生物材料导论6-医用金属4a

1、华东理工大学East China University of Science And Technology生生 物物 材材 料料 导导 论论郎郎 美美 东东博士博士 教授教授实验一楼实验一楼 302302Tel: 6425 3916 E-mail: April 2, 2013齿科用金属材料齿科用金属材料第四章医用金属材料骨科用金属材料骨科用金属材料(物化性能要求物化性能要求)医用金属材料的进步医用金属材料的进步1516世纪前1826年年1886年年1912年年1924年年1926年年1937年年1938年年1940年年1951年年1963年年1971年年金作为齿科材料金作为齿科材料以银和水银制

2、得低熔点合金（以银和水银制得低熔点合金（68C）镀镍钢板作为螺丝和骨接板镀镍钢板作为螺丝和骨接板高碳素钒钢作为骨接板高碳素钒钢作为骨接板Co-Cr-W合金的生物相容性的调查合金的生物相容性的调查SUS302(18%Cr-8%Ni不锈钢系不锈钢系)作为植入材作为植入材Co-Cr-Mo合金作为植入材合金作为植入材 钽的动物实验钽的动物实验SUS316L(17%Cr-14%Ni-2.5%Mo优质耐侵蚀材料优质耐侵蚀材料)钛的动物实验钛的动物实验Co-Cr-Mo合金合金/HDPE人工骨关节、人工骨关节、钛合金钛合金的研究的研究Co-Cr-Mo合金制多孔材料合金制多孔材料医用金属材料与普通金属材料的价格

3、差别普通钢普通钢 4万日元万日元/吨吨SUS316L不锈钢不锈钢 110万日元万日元/吨吨Co-Cr系合金系合金 1,600万日元万日元/吨吨纯钛纯钛 500万日元万日元/吨吨Ti6%Al4%V 1,000万日元万日元/吨吨 钛合金钛合金拉伸试验拉伸试验应变各种材料的抗张强度和应变的关系各种材料的抗张强度和应变的关系钛合金钛合金骨骨 不锈钢不锈钢(SUS316L)HDPEZrO2陶瓷陶瓷Al2O3抗张强度（注：曲线下所占面积越大，材料的韧性就越高）（注：曲线下所占面积越大，材料的韧性就越高）金属材料高分子材料陶瓷材料金属材料高分子材料陶瓷材料抗张强度抗张强度杨氏模量杨氏模量韧性韧性疲劳强度疲劳

4、强度耐摩擦性耐摩擦性耐侵蚀性耐侵蚀性抗老化抗老化生物活性生物活性 三类生物材料有关性质的比较 好好中中差差医用金属材料的主要化学组成和性能医用金属材料的主要化学组成和性能 钛金属钛金属 钛合金钛合金 不锈钢不锈钢 Co-Cr合金合金 主要成份主要成份 Ti Ti Fe Co + Cr C 0.10 0.08 0.03 0.35 Fe 0.30 0.25 主要主要 0.75 Mn 微量微量 微量微量 2.0 414 853 482 655延伸率延伸率(%) 18 10 40 8弹性模量弹性模量 5倍倍 5倍倍 10倍倍 10倍倍(金属金属/骨骨) 金属材料的特点金属材料的特点： 优点优点：低毒性

5、，高强度，高韧性，高耐久性（抗疲劳、耐摩耗）：低毒性，高强度，高韧性，高耐久性（抗疲劳、耐摩耗） 缺点缺点：无生物活性，高弹性模量：无生物活性，高弹性模量SUS316L不锈钢不锈钢 Co-Cr合金合金Ti-6Al-4V抗张强度抗张强度杨氏模量杨氏模量韧性韧性疲劳强度疲劳强度耐摩耗耐摩耗耐侵蚀性耐侵蚀性加工性加工性生物相容性生物相容性 代表性医用金属材料性质的比较医用不锈钢医用不锈钢 不锈钢按其组织相的特点可分为马氏体不锈钢、铁素体不锈不锈钢按其组织相的特点可分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、沉淀硬化型不锈钢和奥氏体不锈钢，后者因具有良好的钢、沉淀硬化型不锈钢和奥氏体不锈钢，后者因具有良好的耐蚀性

