O desenvolvimento de ligas biomédicas de titânio pode ser dividido em três gerações. A primeira geração é titânio puro e Ti-6Al-4V (fração de massa, a mesma abaixo). Ti-6Al-4V tem boa resistência à corrosão, baixo módulo de elasticidade (110-130 GPa) e excelente combinação de resistência e plástico, e tem sido amplamente utilizado no campo de materiais metálicos médicos. No entanto, seu módulo de elasticidade é 4-20 vezes o dos ossos humanos, e o uso clínico descobriu que os elementos Al e V podem causar reações adversas, como doença de Alzheimer, distúrbios nervosos e osteomalacia.
Posteriormente, a Alemanha e a Suíça substituíram V por Fe e Nb, respectivamente, na década de 1980, e desenvolveram a segunda geração de ligas de titânio medicinal representadas por Ti-5Al-2.5Fe e Ti-6Al -7Nb. Ti-5Al-2. 5Fe e Ti-6Al-7Nb têm propriedades mecânicas semelhantes e melhor biocompatibilidade com Ti-6Al-4V, mas ainda contêm o elemento potencialmente tóxico Al, e o módulo de elasticidade é ainda muito maior do que a do osso humano.
A fim de melhorar ainda mais a biocompatibilidade e a compatibilidade mecânica das ligas de titânio medicinal, desde os anos 1990, países ao redor do mundo desenvolveram sucessivamente as ligas de titânio medicinal de terceiro tipo que não contêm elementos tóxicos como Al e V e têm um módulo de elasticidade menor. Pesquisou sobre ligas de titânio e desenvolveu uma série de novas ligas de titânio médicas, como Ti-13Nb-13Zr, Ti{4}}Mo-6Zr-2Fe (TMZF) e Ti-35Nb-7Zr-5Ta (T-Osteum) nos Estados Unidos, e Ti-35Nb-7Zr{{13 }}Ta (T-Osteum) no Japão Ti-29Nb-13Ta-4. 6Zr ( TNTZ ) e Ti-23Nb-0. 7Ta-2Zr-1.2O ( fração atômica / porcentagem , goma metálica) , chinês Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn (Ti{{29 }}) , TLE(Ti-(3~6)Zr-(2~4)Mo-(24~27)Nb) e TLM(Ti-(1,5 ~4,5 )Zr-(0,5 ~5,5)Sn-(1 .5 ~ 4.4) Mo-(23.5 ~26.5 )Nb etc.
A maior parte da nova geração de ligas de titânio médico é do sistema Ti-Nb, e são adicionados elementos biologicamente corretos, como Mo, Ta, Zr e Sn, que têm um módulo de elasticidade menor e melhor desempenho do que o titânio puro e ligas de titânio médico, como Ti-6Al-4V. biocompatibilidade. As ligas de titânio à base de Ti-Nb podem obter excelente biocompatibilidade, baixo módulo de elasticidade, alta resistência, superelasticidade e efeito de memória de forma por meio do design da composição da liga e regulação da microestrutura, e têm sido amplamente reconhecidas por pesquisadores nas áreas de materiais e medicina. focar em.
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