人造髋关节的头杆部分。从股骨上端插进金属杆，杆头有一个金属头，它嵌在粘于髋骨窝中的一个塑料臼中。Co基合金第29页，共85页，星期日，2025年，2月5日Co基合金第30页，共85页，星期日，2025年，2月5日Co基合金第31页，共85页，星期日，2025年，2月5日在外科植入中运用的Ti金属材料有四个级别（表3.3），它们之间的区别在于杂质含量不同。O、N、C、H与Ti形成间隙固溶体，Fe与Ti形成置换固溶体。杂质元素的含量过大会形成脆性化合物。O、N和C能提高Ti的强度，降低其塑性。Ti很容易吸氢，H含量过高会产生氢脆，降低其韧性。微量的Fe对纯钛性能的影响不像O、N、C那样强烈。Ti-6Al-4V是一种广泛用于制造植入器械的钛合金，这种合金的主要合金元素是Al(5.5%～6.5%，质量分数)和V(3.5%～4.5%，质量分数)。3.3常用医用金属材料3.3.3钛和钛合金1）分类、组成和性能第32页，共85页，星期日，2025年，2月5日元素ⅠⅡⅢⅤTi-6Al-4V氮0.030.030.050.050.05碳0.100.100.100.100.08氢0.0150.0150.0150.0150.0125铁0.200.300.300.500.25氧0.180.250.350.400.13钛平衡表3.3Ti金属和Ti合金化学成分组成(以质量分数计)3.3常用医用金属材料3.3.3钛和钛合金第33页，共85页，星期日，2025年，2月5日3.3常用医用金属材料3.3.3钛和钛合金1）分类、组成和性能商业用纯Ti和Ti6Al4V合金的机械立力学性能如表3-4，它们的弹性模量约为110GPa，大约是钴基合金的一半。表3-4Ti及Ti合金的机械力学性能(ASTM，F136)性能ⅠⅡⅢⅤTi-6Al-4V抗拉强度/MPa240345450550860屈服强度/MPa170275380485795延伸率/%2420181510断面收缩率/%3030302525第34页，共85页，星期日，2025年，2月5日3.3常用医用金属材料3.3.3钛和钛合金1）分类、组成和性能Ti为难熔稀有金属，熔点1762℃，密度小、比强度高；Ti合金的强度可达到很高的水平，比强度是不锈钢的3.5倍；Ti与氧反应形成的氧化膜致密稳定，有很好的钝化作用，具有很强的耐蚀性。在生理环境下，Ti合金的均匀腐蚀很小，不会发生点蚀、缝隙腐蚀和晶间腐蚀。Ti合金的磨损与应力腐蚀较明显。第35页，共85页，星期日，2025年，2月5日3.3常用医用金属材料3.3.3钛和钛合金2）生物相容性钛是目前已知的生物亲和性最好的金属之一，钛易于氧反应形成致密氧化钛(TiO2)钝化膜，植入后引起的组织反应轻微。凝胶状态的TiO2膜甚至具有诱导体液中钙、磷离子沉积生成磷灰石的能力，表现出一定的生物活性和骨结合能力，尤其适合于骨内埋植。Ti合金对人体毒性小，密度小，弹性模量接近于天然骨，是较佳的金属生物医用材料。第36页，共85页，星期日，2025年，2月5日钛及钛合金具有优异的使用特性，被世界公认是生物医疗领域中优异的金属材料，采用钛及钛合金制造的股骨头、髋关节、肱骨、颅骨、膝关节、肘关节、肩关节、掌指关节、颌骨以及心瓣膜、肾瓣膜、血管扩张器、夹板、假体、紧固螺钉等上百种金属件移植到人体中，取得了良好的效果，被医学界给予了很高的评价。3.3常用医用金属材料3.3.3钛和钛合金3）临床应用第37页，共85页，星期日，2025年，2月5日临床应用广泛，其质轻、比强度高、力学性质接近人骨、强度远低于纯钛，耐疲劳、耐蚀性均优于不锈钢和钴基合金，且生物相容性和表面活性好，是较为理想的一种植入材料。主要用于：修补颅骨，制成钛网或钛箔用于修复脑膜和腹膜、人工骨、关节、牙和矫形物、人工心脏瓣膜支架、人工心脏部件和脑止血夹、口腔颌面矫形颌修补、手术器械、医疗仪器颌人工假肢等。3.3常用医用金属材料3.3.3钛和钛合金3）临床应用第38页，共85页，星期日，2025年，2月5日钛合金骨第39页，共85页，星期日，2025年，2月5日EL1Ti6Al4V钛基合金制作的骨钉和骨板钛基合金的医学应用：广泛用于制作各种人工关节、牙床、人工心脏瓣膜、头盖骨修复等方面。第40