6、能和综合的力学性能而得到广泛的临床应用。耐蚀性能和综合的力学性能而得到广泛的临床应用。奥氏体奥氏体不锈钢无磁性，不能通过相变使合金强化，但借助不锈钢无磁性，不能通过相变使合金强化，但借助于于冷加工方法冷加工方法可明显提高其力学性能。这类不锈钢均含有可明显提高其力学性能。这类不锈钢均含有足够量的足够量的铬铬以保证其良好的耐腐蚀能力。碳含量高会引起以保证其良好的耐腐蚀能力。碳含量高会引起不锈钢的晶间腐蚀，故超低碳不锈钢的晶间腐蚀，故超低碳AISI316L和和317L不锈钢不锈钢得得到了广泛的临床应用。常用的医用奥氏体不锈钢的组分与到了广泛的临床应用。常用的医用奥氏体不锈钢的组分与性能列入下表。性能

7、列入下表。 医用不锈钢 规格规格 种类种类 Simax Cmax Mnmax Pmax Smax Cumax Ni Cr Mo Fe ASTM F-138 SUS316L 0.75 0.05 2.00 0.025 0.01 0.50 13 18 2.5 剩余量剩余量 JIS H 4607 SUS316L 1.00 0.08 2.00 0.045 0.03 13.5 17 2.5 剩余量剩余量 G4303(棒棒) 4308(线材线材)ISO 5832-1 A 1.00 0.08 2.00 0.025 0.015 0.5 12 17.5 2.75 剩余量剩余量 B 1.00 0.03 2.00 0

8、.025 0.015 0.5 12 17.5 2.75 剩余量剩余量 规格规格 种类种类 抗张强度抗张强度(MPa) 延伸率延伸率(%) 硬度硬度(HB)ASTM F-138 SUS316L 485 40 217JIS H 4303 SUS316L 480 40 187 G4303(棒棒) 4308(线材线材)ISO 5832-1 A 515 40 B 480 40 不锈钢器件植入体内，其合金元素会通过生理腐蚀和磨蚀不锈钢器件植入体内，其合金元素会通过生理腐蚀和磨蚀而导致金属离子溶出，后者进入组织液会引起机体的一些而导致金属离子溶出，后者进入组织液会引起机体的一些不良反应。在一般情况下，人体组

9、织只能容忍微量金属离不良反应。在一般情况下，人体组织只能容忍微量金属离子存在，因此子存在，因此必必须严格控制医用不锈钢在体内的金须严格控制医用不锈钢在体内的金属离子溶出。医用不锈钢的合金元素多，且有强属离子溶出。医用不锈钢的合金元素多，且有强的负电性，能够变化其电子价态，并与体内的有的负电性，能够变化其电子价态，并与体内的有机和无机物质化合而形成复杂的化合物。机和无机物质化合而形成复杂的化合物。在铁、镍、铬、铝、钒等主要合金元素中，对机体在铁、镍、铬、铝、钒等主要合金元素中，对机体组织影响比较清楚的是组织影响比较清楚的是铁铁，它与血红细胞结合可形成铁血黄素。，它与血红细胞结合可形成铁血黄素。铬

