β型钛合金：骨科植入物的未来之星

β型钛合金：骨科植入物的未来之星

引用

搜狐

等

8

来源

1.

https://www.sohu.com/a/792021708_121702672

2.

https://www.bg-zr.com/technical-information/227.html

3.

http://www.3dsciencevalley.com/?p=36976

4.

https://www.cjter.com/CN/10.12307/2025.401

5.

https://www.jhx-ti.com/hangye/173.html

6.

https://www.medtecinnovation.com/materials/12297/

7.

https://ti-expo.com/newsshow/?135.html

8.

https://www.sxxlti.com/industry-news/955.html

钛合金因具有密度低、强度高、耐腐蚀性强等优点，在骨科植入物领域得到广泛应用。近年来，新型β型钛合金因其更低的弹性模量和更好的生物相容性，有望成为下一代主流骨科植入材料。

目前，骨科植入物中最常用的钛合金是Ti6Al4V。虽然这种合金具有较高的强度和较好的加工性能，但其弹性模量约为112 GPa，远高于人体皮质骨的30 GPa，这会导致“应力遮挡”效应，影响骨组织的正常生长。此外，Al和V元素对人体有害，长期植入可能会引发健康问题。

β型钛合金通过添加Mo、Nb、Ta等β稳定剂，使其在室温下保持BCC结构，具有以下显著优势：

1. 更低的弹性模量：如Ti-24Nb-4Zr-8Sn的弹性模量仅为46~55 GPa，更接近人体骨骼，能有效减少应力遮挡效应。

2. 更好的生物相容性：β型钛合金不含对人体有害的元素，且表面能形成稳定的氧化膜，具有良好的生物相容性。

3. 优异的力学性能：研究表明，β型钛合金在强度、韧性等方面均优于传统钛合金，能满足骨科植入物的力学要求。

3D打印技术为β型钛合金在骨科植入物中的应用带来了革命性突破。通过选区激光熔化（SLM）和电子束选区熔化（EBSM）等技术，可以实现个性化定制，制造出与患者解剖结构完美匹配的植入物。

2014年，第四军医大学西京医院完成亚洲首例钛合金3D打印骨盆肿瘤假体植入术。2015年，第四军医大学唐都医院成功实施世界首例3D打印钛合金胸骨植入手术。这些案例充分展示了3D打印技术在骨科植入物领域的巨大潜力。

目前，β型钛合金在骨科植入物中的应用主要集中在髋臼杯、脊柱椎体等部位。天津清研智束科技有限公司与沈阳市骨科医院合作，采用电子束选区熔化技术制备的髋臼杯假体，通过无序多孔结构设计，大幅降低了接触面的弹性模量，增强了假体与涂层的力学适配性，临床效果良好。

尽管β型钛合金在骨科植入物中的应用前景广阔，但仍面临一些挑战：

1. 成本问题：β型钛合金的制备工艺复杂，成本较高，限制了其大规模应用。

2. 工艺优化：如何通过工艺优化进一步提高材料性能，降低生产成本，是未来研究的重点。

3. 长期效果：虽然短期临床效果良好，但长期效果还需更多数据支持。

随着研究的深入和技术的进步，β型钛合金有望成为骨科植入物的主流材料，为患者带来更安全、更有效的治疗方案。