點腐蝕

1、16/11/09,醫(yī)用金屬材料,,,,,,醫(yī)用金屬材料,,人體環(huán)境中對金屬植入物的腐蝕,,常見的金屬植入材料,,,,生物醫(yī)用鈦及鈦合金,,人體環(huán)境特點,,,,,,,,,,,,,體液是質(zhì)量分數(shù)約為1%的NaCl、少量其它鹽類及有機化合物的充氣溶液。有人說人體與溫暖的海水相似。,在人體的不同部位，甚至同一部位不同時刻，人體組織內(nèi)體液的成分不一樣。,電化學腐蝕的基本規(guī)律對人體環(huán)境中的植入材料的腐蝕完全適用。,人體體液環(huán)境,由體液構成,多

2、種多樣的,電解質(zhì)溶液,人體環(huán)境可能發(fā)生的腐蝕形式：,,,還有其他的腐蝕形式，如晶間腐蝕（不銹鋼最易發(fā)生的腐蝕形式）、應力腐蝕、微動腐蝕等。,,,,,,,均勻腐蝕是指接觸腐蝕介質(zhì)的金屬表面全部產(chǎn)生腐蝕的現(xiàn)象 。大面積發(fā)生，以金屬離子形式進入人體組織里的量還是相當可觀，影響生物相容性，增加病人的痛苦甚至危及生命。,點腐蝕是一種腐蝕集中在金屬（合金)表面數(shù)十微米范圍內(nèi)且向縱深發(fā)展的腐蝕行式。形成條件：鈍化膜，特殊離子，電位差。,均勻腐蝕,點腐

3、蝕,,,,,,,縫隙腐蝕是指連接處出現(xiàn)狹窄的縫隙，電解質(zhì)溶液進入，使縫內(nèi)金屬與縫外金屬構成短路原電池，并且在縫內(nèi)發(fā)生強烈局部腐蝕。多零件植入裝置中，大約有50%遭受縫隙腐蝕。,電偶腐蝕是由于腐蝕電位不同，造成同一介質(zhì)中異種金屬接觸處的局部腐蝕 。在多個零件構成的植入裝置中，選用的材料不同就容易產(chǎn)生電偶腐蝕。手術時也要注意。,電偶腐蝕,縫隙腐蝕,,,,,腐蝕疲勞是指金屬材料在交變應力的共同作用下產(chǎn)生的斷裂現(xiàn)象。腐蝕疲勞裂紋總是從植入器件表

4、面發(fā)生，所以可以對植入器件噴丸處理提高疲勞壽命。,腐蝕疲勞,醫(yī)用金屬材料嚴格滿足如下要求：,,,,,,,,,常見醫(yī)用金屬材料及特點（優(yōu)點）,良好的穩(wěn)定性和加工性能。因其價格較貴,廣泛應用受到限制,較硬富有彈性,可起到矯形或支撐作用.其優(yōu)良的生物相容性、耐腐蝕、耐磨性、無毒。,無毒、質(zhì)輕、強度高、生物相容性好優(yōu)點,良好的耐腐蝕性能和綜合力學性能,且加工工藝簡便,耐腐蝕和力學性能綜合衡量,它是最優(yōu)良的材料之一,醫(yī)用金屬材料在諸多生物材料中

5、,由于具有較高強度和韌性 ,適用于修復和置換人體硬組。.,,骨折不愈，鋼板螺釘松動。術后9年左上臂再次外傷，外院進行鋼板取出外固定架固定＋植骨術。,術后6個月，鈦人工骨完全吸收，骨折愈合，患者左上臂活動恢復正常,鈦及鈦合金的優(yōu)勢：,20℃時密度為 4.5 g/cm3，僅為不銹鋼的 56%。植入人體內(nèi)大幅度減輕了人體的負荷量，作為醫(yī)療器械也減輕了醫(yī)務人員操作負荷。,為 108 500 MPa，僅為不銹鋼的53%，植入人體內(nèi)與人體自然骨

6、更接近，有利于接骨，能夠減少骨頭對植入物的應力屏蔽效應。,鈦及鈦合金是無磁性金屬，不受電磁場和雷雨天氣的影響，這有利于使用后的人體安全。,1質(zhì)輕,2彈性模量低,3無磁性,鈦及鈦合金的優(yōu)勢：,鈦及鈦合金的無毒性，作為植入物對人體無毒副作用。,在人體血液的浸泡環(huán)境中具有優(yōu)異的耐腐蝕性，保證了與人體血液及細胞組織的相容性好，作為植入物不產(chǎn)生人體污染，不會發(fā)生過敏反應。,長期留置于人體內(nèi)，會受到人體的彎曲、扭轉(zhuǎn)、擠壓、肌肉收縮力等作用，要

7、求植入物具有高的強度和韌性。鈦合金，完全可以滿足人體植入物的要求。,4無毒性,5抗腐蝕性,6強度高、韌性好,鈦制金屬件（有上百種）:,,研發(fā)現(xiàn)狀：,,據(jù)報道，世界上每年有近千噸醫(yī)用型鈦及鈦合金材料用于制造人體植入物，其中 80%的是Ti-6Al-4V鈦合金。,,隨著醫(yī)用型 Ti-6Al-4V鈦合金應用發(fā)展，開發(fā)出具有高斷裂韌性，低裂紋擴展的低間隙元素型Ti-6Al-4V ELI鈦合金。,,材料學界專家積極開發(fā)無鋁、釩的新型鈦