10、铬能与机体内的丝蛋白结合。能与机体内的丝蛋白结合。机体过量机体过量富集镍富集镍有可能诱发肿瘤的形成。有可能诱发肿瘤的形成。钒钒具有很强的细胞素性早已被试验所证实。具有很强的细胞素性早已被试验所证实。通常医用不锈钢的小量腐蚀不会引起组织的明通常医用不锈钢的小量腐蚀不会引起组织的明显变化，但量大时会引起水肿、感染、组织坏死或显变化，但量大时会引起水肿、感染、组织坏死或过敏反应。过敏反应。 医用不锈钢的临床医用不锈钢的临床应用应用：在在骨科骨科常用来制作各种人工关节和骨折内常用来制作各种人工关节和骨折内固定器固定器，如人工髋，如人工髋关节、膝关节、肩关节、肘关节、腕关节、踝关节与指关节；各关节、膝关

11、节、肩关节、肘关节、腕关节、踝关节与指关节；各种规格的截骨连接器、加压板、鹅头骨种规格的截骨连接器、加压板、鹅头骨螺钉螺钉；各种规格的皮质骨；各种规格的皮质骨与松质骨加压螺钉、脊椎钉、哈氏棒、鲁氏棒、人工椎体和颅骨与松质骨加压螺钉、脊椎钉、哈氏棒、鲁氏棒、人工椎体和颅骨板等，亦用于骨折修复、关节置换，脊椎矫形等。板等，亦用于骨折修复、关节置换，脊椎矫形等。在口腔科医用不锈钢广泛应用于镶牙、矫形和牙根种植等各在口腔科医用不锈钢广泛应用于镶牙、矫形和牙根种植等各种器件的制造，如各种牙冠、牙桥、固定支架、卡环、基托、正种器件的制造，如各种牙冠、牙桥、固定支架、卡环、基托、正畸丝、义齿、颔面修复件等。

12、畸丝、义齿、颔面修复件等。在心血管系统，医用不锈钢应用于制作各种植入电极、传感在心血管系统，医用不锈钢应用于制作各种植入电极、传感器的外壳与导线、人工心瓣膜、介入性治疗导丝与血管内支架等。器的外壳与导线、人工心瓣膜、介入性治疗导丝与血管内支架等。此外，医用不锈钢还用于制作各种宫内避孕环、眼科缝线、固定此外，医用不锈钢还用于制作各种宫内避孕环、眼科缝线、固定环、人工眼导线等。环、人工眼导线等。 医用钴基合金医用钴基合金 医用钴基合金包括钴铬钼合金、钴铬钨镍合金、钴镍铬钼钨铁医用钴基合金包括钴铬钼合金、钴铬钨镍合金、钴镍铬钼钨铁合金和合金和MP35N钴镍合金及其烤瓷合金。它们的成分与力学性能钴镍合

13、金及其烤瓷合金。它们的成分与力学性能分别列入下分别列入下表表中。中。医用钴基合金的生物相容性与其在机体的腐蚀行为密切相关。医用钴基合金的生物相容性与其在机体的腐蚀行为密切相关。合金植入体内后一般保持钝化状态。合金植入体内后一般保持钝化状态。与不锈钢相比，钴基合金与不锈钢相比，钴基合金的钝化膜更稳定，耐蚀性更好。的钝化膜更稳定，耐蚀性更好。钴铬钼合金的点蚀倾向非常小，钴铬钼合金的点蚀倾向非常小，对应力腐蚀断裂也不敏感。当钴基合金因摩擦造成磨损时会很对应力腐蚀断裂也不敏感。当钴基合金因摩擦造成磨损时会很快由强烈的局部腐蚀转化为全面的均匀腐蚀，并显示出光亮的快由强烈的局部腐蚀转化为全面的均匀腐蚀，并

14、显示出光亮的斑疤。用铸造钴铬钼合金制作的人工髋关节在人体内发生疲劳斑疤。用铸造钴铬钼合金制作的人工髋关节在人体内发生疲劳断裂的概率与医用不锈钢制作的相差无几，这主要是由于铸造断裂的概率与医用不锈钢制作的相差无几，这主要是由于铸造组织的缺陷造成的。若采用锻造钴基合金则可大大降低腐蚀疲组织的缺陷造成的。若采用锻造钴基合金则可大大降低腐蚀疲劳失效的概率。劳失效的概率。医用钴基合金 规格 Femax Cmax Simax Mnmax Pmax Smax W Cr Mo Ni Co ASTM F-75 0.75 0.35 1.0 1.0 28.5 6 1 剩余量剩余量 规格规格 抗张强度抗张强度(MPa

