常用医用金属材料
常用医用金属材料 概 述 生物医用金属材料(biomedical metallic materials)用于整形外科、牙科等领域。由它制成的医疗器件植人人体内，具有治疗、修复、替代人体组织或器官的功能，是生物医用材料的重要组成部分。 生物医用金属材料是人类最早利用的生物医用材料之一，其应用可以追溯到公元前400～300年，那时的腓尼基人就已将金属丝用于修复牙缺失。1546年纯金薄片被用于修复缺损的颅骨。直到1880年成功地利用贵金属银对病人的膝盖骨进行缝合，1896年利用镀镍钢螺钉进行骨折治疗后，才开始了对金属医用材料的系统研究。本世纪30年代，随着钻铬合金、不锈钢和钛及合金的相继开发成功并在齿科和骨科中得到广泛的应用，奠定了金属医用材料在生物医用材料中的重要地位。70年代，Ni-Ti形状记忆合金在临床医学中的成功应用以及金属表面生物医用涂层材料的发展，使生物医用金属材料得到了极大的发展，成为当今整形外科等临床医学中不可缺少的材料。虽然近20年来生物医用金属材料相对于生物医用高分子材料、复合材料以及杂化和衍生材料的发展比较缓慢，但它以其高强度、耐疲劳和易加工等优良性能，仍在临床上占有重要地位。目前，在需承受较高荷载的骨、牙部位仍将其视为首选的植人材料。最重要的应用有：骨折内固定板、螺钉、人工关节和牙根种植体等。 生物医用金属材料要在人体内生理环境条件下长期停留并发挥其功能，其首要条件是材料必须具有相对稳定的化学性能，从而获得适当的生物相容性。迄今为止，除医用贵金属、医用钛、袒、锯、铅等单质金属外，其他生物医用金属材料都是合金，其中应用较多的有：不锈钢、钴基合金、钛合金、镍钛形状记忆合金和磁性合金等。
第一节 生物医用金属材料的特性与生物相容性 生物医用金属材料以其优良的力学性能、易加工性和可靠性在临床医学中获得了广泛的应用，其重要性与生物医用高分子材料并驾齐驱，在整个生物医用材料应用中各占45％左右。由于金属材料在组成上与人体组织成分相距甚远，因此，金属材料很难与生物组织产生亲合，一般不具有生物活性，它们通常以其相对稳定的化学性能，获得一定的生物相容性，植人生物组织后，总是以异物的形式被生物组织所包裹，使之与正常组织隔绝。组织反应一般根据植人物周围所形成的包膜厚度及细胞浸润数来评价。美国材料试验学会的ASTM-F4的标准规定：金属材料埋植6个月后，纤维包膜厚度＜0．03mm为合格。
人体体液约合l％氯化钠及少量其他盐类和有机化合物，局部酸碱性经常略有变化，温度保持在37℃左右，这种环境对金属材料会产生腐蚀，其腐蚀产物可能是离子、氧化物、氯化物等，它们与邻近的组织接触，甚至渗人正常组织或整个生物系统中，对正常组织产生影响和刺激、以引起包括组织非正常生长、畸变、过敏或炎症、感染等不良生物反应，甚至诱发癌变。腐蚀作用同时会使材料的力学性能产生衰减，这两种过程通常单独或协同造成材料的失效。因此，作为生物医用金属材料，首先必须满足两个基本条件：第一是无毒性；第二是耐生理腐蚀性。
一、金属材料的毒性 生物医用金属材料植人人体后，一般希望能在体内永久或半永久地发挥生理功能，所谓半永久对于金属人工关节来说至少在15年以上，在这样一个相当长的时间内，金属表面或多或少会有离子或原子因腐蚀或磨损进人周围生物组织，因此，材料是否对生物组织有毒就成为选择材料的必要条件。当然，某些有毒的金属单质与其他金属元素形成合金后，可以减小甚至消除毒性。例如，不锈钢中含有毒的铁、钴、镍，加人2％有毒的铍可减小毒性；加人20％铬则可消除毒性并增强抗蚀性，因此，合金的研制对开发新型生物医用材料有重要意义。 毒性反应与材料释放的化学物质和浓度有关。因此，若在材料中需引人有毒金属元素来提高其他性能，首先应考虑采用合金化来减小或消除毒性，并提高其耐蚀性能；其次采用表面保护层和提高光洁度等方法来提高抗蚀性能。 元素周期表上70％的元素是金属，但由于毒性和力学性能差等原因，适合用于生物医用、材料的纯金属很少，多为贵金属或过渡金属元素。其中基本无毒的金属单质有：铝（AL）、镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)、钛(Ti)、锆(Zr)、钼(Mo)、钨(W)、金(Au)、铂(Pt) 在常用的生物医用合金材料中，还常采用铁(Fe)、钴(Co)、铬(Cr)、镍(Ni)、钒(V)、锰（Mn）等元素，如不锈钢（Cr－Ni－Mn－Fe）、钴合金（Co－Cr－Ni－Mn－W－Fe）等。 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。
