植入人体的金属材料
医用钛合金标准

医用钛合金标准随着医学技术的不断发展,医用钛合金作为一种理想的外科植入材料,被广泛应用于骨科、牙科和心血管等领域。
为了确保医用钛合金的安全性和可靠性,各国纷纷制定了相关的标准,以规范其生产、加工和应用。
本文将介绍医用钛合金的标准要求及其在临床应用中的重要性。
一、医用钛合金的分类和标准要求1. 医用钛合金的分类根据其化学成分和机械特性的不同,医用钛合金可分为纯钛合金和合金钛合金两大类。
纯钛合金主要由纯度达到99%以上的钛元素组成,其具有良好的生物相容性和低密度等特点。
合金钛合金则是将纯钛与其他金属元素(如铝、锌、铌等)进行合金化处理而得到的,以提高其抗腐蚀性和力学性能。
2. 医用钛合金的标准要求(1)化学成分要求:医用钛合金应符合国际标准组织(ISO)和相关行业协会规定的化学成分标准。
例如,纯钛合金的含氧量应小于0.18%,含碳量应小于0.08%,而合金钛合金中各元素的含量和比例要符合特定的要求。
(2)力学性能要求:医用钛合金的力学性能是其在临床应用中非常重要的指标。
根据不同的应用需求,医用钛合金应具备合适的强度、韧度、塑性和延展性。
一般来说,其抗拉强度应在800 MPa以上,屈服强度应在700 MPa以上,延伸率应在10%以上。
(3)生物相容性要求:由于医用钛合金常常作为植入材料用于人体内,其生物相容性对于患者的健康至关重要。
医用钛合金应符合ISO 10993等相关标准要求,具备良好的生物相容性和低的毒性。
二、医用钛合金标准在临床应用中的重要性医用钛合金的标准对于确保其质量和安全性具有重要意义,其主要体现在以下几个方面:1. 产品质量控制:通过制定医用钛合金的标准,可以规范生产厂商的生产过程和质量控制体系,确保生产的钛合金材料符合规定的要求。
这样可以降低产品质量的差异性,提高产品质量的稳定性和可靠性。
2. 材料选择指南:医用钛合金的标准为临床医生提供了一份可靠的材料选择指南。
医生可以根据患者的具体情况和手术需求,选择符合标准要求的医用钛合金材料,以确保手术的成功和患者的安全。
医用金属板标准

医用金属板标准详解:材料、性能与应用在医疗领域,医用金属板是广泛应用于各种医疗器械、植入物以及手术工具的重要材料。
为确保医疗器械的安全性和有效性,医用金属板需要符合一系列严格的标准。
本文将详细介绍医用金属板的材料要求、性能标准以及应用领域,以期为相关行业的从业人员提供有益的参考。
一、医用金属板的材料要求医用金属板主要采用钛合金、不锈钢、钴铬合金等医用级金属材料。
这些材料具有良好的生物相容性、耐腐蚀性、耐磨性以及优良的力学性能,能够满足医疗器械在复杂生理环境中的使用要求。
同时,医用金属板的材料应符合国家相关法规和标准,如《医疗器械监督管理条例》等,确保材料的安全无毒,不会对患者的健康产生不良影响。
二、医用金属板的性能标准1. 力学性能:医用金属板应具有足够的强度和刚度,以承受在使用过程中产生的各种力学载荷。
同时,其弹性模量应与人体骨骼相匹配,以减少应力遮挡效应,促进骨骼愈合。
2. 耐腐蚀性:由于医疗器械在使用过程中可能会接触到各种腐蚀性介质,如体液、消毒液等,因此医用金属板应具有良好的耐腐蚀性,以保证其在使用寿命内不会发生锈蚀或变形。
3. 生物相容性:医用金属板作为植入人体的医疗器械材料,应具有良好的生物相容性,不会引起过敏反应、组织炎症等不良反应。
这需要通过严格的生物学评价试验来验证。
4. 加工性能:医用金属板应具有良好的加工性能,以满足医疗器械在制造过程中的各种加工需求,如切割、弯曲、焊接等。
这有助于提高医疗器械的生产效率和产品质量。
三、医用金属板的应用领域1. 骨科植入物:医用金属板在骨科领域应用广泛,如骨折内固定板、脊柱矫形器、人工关节等。