15、) 延伸率延伸率(%) ASTM F-75 655 8 ASTM F-90 0.75 0.1 0.4 1.5 0.04 0.03 15 20 10 剩余量剩余量 ASTM F-75 860 30 医用钴基合金的医用钴基合金的耐磨性耐磨性是所有医用金属材料中最好的，故钴是所有医用金属材料中最好的，故钴基合金植入体内不会产生明显的组织反应。基合金植入体内不会产生明显的组织反应。 医用钴基合金与医用不锈钢是医用金属材料在临床医学中应医用钴基合金与医用不锈钢是医用金属材料在临床医学中应用最广泛的两类材料。用最广泛的两类材料。相对不锈钢而言，医用钴基合金更适相对不锈钢而言，医用钴基合金更适于制造体内承载

16、苛刻的长期植入件。于制造体内承载苛刻的长期植入件。在骨科医用钴基合金是在骨科医用钴基合金是用来制作各种人工关节、接骨板、骨钉、骨针、接骨丝等；用来制作各种人工关节、接骨板、骨钉、骨针、接骨丝等；在心血管系统用于制造人工心瓣膜、血管内支架等；在口腔在心血管系统用于制造人工心瓣膜、血管内支架等；在口腔科用于制作卡环、基托、舌杆、义齿和各种铸造冠、铸造嵌科用于制作卡环、基托、舌杆、义齿和各种铸造冠、铸造嵌件、整铸固定桥和铸造颔垫等。此外还用于脊椎整形、颅骨件、整铸固定桥和铸造颔垫等。此外还用于脊椎整形、颅骨修复等。修复等。 医用钛与钛合金医用钛与钛合金 钛是一种化学活泼元素，极易与空气中的氧、氢、氮

17、反应形成化钛是一种化学活泼元素，极易与空气中的氧、氢、氮反应形成化合物，影响其性能。纯钛在低于合物，影响其性能。纯钛在低于882时为密排六方晶格的时为密排六方晶格的 单单相组织，不能通过热处理强化，但冷加工变形可使其强度有所提相组织，不能通过热处理强化，但冷加工变形可使其强度有所提高。高。纯钛通常按杂质元素碳、铁、氧的含量多少分为纯钛通常按杂质元素碳、铁、氧的含量多少分为4个级别，个级别，其性能有所差异其性能有所差异。氧是一种强的。氧是一种强的 相稳定剂，具有一定的固溶强相稳定剂，具有一定的固溶强化作用。随着氧含量增高，纯钛的强度有所提高，而塑性有所降化作用。随着氧含量增高，纯钛的强度有所提高

18、，而塑性有所降低。低。 钛合金按其组织结构分为钛合金按其组织结构分为 相、相、 目和目和 十十 双相合金等双相合金等3类。类。 相钛合金在医学上应用较少。用于口腔矫正的相钛合金在医学上应用较少。用于口腔矫正的 相钛合金一般含相钛合金一般含11钼、钼、4锡和锡和6锆锆，室温下的组织为亚稳态的，室温下的组织为亚稳态的 相，可通过相，可通过热处理强化，具有较高的回弹性和低刚性。热处理强化，具有较高的回弹性和低刚性。 规格规格 种类种类 Al V Femax Omax Cmax Nmax Hmax Ti 其它其它ASTM F-136 6Al-4V 5.5-6.5 3.5-4.5 0.25 0.13 0