二、耐生理腐蚀性 生物医用金属材料的耐生理腐蚀性是决定材料植人后成败的关键。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人器件的使用寿命。医用金属材料植人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+）、CI-离子等构成的恒温（37℃）电解质的环境中，加之蛋白质、酶和细胞的作用，其环境异常恶劣，材料腐蚀机制复杂。此外，磨损和应力的反复作用，使材料在生物体内的磨损过程加剧，可能发生多种腐蚀机制协同作用的情况。因此，有必要了解材料在体内环境的腐蚀机制，从而指导材料的设计和加工。生物医用金属材料在人体生理环境下的腐蚀主要有八种类型：
1．均匀腐蚀 化学或电化学反应全部在暴露表面上或在大部分表面上均匀进行的一种腐蚀。腐蚀产物及其进人人体环境中的金属离子总量较大，影响到材料的生物相容性。
2．点腐蚀 点腐蚀发生在金属表面某个局部，也就是说在金属表面出现了微电池作用，而作为阳极的部位要受到严重的腐蚀。临床资料证实，医用不锈钢发生点蚀的可能性较大。
3．电偶腐蚀 发生在两个具有不同电极电位的金属配件偶上的腐蚀。多见于两种以上材料制成的组合植人器件，甚至在加工零件过程中引人的其他工具的微粒屑，以及为病人手术所必须使用的外科器械引人的微粒屑，也可能引发电偶腐蚀。因此，临床上建议使用单一材料制作植人部件以及相应的手术器械、工具。
4．缝隙腐蚀 由于环境中化学成分的浓度分布不均匀引起的腐蚀，属闭塞电池腐蚀，多发生在界面部位，如接骨板和骨螺钉，不锈钢植人器件更为常见。
5．晶间腐蚀 发生在材料内部晶粒边界上的一种腐蚀，可导致材料力学性能严重下降。一般可通过减少碳、硫、磷等杂质含量等手段来改善晶间腐蚀倾向。
6．磨蚀 植人器件之间切向反复的相对滑动所造成的表面磨损和腐蚀环境作用所造成的腐蚀。不锈钢的耐磨蚀能力较差，钻基合金的耐磨蚀能力优良。
7．疲劳腐蚀 材料在腐蚀介质中承受某些应力的循环作用所产生的腐蚀，表面微裂纹和缺陷可使疲劳腐蚀加剧。因此，提高表面光洁度可改善这一性能。
8．应力腐蚀 在应力和腐蚀介质共同作用下出现的一种加速腐蚀的行为。在裂纹尖端处可发生力学和电化学综合作用，导致裂纹迅速扩展而造成植人器件断裂失效。钛合金和不锈钢对应力腐蚀敏感，而钻基合金对应力腐蚀不敏感。在设计和加工金属医用植人器件时，一方面，必须考虑上述8种腐蚀可能造成的失效，从材料成分的准确性、均匀性、杂质元素的含量以及冶炼铸造后材料的微观组织的调整（包括热加工和热处理）等诸方面对材料的质量加以控制。另一方面，由于腐蚀与材料表面和环境有关，还必须重视改善材料的表观质量，如提高光洁度等，避免制品在形状、力学设计及材料配伍上出现不当。
三、机械性能与生物相容性 医用金属材料常作为受力器件在人体内"服役"，如人工关节、人工椎体、骨折内固定钢板、螺钉、骨钉、骨针、牙种植体等。某些受力状态是相当恶劣的，如人工孵关节，每年要经受约3.6X1O6次（以每1万步计）可能数倍于人体体重的载荷冲击和磨损。若要使人工髋关节的使用寿命保持在15年以上，则材料必须具有优良的机械性能和耐磨损性。
（一）强度与弹性模量 人体骨的力学性能因年龄、部位而异，评价骨和材料的力学性能最重要的指标有：抗压强度、抗拉强度、屈服强度、弹性模量、疲劳极限和断裂韧性等。人体骨的强度虽然并不很高，如股骨头的抗压强度仅为 143MPa但具有较低的弹性模量；股骨头纵向弹性模量约为13.8GPa径向弹性模量为纵向的1/3，因此，允许较大的应变，其断裂韧性较高。此外，健康骨骼还具有自行调节能力，不易损坏或断裂。与人体骨相反，生物医用金属材料通常具有较高的弹性模量，一般高出人体骨一个数量级，即使模量较低的钛合金也高出人体骨的4～5倍，加之材料不能自行调节状态，因此，材料可能在冲击载荷下发生断裂，如人工髋关节柄部折断。要避免断裂发生，通常要求材料的强度高于人骨的3倍以上。此外，还应有较高的疲劳强度和断裂韧性。表3-1王为常用金属材料的机械性能。为了保证材料的安全可靠性，在经过长期临床经验基础上，提出用于制作人工髓关节的医用金属材料力学性能的基本要求：屈服强度不低于 450 MPa,极限抗拉强度不低于800MPa,疲劳强度高于400MPa,延伸率高于 8％。