这些植入物需要具有优良的力学性能和生物相容性,以确保骨骼的愈合和患者的康复。
2. 心血管医疗器械:在心血管领域,医用金属板常用于制造心脏支架、血管支架等医疗器械。
这些器械需要具有高度的精密性和耐腐蚀性,以确保在血管内的稳定性和长期使用的安全性。
3. 外科手术工具:医用金属板也可用于制造外科手术工具,如手术刀、剪刀、镊子等。
生物材料 第03章 医用金属材料

➢ 最后就是不锈钢在人体内表现为生物惰 性,表面无生物活性,植入人体后与周 边肌体组织的结合不牢固,易于松动, 有时会影响植入治疗效果。
➢ 1、引言 ➢ 2、医用不锈钢的特点 ➢ 3、医用不锈钢存在的问题和不足 ➢ 4、医用不锈钢的研究与发展
4.1 医用无Ni奥氏体不锈钢 4.2 医用不锈钢的表面改性 4.3 抗菌不锈钢
学性能;
➢ 从近年来新修订的国际标准IS05832- 9 (低N i+ N医用 奥氏体不锈钢, 对应美国标准ASTM F1586 ) 中可见, 利用N 元素来代替不锈钢中的部分Ni元素, 可显著提 高不锈钢的力学性能和耐腐蚀性能;
➢ 对比研究高N 无N i不锈钢和医用Co-Cr-Mo 合金 ( Co62-Cr28-M o6, 余为N i等)的力学性能和生物学性 能表明, 高N 无Ni不锈钢的力学性能与Co-Cr-M o合金 相近, 而其耐点蚀性能和血液相容性明显优于钴铬钼 合金, 表现出更高的点蚀点位、更长的动态凝血初凝 时间(高出约25% )和更佳的抗血小板黏附性能;
金属生物材料浸泡在体液中,而体液 含有蛋白质、有机酸(如乳酸) 、碱金属 和无机盐等。
➢ 钠、钾、钙、氯等离子均为电解质,可使金 属产生腐蚀。
➢ 蛋白质与金属间相互作用, 引起非电化学降解。
➢ 金属的不纯产生局部原电池腐蚀, 或结合处磨 损、应力集中和疲劳性断裂。
临床应用金属生物材料腐蚀问题应重点关注 口腔材料和其他种植体材料。
4.1 医用无Ni奥氏体不锈钢
➢ 在1994年颁布的欧洲议会94/27/EC标准中 , 要求植入 人体内的材料(植入材料、矫形假牙等)中的Ni含量不 应超过0.05%;
➢ 研究开发医用低Ni和无Ni奥氏体不锈钢已经成为国际 上医用不锈钢的一个主要发展趋势。其原理是利用廉 价的N 元素(或N和Mn的共同作用)代替不锈钢中昂贵 的Ni元素来稳定不锈钢的奥氏体组织结构, 从而使不 锈钢继续保持其优异的力学性能、耐腐蚀性能和生物
骨结合植入物金属骨针

骨结合植入物金属骨针一、概述骨结合植入物是一种医用金属制品,主要用于骨折治疗和骨关节手术中。
金属骨针是其中的一种,通常由不锈钢、钛合金等材料制成。
它们通过穿刺或插入骨内部来固定和支撑骨折处或手术后的骨结构,促进其愈合。
二、金属骨针的种类1. 不锈钢金属骨针:这种材料具有较高的强度和耐腐蚀性能,适用于大部分的外科手术。
2. 钛合金金属骨针:这种材料比不锈钢更轻,更耐腐蚀,具有更好的生物相容性,适用于对材料过敏或需要长期使用植入物的患者。
三、金属骨针的优点1. 强度高:金属骨针具有较高的强度和硬度,可以有效地支撑和固定断裂处。
2. 生物相容性好:不锈钢和钛合金都是生物相容性良好的材料,可以减少对人体的影响和排异反应。
3. 操作简便:金属骨针可以通过穿刺或插入的方式直接固定在骨内部,操作简单方便。
4. 经济实惠:金属骨针价格相对较低,适用于大部分患者。
四、金属骨针的缺点1. 术后疼痛:由于金属骨针需要穿刺或插入骨内部,术后可能会出现一定程度的疼痛。
2. 植入物感染:如果植入物没有得到有效的消毒和处理,可能会导致感染等并发症。
3. 长期使用的限制:虽然不锈钢和钛合金都是生物相容性良好的材料,但长期使用可能会出现材料疲劳、脱落等问题。
五、金属骨针的注意事项1. 选择合适的材料和尺寸:根据患者年龄、性别、身体素质等因素选择合适的材料和尺寸。
