生物醫(yī)用鈦合金生物醫(yī)用材料是指和生物系統(tǒng)相作用，用以診斷、治療修復或替代機體中的組織、器官或增進其功能的材料?？煞譃獒t(yī)用金屬材料、醫(yī)用高分子材料、醫(yī)用陶瓷材料等，其中醫(yī)用金屬材料占有很大的比重，特別是骨科產品、心腦血管產品。由于鈦與人體骨骼接近，對人體組織具有良好的生物相容性、無毒副作用，具有其他材料無法比擬的優(yōu)勢，所以醫(yī)用鈦在醫(yī)療領域得到了廣泛的應用。生物醫(yī)用鈦合金的優(yōu)勢生物相容性：與人體發(fā)生最小的生物學反應，無毒無磁，作為人體植入物，對人體無毒副作用。力學性能：高強度、低彈性模量，既滿足力學要求，又與人體自然骨彈性模量相近，可減少應力屏蔽效應，更有利于人骨的生長愈合。耐腐蝕性能：鈦合金為生物惰性材料，在人體生理環(huán)境下有有意的抗腐蝕性能，對人體生理環(huán)境不產生污染。質輕：一般鈦合金的密度僅為不銹鋼的56%，植入人體后大幅度減輕人體的負材料是人類生物醫(yī)學發(fā)展史上最早用于創(chuàng)傷修復和矯形治療的傳統(tǒng)材料。 從世紀30年代起，CoCr合金、不銹鋼曾先后被用于醫(yī)學領域并成為目前傳統(tǒng)的醫(yī)用金屬材料；20世紀40年代，性能更優(yōu)異的生物醫(yī)用鈦得到研究并證明了其臨床可行性。生物醫(yī)用鈦合金經歷了純鈦與Ti-6AI-4V鈦合金、改良鈦合金、低模量B鈦合金三個歷程：?1950-1980年：純鈦首次用于生物醫(yī)藥領域，證實了良好的生物相容性。Ti6AI4V廣泛用于外科修復或替換材料。1980-1990年:證實V、AI是對生物體有毒副作用的元素；開發(fā)出以 Nb、Fe替代V的第二代改良新型醫(yī)用鈦合金。1990年-至今：90年代初期開發(fā)第一個具有更好生物相容性和更低彈性模量的 B鈦合金Ti13Nb13Zr,從此開啟了具有優(yōu)異性能的生物醫(yī)用 B鈦合金的開發(fā)和使用。國內研究現狀及問題我國從20世紀70年代開始醫(yī)用鈦合金材料的研究和應用，經過前期對Ti-6Al-4V、Ti-6Al-7Nb、Ti-5AI-2.5Fe醫(yī)用鈦合金的仿制研究，早在1999年西北有色金屬研究院在國內首次研制出第一個具有我國自主知識產權近 a型新型醫(yī)用鈦合金TAMZ(Ti-2.5AI-2.5Mo-2.5Zr)，綜合性能與Ti-6Al-7Nb相當。在2005年，西北有色院又研制出兩種新型高強低模量近 B型醫(yī)用鈦合金TiZrMoNb(TLE)和TiZrSnMoNb(TLM)。中科院金屬所也開發(fā)出新型低模量近B型鈦合金Ti-24Nb-4Zr-7.6Sn (Ti2448)。另外，北京有色院、哈工大、東北大學、天津大學等單位也在開展新型B型鈦合金的應用及相關基礎研究?；谖覈鴩?，擁有約13億人口和6000萬殘疾人的大國，而且我國正步入老齡化社會，為此要提供大量優(yōu)質的生物醫(yī)用材料及器件以供臨床診治的需要。 而我國在醫(yī)用種植體方面的研究起步較晚， 目前人工關節(jié)近一半需要進口，而牙科種植體以及一些高端植入物更是90%以上使用進口產品，價格十分昂貴，普通工薪階層的百姓難以承受。因此，開發(fā)無毒性、低彈性模量且價格低廉的新型植入用鈦合金是一個值得研究的課題。生物醫(yī)用鈦合金分類及性能生物醫(yī)用鈦合金按材料顯微組織類型可分為 a型、a+彈和B型鈦合金三類。目前臨床廣泛使用的材料仍以純鈦和 Ti-6AI-4V合金為主，但B型鈦合金由于更低的彈性模量和更好的生物相容性已成為該領域的研究熱點， 是最有應用前景的生物醫(yī)用鈦合金。表1是各種生物醫(yī)用鈦合金的力學性能。圖1表明各種生物醫(yī)用合金的彈性模量和人體骨彈性模量的比較?？梢钥闯?，第二代生物醫(yī)用鈦合金彈性模量明顯比第一代低，合金設計時Nb含量有增加的趨勢且都是B型鈦合金,Ti-35Nb-7Zr-5Ta和Ti-29Nb-13Ta-7.1Zr合金具有最低的彈性模量55MPa,與人體骨的彈性模量最接近。因此開發(fā)較低彈性模量的生物醫(yī)用 B型鈦合金已成為該領域的研究熱點。目前國內外研究最為廣泛的生物醫(yī)用超彈性 B鈦合金是Ti-Nb系超彈性B鈦合表1生物醫(yī)用鈦合金的力學性能