表3-1 常用金属材料机械性能
金属 弹性模量 (GPa) 抗张强度 (MPa) 屈服强度 (MPa) 延伸率 （%) 疲劳极限(MPA) 硬度 (维氏)
316 不锈钢 200 600～700 240～300 35～65 260～280 170～200
316L不锈钢 200 540～620 200～250 50～60 260～280 170～200
铸钴合金 200 655 450 8 316 300 锻钴合金 230 900～1540 380～1050 8～60 24～483 265～450 纯铁 110 405～550 345～485 15～18 310 240 钛-6铝-4钒 124 896 830 10～11 551 380
弹性模量是生物医用金属材料的重要物理性质之一，其值过高或过低都不利于广泛应用，即呈现生物力学不相容性。如果金属的弹性模量相对骨骼过高，在应力作用下，承受应力的金属和骨将产生不同的应变，在金属与骨的接触界面处出现相对的位移，从而造成界面处的松动，影响植人器件的功能，或者造成应力屏蔽，引起骨组织的功能退化或吸收；金属的弹性模量过低，则在应力作用下会造成大的变形，起不到固定和支撑作用。因此，一般希望金属材料的弹性模量要尽量接近或稍高于人骨的弹性模量。一个金属植人器件的使用寿命常常受到金属与骨组织界面相容性的制约，以往所有的生物金属医用材料均不具备生物活性，金属和骨组织不会发生牢固的结合，加之弹性模量差异造成的位移和松动，使得界面问题更加突出。近年来广泛开展金属及合金材料(如钛及其合金)表面活化的研究，使得这一界面问题有望解决。从材料本身属性来看，不锈钢、钴基合金都难以同时满足表面活性和降低模量的要求，目前，唯一有希望的是钛合金，因此，新型钛合金的开发成为生物医用金属材料的研究热点。
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。
医用钛板钛棒钛网钛丝
医用钛板、钛棒、钛网、钛丝钛在医学中的应用在人体内因外伤、肿瘤造成的骨、关节损伤，采用钛及钛合金造人工关节、接骨板和螺钉，现在已经广泛应用于临床。
还用于髋关节（包括股骨头）、膝关节、肘关节、掌指关节、指间关节、下颌骨、人造椎体（脊柱矫形器）、心脏起搏仪器外壳、人工心脏（心脏瓣膜）、人工种植牙、钛镍牙齿正畸器以及钛网在头盖骨整形方面等。
对于植入材料的要求可以归为三个方面：材料与人体的生物相容性、材料在人体环境中的耐腐蚀性和材料的力学性能，作为长期植入人体材料有下列7项具体要求：①耐腐蚀性（Corrosion resistance）②生物相容性（Biocompatibility）③优越的力学和疲劳性能（Excellent mechanical and fatigue propeties）④韧性（Thonghness）⑤低的弹性模量（Low modulus of elasticity）⑥在组合体重的耐磨性（Good wear resistance in assembled condition）⑦令人满意的价格（Acceptabie prices）外壳植入物材料主要金属有：金属、聚合物、陶瓷等，金属材料又包括不锈钢、钴基合金和钛基合金。
图（1）为材料性能与骨性能的比较图（1）图（2）所示为三种植入物材料的特性比较图（2）图（3）所示为金属元素和合金的生物相容性图（3）图（3）中：（a）纯金属的细胞毒性（b）纯金属，Co-Cr和不锈钢生物形容性与极化阻抗指间的关系现有医用（外科植入物）钛及钛合金有以下几类：1.工业纯钛2.Ti-6Al-4V和Ti-6Al-4VELI合金3.Ti-6Al-7Nb合金4.新型β型钛合金5.Ti-Ni合金医用（外科植入物用）钛与钛合金牌号见图（4）图（4）植入无用钛及钛合金标准化现状1）ISO国际标准TC150为国际化标准机构中外科植入物专门委员会，外科植入物—金属材料—1~13级，钛合金原来为4个，现为3个。