2. 术前检查:在手术前进行全面检查,确保患者没有其他严重疾病或过敏史。
3. 术后护理:手术后需要注意休息、饮食和伤口护理等,避免出现感染和其他并发症。
4. 定期复查:手术后需要定期复查,观察植入物的情况和骨愈合情况。
六、结语金属骨针作为一种常见的骨结合植入物,具有较高的强度和生物相容性,操作简单方便。
但也需要注意材料选择、术前检查、术后护理和定期复查等问题,以减少并发症的发生。
植入人体的金属材料

目录:一、为什么优选钛或钛合金作为人体植入物二、核磁共振对人体金属植入物的要求三、金属植入物对放射性治疗的影响四、电场对金属植入物的影响附件:国内外医用钛及钛合金牌号成分简介附件:钛合金在医学领域的应用一、为什么优选钛或钛合金作为人体植入物金属材料作为生物医用功能材料是材料科学的一个重要分支,用于人体植入物的历史已有400余年。
英国较早地使用了纯金板修补颅骨、镶牙,其后陆续使用了银、铁片、铁丝及铁基合金的固定骨折关节件。
1930年以后,英国、美国使用钴基合金作为人体植入物。
第二次世界大战期间,英国、美国和日本等国家使用了大量的不锈钢作为人体植入物。
不锈钢植入人体,对镍过敏的不能植入316L或是317L。
20世纪50年代初,随着稀有金属工业的发展,加工态和铸态的钛、铌、锆作为人体植入物用于临床实验。
医学领域中钛合金的应用现状与发展趋势钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。
世界上许多国家都认识到锨合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。
第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金,由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好,而成为钛合金工业中的王牌合金,该合金使用量已占全部钛合金的75%~85%。
其他许多钛合金都可以看做是Ti-6Al-4V合金的改型。
20世纪50~60年代,主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金,70年代开发出一批耐蚀钛合金,80年代以来,耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。
耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600~650℃。
A2(Ti3Al)和r(TiAl)基合金的出现,使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端(风扇和压气机)向发动机的热端(涡轮)方向推进。
结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。
医用植入材料分类

医用植入材料分类医用植入材料是指经过人工加工和设计,用于修复、替代或增强人体组织功能的材料。
它们被广泛应用于骨科、牙科、心血管、神经等医疗领域,具有重要的临床价值和应用前景。
根据其组成、用途和材料特性,医用植入材料可以分为不同的分类。
一、金属类植入材料金属类植入材料具有良好的力学性能和生物相容性,常用于修复骨骼缺损、牙科种植和血管支架等。
常见的金属类材料有钛合金、不锈钢、镍钛合金等。
钛合金由于其轻便、高强度和优异的生物相容性,在医用领域得到广泛应用。
二、生物降解类植入材料生物降解类植入材料是指在人体内可以逐渐降解、被吸收或代谢的材料,不需要二次手术进行取出。
这种材料可以为组织提供支撑和保护,并帮助组织恢复正常功能。