19、.08 0.05 0.012 剩余量剩余量 JIS H 4607 60种种 5.5-6.75 3.5-4.5 0.30 0.20 0.10 0.05 0.015 剩余量剩余量 0.5“钛合金板钛合金板” JIS H 4657 60种种 5.5-6.75 3.5-4.5 0.30 0.20 0.10 0.05 0.0125 剩余量剩余量 0.5“钛合金棒及锻造品钛合金棒及锻造品” ISO 5832-3 6Al-4V 5.5-6.75 3.5-4.5 0.30 0.20 0.08 0.05 0.015 剩余量剩余量 规格规格 抗张强度抗张强度(MPa) 延伸率延伸率(%) ASTM F-136 8

20、96 10 JIS H 4607 825 8 ISO 5832-3 860 10 与其他医用金属材料相比，医用钛合金的主要性能特点是与其他医用金属材料相比，医用钛合金的主要性能特点是密度较密度较低、弹性模量值小低、弹性模量值小(约为其他医用金属材料的一半约为其他医用金属材料的一半)，与人体硬组，与人体硬组织的弹性模量比较匹配。织的弹性模量比较匹配。 纯钛与钛合金表面能形成一层稳定的氧化膜，具有纯钛与钛合金表面能形成一层稳定的氧化膜，具有很强的耐腐很强的耐腐蚀性蚀性。在生理环境下，钛与钛合金的均匀腐蚀甚微，也不会发生。在生理环境下，钛与钛合金的均匀腐蚀甚微，也不会发生点蚀、缝隙腐蚀与晶间腐蚀。当

21、发生电偶腐蚀时，通常是与钛合点蚀、缝隙腐蚀与晶间腐蚀。当发生电偶腐蚀时，通常是与钛合金形成偶对的金属被腐蚀。但是，钛与钛合金的磨损与应力腐蚀金形成偶对的金属被腐蚀。但是，钛与钛合金的磨损与应力腐蚀较明显，腐蚀疲劳也较为复杂。较明显，腐蚀疲劳也较为复杂。 钛对人体毒性小钛对人体毒性小，有利于其临床应用。，有利于其临床应用。 特点特点由于医用钛与钛合金密度小、弹性模量接近于天然骨，故广泛由于医用钛与钛合金密度小、弹性模量接近于天然骨，故广泛用于制作各种人工关节、接骨板、骨螺钉与骨折固定针等。用用于制作各种人工关节、接骨板、骨螺钉与骨折固定针等。用纯钛和钛合金制作的牙根种植体、义齿、牙床、托环、牙桥

22、与纯钛和钛合金制作的牙根种植体、义齿、牙床、托环、牙桥与牙冠已广泛用于临床。用纯钛网作为骨头托架已用于颚骨再造牙冠已广泛用于临床。用纯钛网作为骨头托架已用于颚骨再造手术。用微孔钛网可修复损坏的头盖骨和硬膜，能有效地保护手术。用微孔钛网可修复损坏的头盖骨和硬膜，能有效地保护脑髓液系统。用纯钛制作的人工心瓣膜与瓣笼已成功地得到应脑髓液系统。用纯钛制作的人工心瓣膜与瓣笼已成功地得到应用，临床效果良好。用，临床效果良好。应用应用医用钽、铌、锆医用钽、铌、锆 钽是化学活性很高的元素，在生理环境中，甚至在缺氧条件下钽是化学活性很高的元素，在生理环境中，甚至在缺氧条件下也能在其表面生长一层化学稳定的钝化膜，

23、也能在其表面生长一层化学稳定的钝化膜，使钽具有优异的化使钽具有优异的化学稳定性与耐蚀性。钽植入骨内能与新生骨直接结合，学稳定性与耐蚀性。钽植入骨内能与新生骨直接结合，但在软但在软组织中引起的组织反应要比钛与钴基合金强些。钽的氧化物基组织中引起的组织反应要比钛与钴基合金强些。钽的氧化物基本上不被吸收，本上不被吸收，不呈毒性反应不呈毒性反应。具有半导体性质，可用作刺激。具有半导体性质，可用作刺激脑和肌肉组织的电极。钽可加工成板、带、箔、丝，钽片用于脑和肌肉组织的电极。钽可加工成板、带、箔、丝，钽片用于修补颅盖骨，钽丝可用于缝合神经、肌腱和血管，钽板和钽带修补颅盖骨，钽丝可用于缝合神经、肌腱和血管，

