生物金屬材料
正文
植入人體（或動物體）以修復器官和恢復功能用的金屬材料。生物金屬材料有的可以製成牙齒、骨頭等起支撐作用的硬組織（見彩圖），有的可製成心臟瓣膜、腦膜、腹膜等軟組織。植入體內的金屬材料是浸泡在血液、淋巴液、關節潤滑液等體液之中使用的。體液含有有機酸、無機鹽，存在Na+、K+、Ca2+、Cl-等離子,是一種電解質,而且使用時間長達幾年甚至幾十年之久，因此生物金屬材料首先要具備與人體組織和體液有良好的適應性（無毒，不引起變態反應和異常新陳代謝，對組織無刺激性），同時還要有耐蝕性和化學穩定性（金屬離子不隨血液轉移，在體內生物環境中不發生變化，不受生物酶的影響）。生物金屬材料要承受人體的各種機械動作，因此在力學上應具有適宜的強度、韌性、耐磨性和耐疲勞性能。此外，生物金屬材料還要容易加工成各種複雜形狀，價格便宜和使用方便。
生物金屬材料不鏽鋼 耐蝕性和強度不如鈷鉻鉬合金，但價格便宜,加工性能好,所以在醫療中使用量最大。不鏽鋼主要製作固定骨折部位的接骨板、骨鉤和骨螺釘等零件，也有用來製造人工骨、人工關節的。骨科使用的不鏽鋼的典型合金是Fe-18Cr-12Ni-2Mo。合金中矽和錳等雜質的含量越低越好。
鈷鉻鉬合金 這種鈷基合金常稱 Vitallium（見鈷基高溫合金）。它的典型成分為 Co-30Cr-6Mo,還含碳0.35％。它的耐蝕性比不鏽鋼 (Fe-18Cr-12Ni-2Mo)高40倍左右，且有優異的耐疲勞性能和耐磨性能，是目前較好的骨科合金材料。合金中鉻和鉬的作用是提高強度和耐蝕性能；鉬還能阻止結晶時的晶粒長大，從而改善耐疲勞性能。缺點是硬度高，加工困難。
鈦及其合金 這類材料在骨科常用的三類金屬材料中耐蝕性能最好，比重最輕(約為其他材料的一半)。純鈦強度較低,鈦合金(Ti-6Al-4V)強度較高。鈦及其合金的耐磨性差,製成的人工關節的磨損碎屑在體內積存,會造成人體組織變異。這類材料通過氮化處理可改善耐磨性能,已取得臨床效果。Ti-50Ni合金是新發展起來的形狀記憶合金，有形狀記憶效應並有良好的力學性能。它的摩擦損耗只有鈦的幾十分之一。這種合金可製造人工關節，因有形狀記憶效應，也可製造脊椎矯正棒、接骨板及各種類型的止血夾。
用鈷鉻鉬合金和鈦合金粉末製作的多孔金屬作人工關節，不僅可減少人工關節與關節頭之間的彈性模量差別，而且骨組織又能進入多孔金屬中達到生理結合的效果，正在臨床試用中。