生物医用材料有哪些
生物医用材料有哪些
生物医用材料是指用于医学治疗、修复和替代组织或器官的材料。
它们在医学领域发挥着重要作用，可以用于骨科、牙科、软组织修复、药物输送系统等方面。
下面我们就来了解一下生物医用材料的种类和应用。
首先，生物医用材料可以分为金属材料、聚合物材料和陶瓷材料三大类。
金属材料包括钛合金、不锈钢等，它们具有良好的力学性能和生物相容性，常被用于骨科植入物的制造。
聚合物材料包括聚乳酸、聚酰胺等，具有较好的可塑性和生物相容性，常被用于软组织修复和药物输送系统。
陶瓷材料具有优异的耐磨性和生物相容性，常被用于牙科修复和人工关节制造。
其次，生物医用材料在临床上有着广泛的应用。
比如，钛合金植入物可以用于骨折固定、人工关节等领域，聚乳酸材料可以用于可降解的缝合线和修复软组织，陶瓷材料可以用于牙科修复和人工关节制造。
此外，生物医用材料还可以用于药物输送系统，通过控制释药速率，提高药物的疗效和减少副作用。
另外，随着生物医用材料领域的不断发展，生物可降解材料、生物仿生材料等新型材料也逐渐应用于临床。
生物可降解材料可以在组织修复完成后逐渐降解，避免二次手术取出植入物的痛苦。
生物仿生材料则是通过模仿自然界的结构和功能设计材料，以达到更好的生物相容性和功能性。
总的来说，生物医用材料在医学领域有着重要的地位，不断涌现出新的材料和应用。
随着科学技术的不断进步，相信生物医用材料会在未来发展出更多种类和更广泛的应用，为人类健康事业做出更大的贡献。
生物医用金属材料的研究及其应用前景
生物医用金属材料的研究及其应用前景随着医疗技术不断发展，生物医用金属材料的应用在各个领域都得到了极大的推广。
金属材料因其高强度、导电性、耐腐蚀性等特性成为了生物医用领域中不可替代的材料。
在人造关节、牙科修复、内部支架等医疗器械中，金属材料的应用有着不可替代的重要作用。
一、生物医用金属材料的分类生物医用金属材料按其在人体内的应用可以分为两类：内部应用金属材料和外部应用金属材料。
内部应用金属材料主要包括人造关节、植入材料、牙科修复等。
此类金属材料主要应用在人体内，因此更需要考虑生物相容性和生物安全性。
一般来说，内部应用金属材料都需要经过严格的生物相容性和生物安全性评估后才能投入使用。
此类金属材料常用的材质有钛合金、铬钼合金、钴铬合金等，这些金属材料的耐磨性和稳定性优异，能够承受人体内部的各种力量，而不会受到破坏。
外部应用金属材料主要包括医疗仪器、手术器械、医用终端设备等。
此类金属材料更多地应用在医疗环境中，具有较高的机械强度、化学稳定性和防腐性。
因此材质一般选择不易生锈的金属，如不锈钢、镍钛合金等。
二、生物医用金属材料的优点生物医用金属材料的优点在于材质的高强度、良好的生物相容性和生物安全性，以及材料的高耐磨性和稳定性。
此外还有材料导电性良好等特点，可用于将电子设备与人体内部进行连接或控制。
在人工关节的应用中，钛合金、铬钼合金和钴铬合金具有非常好的耐磨性和生物相容性，可以承受人体内部的高强度力量，因此得到了广泛的应用。
在牙科修复和植入材料中，金属材料代替了传统的牙齿修复材料，能够更好地承受人体内部的压力和力量。
三、生物医用金属材料的应用前景随着人民生活水平和医学科技的不断提升，人们对于生物医用金属材料的应用需求越来越高。
尤其是在人造关节、牙科修复、植入材料等领域有着广泛的应用前景。
而新型生物医用金属材料的研发也为生物医学领域带来了无尽的可能性，特别是对于金属材料的开发，以及在多项应用领域中的应用，都有着广阔的发展前景。
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。
生物医用金属材料
PART TWO
生物医用金属材料的性能要求
有极好的耐腐蚀 性能，无磁性
具有良好的光洁度
有足够的力学强 度和抗疲劳性能
必须无毒、无过 敏性与过敏反应
材料易于制造， 价格适当
PART THREE
常用的生物医用金属材料
1.不锈钢