24、钽板和钽带用于修补骨缺损，用钽丝编制网可修补肌肉组织。钽在介入性用于修补骨缺损，用钽丝编制网可修补肌肉组织。钽在介入性治疗中有广泛用途，在血管内支架表面复合钽涂层能有效地提治疗中有广泛用途，在血管内支架表面复合钽涂层能有效地提高抗凝血性能。高抗凝血性能。 铌铌与钽同属于元素周期表第与钽同属于元素周期表第V族元素，具有极相似的化学性族元素，具有极相似的化学性质。纯铌与纯钽一样具有质。纯铌与纯钽一样具有很强的耐蚀性、良好的加工性能与生很强的耐蚀性、良好的加工性能与生物相容性物相容性，用铌制成的骨髓内钉已应用于临床。，用铌制成的骨髓内钉已应用于临床。 锆锆与钛同属于元素周期表第与钛同属于元素周期表第

25、IV族元素，具有相似的组织结构族元素，具有相似的组织结构与化学性质。致密金属锆与钛一样，具有与化学性质。致密金属锆与钛一样，具有很强的耐蚀性，良好很强的耐蚀性，良好的冷加工性能与生物相容性的冷加工性能与生物相容性。金属锆可加工成板、带、线材。金属锆可加工成板、带、线材。理论上讲锆可取代钛在临床上的应用，但因锆理论上讲锆可取代钛在临床上的应用，但因锆价格较贵价格较贵，广泛，广泛应用受到限制。应用受到限制。医用贵金属及其合金医用贵金属及其合金 医用贵金属通常是指医用贵金属通常是指金、银和铂及其合金金、银和铂及其合金。贵金属具有化。贵金属具有化学稳定性和良好的耐腐蚀性与抗蠕变性能，对机体组织无毒、学

26、稳定性和良好的耐腐蚀性与抗蠕变性能，对机体组织无毒、刺激性小、导电性优异。刺激性小、导电性优异。 金及其合金具有美丽的色泽和金及其合金具有美丽的色泽和良好的生物相容性良好的生物相容性。用。用0.5 1.0 m厚的纯金箔可做牙齿的全包覆牙套，但厚的纯金箔可做牙齿的全包覆牙套，但不耐磨不耐磨。在口。在口腔科得到广泛应用的不是纯金，而是金合金，并根据临床需要腔科得到广泛应用的不是纯金，而是金合金，并根据临床需要分为软型铸造金合金分为软型铸造金合金(I型型)、中等铸造金合金、中等铸造金合金(型型)、硬型铸造、硬型铸造金合金金合金(III型型)和超硬型铸造金合金和超硬型铸造金合金(型型)等等4种种 金合

27、金金合金主要用于口腔科，在颅骨修复与植入电极，电子装主要用于口腔科，在颅骨修复与植入电极，电子装置等方面也得到了临床应用。由于使用金及其合金费用高，置等方面也得到了临床应用。由于使用金及其合金费用高，使仿金合金的研制得到了加强。现已研制出的铜锌仿金合金，使仿金合金的研制得到了加强。现已研制出的铜锌仿金合金，其熔点约其熔点约950(与合金的熔点相当与合金的熔点相当)，具有良好的加工性能与，具有良好的加工性能与铸造性能，强度、耐蚀性与色泽均满足临床要求，可望获得铸造性能，强度、耐蚀性与色泽均满足临床要求，可望获得应用。应用。 银与银合金银与银合金在临床医学中得到了广泛应用。纯银具有优异的在临床医学