常见的生物降解类材料有聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PHA)等。
它们可以用于缺损骨折的修复、软骨组织修复、腱骨修复等。
三、聚合物类植入材料聚合物类植入材料是指由聚合物构成的材料,具有多样的形态和性质,可以满足不同的植入要求。
聚合物类材料在医学上具有良好的生物相容性、柔韧性和可塑性。
常见的聚合物类材料有聚乙烯醇、聚乳酸、聚己内酯等。
它们在软组织修复、心脏血管修复和腹腔手术等方面应用广泛。
四、生物活性类植入材料生物活性类植入材料是指能够与人体组织进行活性相互作用的材料。
这些材料可以释放出生长因子、药物或其他活性物质,促进组织的生长和修复。
常见的生物活性类材料有羟基磷灰石、骨水泥等。
它们在骨组织修复、牙科种植和软组织修复中具有重要的应用作用。
五、复合类植入材料复合类植入材料是指由多种材料组合而成的材料。
通过优势互补,它们可以兼具多种特性,如生物相容性、生物活性和力学性能等。
常见的复合类材料有聚乳酸-羟基磷灰石、聚乳酸-聚己内酯等。
复合类材料的开发和应用为医疗领域带来了更多的选择。
总结起来,医用植入材料根据其材料特性和应用领域可以分为金属类、生物降解类、聚合物类、生物活性类和复合类等不同分类。
医用金属材料

硬度。这说明此类材料可以在大范围内调节力学性能。 性能
表1 316和316L不锈钢材料的力学性能
材料 状态 退火态
抗拉强度 /MPa
515
屈服强度/MPa 延伸率/%
205
40
洛氏硬度 /HRB
95
316 冷精轧
620
310
35
-
冷加工
860
690
12
300~350
退火态
505
195
40
95
316L 冷精轧
金属的毒性主要作用于细胞,可抑制酶的活动, 阻止酶通过细胞膜的扩散和破坏溶酶体,一般可通过组 织或细胞培养、急性和慢性毒性试验、溶血试验等来检 测。
金属植入材料的腐蚀
腐蚀的发生是一个缓慢的过程,其产物对生物机体的影响决 定植入器件的使用寿命。
腐蚀主要原因:医用金属材料植入体内后处于长期浸泡在含 有机酸、碱金属或碱土金属离子(Na+、K+、Ca2+)、Cl-离 子构成的恒温(37℃)电解质的环境中
临床应用
(1)人工关节和骨折内固定器械。如人工全髋关节、半髋关 节、膝关节、监管杰、肘关节、腕关节及指关节。各种规格的 皮质骨和松质骨加压螺钉、脊椎钉、骨牵引钢丝、哈氏棒、鲁 氏棒、人工椎体和颅骨板等,这些植入件可替代生物体因关节 炎或外伤损坏的关节,应用于骨折修复,骨排列错位校正,慢 性脊柱矫形和颅骨缺损修复等。
人体植入金属

➢金属材料用于人体植入400余年。
➢英国 纯金板 颅骨、镶牙; 银、铁片、铁丝及铁基合金 骨折关节件。
➢1930年以后,英国、美国 钴基合金
➢二战期间,英国、美国和日本 不锈钢 ➢20世纪50年代初,钛、铌、锆 ➢1954年 美国 Ti-6Al-4V合金
2020/3/20
4
Ti-6Al-4V合金特点:
☆ 钛合金和奥氏不锈钢合金这二种骨科内置材料属于抗磁 质,磁导率小于1,是非均匀介质,置于变化的电磁场 时,产生的涡电流很小,不足以致热。
2020/3/20
18
附件
中国医用钛及钛合金标准GB\T13810-2007
Fe
C
N
H
O
AL
V
TA1ELI 0.10 0.03 0.012 0.008 0.10
ISO5832\3 外科植入物—Ti-6Al-4V合金
6AL-4V
Fe
C
N
H
O
AL
V
0.3 0.08 0.05 0.010 0.20 5.5~6.75 3.5~4
钛合金在医学领域的应用
一、钛合金内核陶瓷骨 二、人造髋关节 三、钛合金烤瓷牙 四、钛合金支架
The End .
Thank You !!