优点：（1）价格便宜 （2）易于通过常规技术成型 （3）力学性能在较大的范围内可控，能提供最佳的强度和韧性
生物医用金属材料
目录
COMPANY
01 生物医用金属材料的概念 02 生物医用金属材料的性能要求
03 常用的生物医用金属材料
PART ONE
生物医用金属材料的概念
生物医用金属材料是指一类用作生物材料的金属或合 金，又称作外科用金属材料或医用金属材料，是一类生 物惰性材料，通常用于整形外科、牙科等领域，具有治 疗、修复固定和置换人体硬组织系统的功能。
5.其他生物医用金属材料
优点：良好的稳定性和加工性能 缺点：价格较贵，广泛应用受到限制
THANK YOU！
PART THREE
常用的生物医用金属材料
3.钛及钛合金
优点：（1）具有良好的耐腐蚀性 （2）不会生锈，且具有生物相容性 （3）无毒、质轻、强度高、耐高温低
温 缺点：钛由于磨损问题，钛不宜作为人工关节Байду номын сангаас滑动部件，可通过离子注入和氮化等方法，可 改进钛的耐磨性。
钛合金人造骨
4.形状记忆合金
优点：（1）较硬富有弹性，可起到矫形或支撑作用 （2）具有优良的生物相容性、耐腐蚀性、耐磨性、无毒性
缺点：耐腐蚀性不够，不宜在体内长时间使用
2.钴基合金
钴基合金主要包括Co-Cr-Mo合金和Co-Ni-Cr-Mo合金。 优点：（1）良好的耐腐蚀性能
血管支架类生物医用材料系列4--记忆金属材料
3.
有关记忆金属NITINOL的基本事实
4. 其基本组成成分一般为镍钛原子数各一半(即50% atomic each; 或55-57%Wt的镍和43-45%Wt左右的 钛,镍钛两者比例的略为变化会对材料的性质产生重 大影响;其它微量元素Cu, Nb, Fe, Hf 可加入以调整 镍钛形状记忆合金的性质
Because the material can change from one phase to the other with a simple shearing motion of the atoms within the crystal structure and no diffusion or large movement of atoms is required, the transition can occur virtually instantly; and more over, the “tilted” twin forms of the martensite can be flipped to the opposite “tilt” by the application of stress without damaging the crystal structure).
微创手术与介入医疗工程学导论
有关记忆金属的基本事实:
2. 镍钛合金的记忆效应是美国海军兵工实验室( Naval Ordinance Laboratory)的Wiley 和Buechler 1962年 偶然发现的。 在医学上常用的记忆合金为镍钛（Ni-Ti ）合金或 称Nitinol,取自(Nickel/ Titanium / Naval Ordinance Laboratory).
Shape Memory Effect:
(仅供参考)生物医用金属材料
第二章生物医用金属材料◆第一节概述◆第二节生物医用金属材料的特性与生物相容性◆第三节常用的医用金属材料◆第四节医用金属材料研究进展第一节概述生物医用金属材料用于整形外科，牙科等领域。
由它制作的医疗器件植入人体，具有治疗，修复，替代人体组织或器官的功能，是生物医用材料的重要组成部分，其在医用材料中占45％，而高分子材料也占45％。
生物医用金属材料是人类最早利用的生物医用材料之一，最重要的应用有：骨折内固定板、螺钉、人工关节和牙根种植体等。
这种材料在人体内生理环境条件下长期停留并发挥其功能，其首要条件是材料必须具有相对稳定的化学性能，从而获得适当的生物相容性。
迄今为止，除医用贵金属、医用钛、钽、铌、锆等单质金属外，其他生物医用金属金属材料都是合金，其中应用较多的是：不锈钢、钴基合金、钛合金、镍钛形状记忆合金和磁性合金等。