28、中得到了广泛应用。纯银具有优异的导电性能，已用于植入型电极与电子装置。银汞合金导电性能，已用于植入型电极与电子装置。银汞合金(亦称汞齐亦称汞齐合金合金)是龋齿充填材料。传统的汞齐合金是采用高银低铜的设计是龋齿充填材料。传统的汞齐合金是采用高银低铜的设计方案制备的，通常含有方案制备的，通常含有 2(Sn8Hg)有害相，会严重地降低合金的有害相，会严重地降低合金的力学性能与耐腐蚀性。近力学性能与耐腐蚀性。近10年来得到广泛应用的是按高铜低银年来得到广泛应用的是按高铜低银设计方案制备的新型汞齐合金，不含设计方案制备的新型汞齐合金，不含 2有害相，是比较理想的龋有害相，是比较理想的龋齿充填材料。齿充填

29、材料。 铂与铂合金铂与铂合金具有具有优异的抗氧化性能与耐蚀性优异的抗氧化性能与耐蚀性。铂不会直接氧。铂不会直接氧化，是唯一能够抗氧化到熔点的金属。在室温下除化，是唯一能够抗氧化到熔点的金属。在室温下除“王水王水”外，外，铂几乎不与任何化学试剂反应。在铂中添加金、银、钯、铑等铂几乎不与任何化学试剂反应。在铂中添加金、银、钯、铑等金属可使色泽美丽素雅，具有极佳的耐蚀性与加工性能。常用金属可使色泽美丽素雅，具有极佳的耐蚀性与加工性能。常用的铂合金有铂铱合金、铂金合金、铂银合金等。用铂与铂合金的铂合金有铂铱合金、铂金合金、铂银合金等。用铂与铂合金制造的微探针广泛应用于神经系统检测，其相关装置有神经修制

30、造的微探针广泛应用于神经系统检测，其相关装置有神经修复仪、耳涡神经刺激装置，横隔膜神经刺激装置、视觉神经装复仪、耳涡神经刺激装置，横隔膜神经刺激装置、视觉神经装置、小儿脊椎弯曲整形装置。铂或铂铱合金导线电极用于心脏置、小儿脊椎弯曲整形装置。铂或铂铱合金导线电极用于心脏起搏器。镀铂的钛阳极用于血液净化处理。含铂植入电极可直起搏器。镀铂的钛阳极用于血液净化处理。含铂植入电极可直接在动脉内测量血液成分与性能变化。用铂族金属作为放射性接在动脉内测量血液成分与性能变化。用铂族金属作为放射性同位素源外壳植入人体肿瘤部位，可使全部辐射释放于恶性细同位素源外壳植入人体肿瘤部位，可使全部辐射释放于恶性细胞的同时

31、而不损伤或少损伤周围的健康细胞。胞的同时而不损伤或少损伤周围的健康细胞。 医用磁性材料医用磁性材料选用生物相容性良好的磁性材料加工成磁性药物制剂，既可外选用生物相容性良好的磁性材料加工成磁性药物制剂，既可外用治病，又可内服用于靶向给药和磁性造影。我国医药工作者采用用治病，又可内服用于靶向给药和磁性造影。我国医药工作者采用磁性材料贴于选定的穴位，可以治疗浅表性胃疼痛，风湿性关节炎，磁性材料贴于选定的穴位，可以治疗浅表性胃疼痛，风湿性关节炎，高血压以及慢性皮肤溃疡等疾病。高血压以及慢性皮肤溃疡等疾病。20世纪世纪70年代起，国内外开始磁年代起，国内外开始磁性控释技术的研究，方法是将磁性铁粉与药物共