结论: 金属植入物对放疗剂量分布存在明显影响,吸收剂量可产 生5%~22%偏差;相同条件下不锈钢板对射线剂量分布影 响较钛合金板明显。
2020/3/20
15
实验二:不同骨科植入物对放射治疗的影响(南京医科大学附
属常州第二人民医院)
【摘要】:不锈钢植入物、钛基合金植入物、碳纤 维植入物在放射诊断中的影像学区别及 对放射治疗剂量的影响
温下存在 进入人体的人工关节、骨钉、手术刀、抽脂
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目录:一、为什么优选钛或钛合金作为人体植入物二、核磁共振对人体金属植入物的要求三、金属植入物对放射性治疗的影响四、电场对金属植入物的影响附件:国内外医用钛及钛合金牌号成分简介附件:钛合金在医学领域的应用一、为什么优选钛或钛合金作为人体植入物金属材料作为生物医用功能材料是材料科学的一个重要分支,用于人体植入物的历史已有400余年。
英国较早地使用了纯金板修补颅骨、镶牙,其后陆续使用了银、铁片、铁丝及铁基合金的固定骨折关节件。
1930年以后,英国、美国使用钴基合金作为人体植入物。
第二次世界大战期间,英国、美国和日本等国家使用了大量的不锈钢作为人体植入物。
不锈钢植入人体,对镍过敏的不能植入316L或是317L。
20世纪50年代初,随着稀有金属工业的发展,加工态和铸态的钛、铌、锆作为人体植入物用于临床实验。
医学领域中钛合金的应用现状与发展趋势钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。
世界上许多国家都认识到锨合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。
第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金,由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好,而成为钛合金工业中的王牌合金,该合金使用量已占全部钛合金的75%~85%。
其他许多钛合金都可以看做是Ti-6Al-4V合金的改型。
20世纪50~60年代,主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金,70年代开发出一批耐蚀钛合金,80年代以来,耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。
耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600~650℃。
A2(Ti3Al)和r(TiAl)基合金的出现,使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端(风扇和压气机)向发动机的热端(涡轮)方向推进。
结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。
另外,20世纪70年代以来,还出现了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形状记忆合金,并在工程上获得日益广泛的应用。
目前,世界上已研制出的钛合金有数百种,最著名的合金有20~30种,如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-1023、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等。
钛合金可以分为α、α+β、β型合金及钛铝金属间化合物(TixAl,此处x=1)四类。
钛合金人体植入物是与人的生命和健康密切相关的特殊的功能材料。
同其它金属材料相比较,使用钛及钛合金的优势主要有六点:1质轻钛及钛合金的密度,20℃时为4.5克/厘米3,仅为不锈钢的56%。
植入人体内大幅度减轻了人体的负荷量,作为医疗器械也减轻了医务人员操作负荷。