第二节生物医用金属材料的特性与生物相容性生物医用金属材料具有优良的力学性能、易加工性和可靠性，但是金属材料很难与生物组织产生亲和，一般不具有生物活性，它们通常以相对稳定的化学性能，获得一定的生物相容性，植入生物组织后，总是以异物的形式被生物组织所包裹，使之与正常的组织隔绝。
组织反应一般根据植入物周围所形成的包膜厚度及细胞浸润数来评价。
作为生物医用金属材料，首先必须满足两个条件：1.无毒性；2.耐生理腐蚀性。
一、金属材料的毒性生物医用金属材料植入人体后，一般希望能在体内永久或半永久地发挥生理功能，所谓半永久对于金属人工关节来说至少在15年以上，在这样一个相当长的时间内，金属表面会有离子或原子因腐蚀或磨损进入周围组织内，因此，材料是否对生物组织有毒就成为选择材料的必要条件。
当然，合金化（某些有毒的金属单质与其他金属元素形成合金后），可减少甚至消除毒性。
因此合金的研制对开发新型生物医用材料具有重要意义。
另外，采用表面保护层和提高光洁度来提高抗腐蚀能力。
金属的毒性可以通过组织或细胞培养、急性和慢性毒性试验、溶血实验等来检测。
医用金属材料标准
医用金属材料标准
医用金属材料是在医疗设备、手术器械、种植物、矫形外科和其他医疗应用中广泛使用的材料。
这些材料必须符合特定的标准和规范，以确保其质量、生物相容性和性能。
以下是一些国际和国内医用金属材料标准的示例：
1. ASTM国际标准：美国材料与试验协会（ASTM）发布了一系列与医用金属材料相关的标准，如ASTM F67（用于医用金属钛的标准规范）、ASTM F138（用于医用金属不锈钢的标准规范）等。
2. ISO国际标准：国际标准化组织（ISO）发布了一系列医用金属材料的标准，包括ISO 5832（针对金属材料的生物相容性要求）、ISO 10993（生物相容性测试的指南）等。
3. 国家药品监督管理局标准：在中国，国家药品监督管理局（NMPA）发布了一系列医用金属材料的标准和规范，以确保医疗器械的质量和安全。
4. 欧洲标准：欧洲委员会发布了一系列医用金属材料的标准，如EN 1811（有关镍释放的要求）和EN 12472（有关医用钛的要求）等。
这些标准通常包括有关材料的成分、性能测试、生物相容性、腐蚀性能、机械性能等方面的规定。
生产商和制造商需要遵循这些标准，以确保其产品在医疗应用中的合规性和安全性。
此外，医疗器械的注册和市场准入通常也需要遵守特定的标准和规定。
因此，医用金属材料的标准对于医疗器械行业至关重要。
骨科生物医用材料
骨科生物医用材料骨科生物医用材料是骨科医学领域中的重要组成部分，它们在骨科治疗和修复中起着关键作用。
这些材料不仅可以用于骨折修复和关节置换手术，还可以用于骨缺损修复和骨肿瘤治疗等多个临床应用领域。
本文将介绍一些常见的骨科生物医用材料及其应用。
一、钛合金材料钛合金是目前最常用的骨科生物医用材料之一，具有良好的生物相容性和机械性能。
它广泛应用于骨折修复和关节置换手术中。
钛合金具有较低的密度和高的强度，可以减轻患者的负担，并提供良好的骨-材料界面。
二、生物陶瓷材料生物陶瓷材料是一类具有生物相容性和生物活性的无机非金属材料。
常见的生物陶瓷材料有羟基磷灰石、三氧化二铝和二氧化锆等。
它们可以用于骨缺损修复和关节置换手术中，能够促进骨细胞的生长和骨组织的再生。
三、生物聚合物材料生物聚合物材料是一类由天然或合成高分子化合物构成的材料。
常见的生物聚合物材料有聚乳酸、聚己内酯和聚酯氨基甲酸酯等。
它们具有良好的生物相容性和可降解性，在骨修复和组织工程中有广泛应用。
四、骨替代物骨替代物是一类可以代替真正骨组织的材料，常见的有羟基磷灰石和骨水泥等。
它们能够提供支撑和填充缺损骨组织的功能，促进骨细胞的生长和骨组织的再生。
五、生物活性物质生物活性物质是一类能够促进骨细胞的生长和骨组织的再生的物质。
常见的生物活性物质有生长因子、细胞因子和骨基质蛋白等。
它们可以通过植入或涂层的方式应用于骨修复和组织工程中，以提高骨组织的再生和修复效果。
总结起来，骨科生物医用材料在骨科治疗和修复中起着重要作用。
钛合金、生物陶瓷材料、生物聚合物材料、骨替代物和生物活性物质等不同类型的材料都具有特定的优势和应用范围。
它们的发展和应用将进一步推动骨科医学的进步，并为患者提供更好的治疗效果。