基于生物醫用Ti6Al7Nb合金表面改性技術的研究進展

李達漢，王樹軍, 陳宇澄，孫德奇，王崧全

(1.江蘇師范大學, 江蘇 徐州 221116)(2.中國船舶重工集團公司第七二五研究所，河南 洛陽 471039)(3.洛陽雙瑞精鑄鈦業有限公司，河南 洛陽 471039)

0 引 言

鈦及鈦合金具有良好的生物相容性、較低的彈性模量、較好的耐腐蝕性等諸多優點，在醫療行業的用量逐年增加，且用途越來越廣[1]。一直以來，Ti6Al4V合金在臨床上的應用最廣[2]，但其中的V元素對周圍生物細胞有害[3]，具有一定的致敏性。對此，1985年瑞士Sulzer醫學技術公司采用無毒害的β穩定元素Nb替代元素V，研制出了Ti6Al7Nb合金[4]，并在經過一系列機械性能和生物活性等相關實驗評估后，發現其機械性能與Ti6Al4V合金相當[5]，耐腐蝕性[6]及延展性[7]更強，生物相容性[8]和生物活性[9]更優異，且經過長時間地臨床應用后已實現國際標準化[10]，成為一種更加理想的生物醫用鈦合金材料。

但Ti6Al7Nb合金和大多數的鈦合金一樣，存在硬度低、耐磨性差等缺陷，特別是作為假體植入物時，極易發生摩擦磨損[11]，破壞合金表面的致密氧化層，導致耐腐性變差，摩擦與腐蝕的耦合作用會造成合金中Al等有害金屬離子向周圍生物組織擴散，致使植入物附近的組織發生炎癥、過敏等病變，同時假體材料的長期磨損也會造成假體松動，嚴重影響其使用壽命[12- 13]。隨著人們生活水平的不斷提高及壽命的不斷延長，患者對內植物的使用效果、使用壽命等的要求也不斷提高，如何應用成熟的表面改性技術，優化內植物材料表面的耐磨性、耐蝕性及生物相容性等相關特性，逐漸成為生物醫學領域的研究熱點[14]。……