2 弹性模量低钛及钛合金的弹性模量低,纯钛为10850公斤力/毫米2,仅为不锈钢的53%,植入人体内与人体自然骨更接近,有利于接骨,能够减少骨头对植入物的应力屏蔽效应。
3 无磁性钛及钛合金是无磁性金属,不受电磁场和雷雨天气的影响,这有利于使用后的人体安全。
4 无毒性钛及钛合金的无毒性,作为植入物对人体无毒副作用。
.5 抗腐蚀性钛及钛合金被称为是生物惰性金属材料,对人体血液的浸泡环境中具有优异的耐腐蚀性能,保证了与人体血液及细胞组织的相容性好,作为植入物不产生人体污染,不会发生过敏反应,这是钛及钛合金应用的基础条件。
在人体植入物用钛及钛合金表面进行阳极氧化着色处理,提高了植入物件在人体条件下的耐磨性、耐蚀性和循环疲劳抗力,也在很大程度上解决了金属离子溶出问题,提高了植入物的相溶性。
同时也可以作为不同规格制品的标识,方便了手术操作。
6 强度高、韧性好因外伤、肿瘤等因素导致骨、关节损害,为建立稳固的骨支架,必须借助弧型板、螺丝钉、人造骨及关节等,这些植入物要长期留置于人体内,会受到人体的弯曲、扭转、挤压、肌肉收缩力等作用,要求植入物具有高的强度和韧性。
研究与临床实例证明,在人体受力小的部位可以用纯钛,在人体受力大的部位可以用Ti-6Al-4V合金,完全可以满足人体植入物的要求。
世界各国的相关研究和大量的临床治疗实例,从深度和广度上认可钛及钛合金是迄今为止最理想的人体植入物金属材料,被当今医疗外科业列为继不锈钢、钴基合金之后崛起的第三代金属。
医用钛及钛合金材料的优势已经被医学界认可,也被越来越多的患者接受。
目前,在医学领域中广泛使用Ti-6Al-4v ELI合金,会析出极微量的钒和铝离子,降低了其细胞适应性且有可能对人体造成危害,这一问题早已引起医学界的广泛关注。
美国早在20世纪80年代中期便开始研制无铝、无钒、具有生物相容性的钛合金,将其用于矫形术。
日本、英国等也在该方面做了大量的研究工作,并取得一些新的进展。
例如,日本已开发出一系列具有优良生物相容性的α+β钛合金,包括Ti-15Zr-4Nb_4ta-0.2Pd、Ti-15Zr-4Nb-aTa-0.2Pd-0.20~0.05N、Ti-15Sn-4Nb-2Ta-0.2Pd和Ti-15Sn-4nb-2Ta-0.2Pd-0.20,这些合金的腐蚀强度、疲劳强度和抗腐蚀性能均优于Ti-6Al-4v ELI。
与α+β钛合金相比,β钛合金具有更高的强度水乎,以及更好的切口性能和韧性,更适于作为植入物植入人体。
在美国,已有5种β钛合金被推荐至医学领域,即TMZFTM(TI-12Mo-^Zr-2Fe)、Ti-13Nb-13Zr、Timetal 21SRx (TI-15Mo-2.5Nb-0.2Si)、Tiadyne 1610(Ti-16Nb-9.5Hf)和Ti-15Mo。
用于制造植入人体内的医疗器件、假体或人工器官和辅助治疗设备的钛合金。
主要有钛6铝4钒、钛5铝2.5锡、ELI钛6铝4钒等合金。
它们具有比强度高、力学性质接近人骨,强度远优于纯钛,还具有耐疲劳、耐腐蚀及生物相容性优良等特点。
人体不会对钛产生排斥首先,大部份的金属都会与空气中的氧起作用,这种现象就是氧化,俗话说的生锈。
铜会长铜绿,铁会长铁锈等。
钛在极高温时,会呈现高度不稳定的现象,会四处抢电子,抢完电子平衡自己後,当然就稳定了。
钛在室温下,是极度的稳定,不会抢别人电子或是自己的电子被抢走。
一般来说,钛一超过摄氏600 度就会开始不稳定。
因为钛这种高度稳定的特性,所以应用在人体时,不容易跟身体内的物质起化学变化,也不会被身体内的酸性物质所腐蚀。
钛本身的特性就很好,但是并不是完美的。
因此我们所能看到的钛,都并不是纯钛,而是化合物。
也只有化合物可以稳定的在室温下存在,而且不容易起变化。
进入人体的人工关节、骨钉、手术刀、抽脂用插管等,全部都是钛合金所制成。
至於目前市面上所流行的液化钛、碳化钛,这些也都是化合物,而不是纯钛。
钛与不同的东西化合後,就会呈现不同的特性。
目前所知,只有液化钛及碳化钛的钛项圈、钛锗手链、钛项链等产品具有调整人体的保健功能,一般的钛制品无此功能。