32、同包裹于医用高分性控释技术的研究，方法是将磁性铁粉与药物共同包裹于医用高分子载体中形成磁性微球，再在病灶区外磁场作用下，让磁性微球定子载体中形成磁性微球，再在病灶区外磁场作用下，让磁性微球定向运动并富集在病灶靶区，所含药物可以定向释放作用于靶细胞，向运动并富集在病灶靶区，所含药物可以定向释放作用于靶细胞，这种通过磁场物理因素把药物导向到靶位的给药方法叫物理靶向给这种通过磁场物理因素把药物导向到靶位的给药方法叫物理靶向给药。所用的药剂形式有磁性微球注射剂、磁性微球胶囊剂和片剂。药。所用的药剂形式有磁性微球注射剂、磁性微球胶囊剂和片剂。这类先进的导弹疗法可用于恶性肿瘤、糖尿病的治疗。在疾病诊断这类

33、先进的导弹疗法可用于恶性肿瘤、糖尿病的治疗。在疾病诊断中，还可以磁性微球作造影剂。中，还可以磁性微球作造影剂。 医用形状记忆合金医用形状记忆合金 TiNi合金是目前医学上使用的唯一的记忆合金。合金是目前医学上使用的唯一的记忆合金。 TiNi合金在医学上应用较广的有口腔牙齿矫形丝以及外科合金在医学上应用较广的有口腔牙齿矫形丝以及外科中各种矫形棒、骨连接器、血管夹、凝血滤器等。近年来血中各种矫形棒、骨连接器、血管夹、凝血滤器等。近年来血管扩张元件等应用也见报道。管扩张元件等应用也见报道。 牙齿矫形丝是利用牙齿矫形丝是利用TiNi合金相变伪弹性特点，使合金丝处合金相变伪弹性特点，使合金丝处理成超弹性

34、丝。由于应力诱发马氏体相变使弹性模量成非线理成超弹性丝。由于应力诱发马氏体相变使弹性模量成非线形变化，当应变增大时，矫正力却增加不多。因此佩带矫正形变化，当应变增大时，矫正力却增加不多。因此佩带矫正丝时，即使产生很大的变形也能保持适宜的矫正力，不仅操丝时，即使产生很大的变形也能保持适宜的矫正力，不仅操作方便，疗效好，而且可减轻患者的不适感。作方便，疗效好，而且可减轻患者的不适感。TiNi合金的超合金的超弹性功能使应变高达弹性功能使应变高达10仍不会发生塑性变形。仍不会发生塑性变形。 脊柱侧弯矫形用哈氏棒通常是用不锈钢制成，但由于植入人体后脊柱侧弯矫形用哈氏棒通常是用不锈钢制成，但由于植入人体后

35、以及在随后使用中，矫正力明显下降，甚至在半个月后下降以及在随后使用中，矫正力明显下降，甚至在半个月后下降55，故通常必需进行再次手术以调整矫正力，使患者在精神上、肉体故通常必需进行再次手术以调整矫正力，使患者在精神上、肉体上承受较大痛苦。改用形状记忆合金棒，只需一次安放固定手术。上承受较大痛苦。改用形状记忆合金棒，只需一次安放固定手术。一般是将一般是将TiNi合金棒记忆处理成直棒，然后在合金棒记忆处理成直棒，然后在Ms以下温度以下温度(通常通常在冰水在冰水)弯成与人体畸形脊柱相似的形状弯成与人体畸形脊柱相似的形状(弯曲应变小于弯曲应变小于8)，立，立即安放于人体内并加以固定。手术后通过体外加热使温度高于体即安放于人体内并加以固定。手术后通过体外加热使温度高于体温温5 10，这时，这时TiNi合金棒逐渐回复到高温相状态，产生足够的合金棒逐渐回复到高温相状态，产生足够的矫正力。矫正力。其它如骨折、骨裂等所需要的固定钉或固定板都是将其它如骨折、骨裂等所需要的固定钉或固定板都是将TiNi合金的合金的Af温度定在体温以下。先将合金板温度定在体温以下。先将合金板(或合金钉等或合金钉等)按所需形状记忆按所需形状记忆处理定形，在