多孔鈦合金生物用材在臨床中的應用

鈦被大家稱之為“親生物金屬”，鈦具有特別的電流特性，對人體具有有益的生理效果且其化學性穩(wěn)定，鈦的物理、化學性質(zhì)非常優(yōu)秀，不會被人體吸收，與體液和藥品接觸也不會發(fā)生化學反應，也不會電離，也不與人體的肌肉骨骼發(fā)生反應，因而鈦對人體不會發(fā)生過敏現(xiàn)象。近年來開發(fā)的多孔Ni-Ti形狀記憶合金，為Ni-Ti合金在醫(yī)療方面開辟了嶄新的應用前景。粉末冶金制備多孔Ni-Ti合金的方法包括預合金粉末法、自蔓延高溫合成法、熱等靜壓法和元素粉末混合燒結法等。其中元素粉末混合燒結法是用金屬粉末作原料，經(jīng)混料、成型，隨后進行燒結而獲得所需要的各種類型制品，是制備多孔Ni-Ti形狀記憶合金的重要方法。此燒結法制備的多孔Ni-Ti形狀記憶合金具有高的孔隙率，良好的力學性能、形狀記憶性能和生物相容性。在140MPa壓力下壓制，950℃下固相燒結所制備的Ni-Ti合金，具有以NiTi為主相的，孔隙度合適的合金。

生物固定型（非骨水泥）人工關節(jié)是當前骨科領域?qū)＜?、臨床醫(yī)生推崇的人工關節(jié)假體。它要求髖關節(jié)柄材料或表面具有生物活性，能誘導骨細胞生長，使關節(jié)柄與股骨髓腔界面產(chǎn)生骨整合，可以避免采用骨水泥固定所帶來的弊端（如長期使用后會產(chǎn)生松動、下沉和脫位等）。關節(jié)柄的部分節(jié)段采用多孔鈦合金材料可賦予假體生物活性，有助于柄與髓腔的骨性生理結合。德國克魯勃醫(yī)療技術公司已經(jīng)生產(chǎn)出多孔鈦合金股骨柄假體。制造生物固定型人工關節(jié)的另一種方法是在鈦合金關節(jié)柄表面產(chǎn)生多孔?？蓪⑽⑿♀佒榱Y或等離子噴涂在關節(jié)柄的部分表面，使其表面具有多孔性，減少植入物與骨彈性模量的差別，有利于骨細胞的生長和營養(yǎng)的遞送，從而獲得生理骨整合。

加拿大BIORTHEX公司已經(jīng)采用多孔Ni-Ti合金材料制造出頸、腰椎間融合器，用于骨科脊柱損傷的治療。這種材料具有65%左右的空隙率，平均微孔尺寸為215~230微米，具有生物活性，可促進新生骨通過微孔與支架快速生長，使內(nèi)部相互連接多方向的微孔產(chǎn)生毛細管滲透作用，促使血液、基本營養(yǎng)和骨髓進入椎體間融合器。這種金屬植入材料的彈性模量與松質(zhì)骨接近，從而避免了應力遮擋效應，促進骨重建并對骨細胞的生長提供了良好的環(huán)境支持，使骨生長細胞和營養(yǎng)滲透到相互連接的微孔，加速了骨整合。這種椎間融合器的最大特點是不用植骨（其它材料椎間融合器需要使用自身髂骨來進行骨移植），植入1年后，在融合器內(nèi)部完成骨重建并與周圍骨密度相匹配。