勞強(qiáng)度和耐蝕性氣體滲氮、液體滲氮、離子滲氮氮化處理奧氏體不銹鋼的氮化處理：形成穩(wěn)定化合物，提高硬度非敏化和敏化晶間腐蝕性能有

23、很大改善鈍化狀態(tài)極佳處理溫度低，元件處理后的內(nèi)應(yīng)力和形變較小氫化鈦粉與氮?dú)饣旌蠂娡繗浠伔?氮?dú)猓?15% H2），等離子噴涂Ti與TiO2的混合物層孔徑50120m，厚度0.8mm與骨的界面拉伸剪切強(qiáng)度顯著提高涂層處理氧化鋁涂層氧化鋁生物相容性極高采用40kW的電弧等離子裝置將純度99%以上的-Al2O3粒子噴涂到鈦合金（Ti-6Ai-4V）表面；然后，將噴涂后的鈦合金在液態(tài)CO2中冷卻，使其界面形成- Al2O3基體與涂層的結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到20MPa以上，較低金屬纖維涂層將鈦合金制成長(zhǎng)23cm，直徑50250m的多孔金屬纖維網(wǎng)和鈦或者鈦合金燒結(jié)復(fù)合作為涂層使鈦表面具有多孔性使鈦合金表面的延伸率增大，彈性模量與骨（20GPa）相近，強(qiáng)度比骨大，且得到連續(xù)的大孔徑羥基磷灰石生物玻璃（HA-BG）混合涂層利用HA-BG在鈦基合金上進(jìn)行復(fù)合涂層，構(gòu)成生物相容性好的梯度功能HA-BG-Ti復(fù)合材料最重要的是選擇好玻璃的組成能夠與鈦及鈦合金基體材料緊密結(jié)合在生物體內(nèi)有穩(wěn)定的生物化學(xué)性能，安全性能較高涂層燒結(jié)時(shí)與HA基本不發(fā)生反應(yīng)，且與HA粉末的黏結(jié)較好 符合條件的玻璃為氧化鋁硼硅酸鹽系玻璃涂層玻璃