#S?S/Gpa-料ASTM1341ICO240-550aTT3的飆件ASTMF1361L08G0-9&5a4pH-6AHV沁塑A5TMF1472112895-930a+pTi6AI7NbASTMF12951109O0-W5Oa+pTi-5AI2.5Fe1101024d*B二三炬物腫Ti43Nb口去79649731037亞融：*T112M662卜2甩74&510601100PTi-35Nb7Zp5Tj555%BT129Nb13Ta16Zr砧guPTl-35Nb7Zr5Ta-O.4QA5TMF17U66101QPTi-lSMo$Zr-3AlASTMF1813S2PTl-MoA5TMF2Q&6P圖1生物醫(yī)用合金的彈性模量常用生物醫(yī)用B鈦合金

鈦合金股骨柄賽關節(jié) 人工聽關節(jié)曽換近年來新型B型鈦合金的研發(fā)主要Ti-Nb系、Ti-Mo系、Ti-Zr系和Ti-Ta系合金。（對人體有害的V、Al、Ni、Cr等元素逐步被生物相容性好的Nb、Zr、Ta、

Sn、Pt、Mo等無毒元素取代）已研制成功的部分醫(yī)用低模量的 B型鈦合金如下圖所示。與其他體系B鈦合金相比，Ti-Nb系合金的彈性模量較低，更接近人骨的彈性模量，并且不含有毒元素Al和V，適合作為醫(yī)用金屬材料，目前對其研究開展較多。Tr1Hb-13ZrASTMF1733A$TMFT￡13TM2JMq-Wr5Sn—Ti-15McAST*F2066丁Ll霽馴打-0鵜E—Tr15li(r5i4-3A1-TrMTflJisr7401-iTr45Nb—Tr45NbAMS4f?TJ-3S2嚴IDHbU*ForaF-04?Z?3t3Ta462r■—-應用舉例生物醫(yī)用鈦合金優(yōu)異生物醫(yī)用特性，使其廣泛的應用如下人工關弦人工關弦生物圖腹ii換 機械瞄胴宦?lián)Q生物醫(yī)用鈦合金未來發(fā)展方向近年來，鈦合金在生物醫(yī)用領域的應用呈快速發(fā)展的趨勢。這也將對鈦合金的性能提出更高的要求，結合國內外當前的研究現狀，得出生物醫(yī)用鈦合金未來發(fā)展方向如下：STRYKER（美國）寶鈦集團Zimmer（美國）英耐特醫(yī)用鈦有限公司德國克魯伯百幕航材Terumo（日本）西北有色金屬研究院STRYKER（美國）寶鈦集團Zimmer（美國）英耐特醫(yī)用鈦有限公司德國克魯伯百幕航材Terumo（日本）西北有色金屬研究院Sulzer（瑞士）北京有色金屬研究總院尸新型P鈦合金是全球生物醫(yī)用鈦合金材料硏究熱點和主攻方向或-單晶生物醫(yī)用鈦臺金「沿某一方向生長獲得的單晶材料可獲得非常接近人體骨的彈fi模最”用這種單晶制作植入體具有更好的模量匹配。-生物醫(yī)用多孑合金材料*其彈性模蜻可通過孔隙率的變化調節(jié)來降低,但卻降低了強度』因此如何提升其力學性能是研究的努力方向〃*超彈性和形狀記憶功能的生物醫(yī)用鈦合金，k生物醫(yī)用材的表面改性?？蓞岣咧踩塍w的生物相容性*k A相關企業(yè)及研究機構雖然我國生物醫(yī)用鈦合金材料的研究工作已取得了顯著的進展 ，但與歐美等發(fā)達國家相比，在鈦合金植入物產品的設計、制造、加工、裝備、表面處理、工藝水平等方面仍存在很大差距。以下是部分國內外生物醫(yī)用鈦合金相關生產企業(yè)及研究機構：國內企業(yè)及研究機構國外企業(yè)及研究機構國內企業(yè)及研究機構沈陽金屬研究所陳鋒.陳鋒.新型醫(yī)用B鈦合金研究的發(fā)展現狀及加工方法[J]..戴世娟，朱運田，重慶理工大學學報，2016,30(4):28-34.

.C.萊茵斯,M.皮特爾斯.陳振華等譯.鈦與鈦合金[M].北京:化學工業(yè)出版社,2005..公開資料-維基百科，百度百科..張文毓.生物醫(yī)用鈦合金的研究進展[J].化學與黏合,2014,35（5）:369-373..C.J.Boehlert,C.J.Cowen,J.P.Quast,etal.FatigueandwearevaluationofTi-AI-Nballoysforbiomedicalapplications[J].MaterialsScieneeandEngineering