二、核磁共振对人体金属植入物的要求核磁共振是一种物理现象,作为一种分析手段广泛应用于物理、化学生物等领域,到1973年才将它用于医学临床检测。
为了避免与核医学中放射成像混淆,把它称为磁共振成像术(MRI)。
MRI是一种生物磁自旋成像技术,它是利用原子核自旋运动的特点,在外加磁场内,经射频脉冲激后产生信号,用探测器检测并输入计算机,经过计算机处理转换后在屏幕上显示图像。
磁共振成像(MRI)检查是骨科,尤其是脊柱外科疾病诊断的有效工具。
1)由于在核磁共振机器及核磁共振检查室内存在非常强大的磁场,因此,装有心脏起搏器者,以及血管手术后留有金属夹、金属支架者,或其他的冠状动脉、食管、前列腺、胆道进行金属支架手术者,绝对严禁作核磁共振检查,否则,由于金属受强大磁场的吸引而移动,将可能产生严重后果以致生命危险。
2)对于带有金属植入物的患者,检查时在MRI图像金属植入物区上可出现大量伪影,以致影响图像诊断性能。
采用铁、不锈钢等作为骨科植入物材料,伪影十分明显,严重干扰了图像的判读。
近年来,随着科技的进步与发展,有许多骨科内固定物,特别是脊柱的内固定物,开始用钛合金(医用钛合金含极少量铁)或钛金属制成。
1)钛合金具有良好的机械、抗疲劳性能,是矫形外科植入物的首选材料之一。
2)由于钛金属不受磁场的吸引,在磁场中不会移动。
因此体内有钛金属内固定物的病人,进行核磁共振检查时是安全的;钛金属也不会对核磁共振的图像产生干扰。
这对于患有脊柱疾病并且需要接受脊柱内固定手术的病人是非常有价值的。
有的脊柱病人做完钛制内固定后要在该部位做一个磁共振检查,照样显示的很清楚,对身体也没有什么影响。
3)钛合金在MRI环境中产生的磁场吸引力较其他金属小,产生热量也很少,因此钛合金植入物能安全地接受MRI检查,在MRI图像上产生的伪影明显小于铁、不锈钢等植入物。
通过选择合适的扫描序列和参数可进一步减小钛合金植入物在MRI检查中产生的伪影,得到良好的图像。
有的医院有规定体内有金属,一律不做核磁共振检查。
一般低场强磁共振机检查问题不大,只要确定是钛的,不是不锈钢的都能做。
根据相关的医学文献,包含铁、镍、铬等金属的合金将对诊断产生一定的影响,有可能出现伪影等图像问题,影响诊断。
而钛金属在很强的磁场中也不会被磁化,既不会干扰图像,也不会影响诊断,与MRI诊断是兼容的。
北京大学第三医院放射科(疼痛及肿瘤CT介入门诊)柳晨医生:钛金属植入物不受磁场的影响,不锈钢类的植入物需要具体问题具体分析。
如果必须通过做核磁共振明确疾病,建议选用磁场强度相对比较低的核磁进行检查。
通过常年观察和实践,目前1.5T核磁相对比较安全。
总体原则是体内有金属慎做核磁,不是肯定不能做,因为如果金属移位可能造成内脏和大血管的损伤。
一般位于骨头上的金属植入物相对比较稳定;镶牙固定的金属牙托如果可以摘除尽量摘除;内脏手术吻合器也相对安全。
三、金属植入物对放射性治疗的影响目的:探讨放射野内金属植入物对其周围组织吸收剂量的影响。
方法:将骨科内固定不锈钢板、钛合金板和相同大小条状肌肉分别置入尸体标本左侧股骨前侧,构建实验组与对照组模型。
应用直线加速器6 MV X线照射,使用热释光剂量仪分别对不同内植物界面的吸收剂量进行测量,用治疗计划系统对有无金属植入物百分深度剂量变化进行模拟计算并与测量结果比较。
结果6MVX线照射置入不锈钢板、钛合金板和条状肌肉时,入射面实际测量值分别为1.18 Gy±0.04 Gy、1.12 Gy±0.04 Gy和0.97 Gy±0.03 Gy(F=57.35,P〈0.01),不锈钢板和钛合金板较条状肌肉相应位置吸收剂量分别增加了21.65%和15.46%;出射面实际测量值分别为0.87 Gy±0.03 Gy、0.90Gy±0.02 Gy和0.95 Gy±0.04 Gy(F=13.37,P〈0.01),不锈钢板和钛合金板较条状肌肉相应位置点吸收剂量分别衰减了8.42%和5.26%.模拟计算钢板入射面1 cm范围内吸收剂量较条状肌肉明显增加,而钢板入射面1 cm 以外范围影响〈5%,出射面对剂量分布影响〈2%。