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生物医学用チタン合金は、材料の微視的構造によって分類できます。 タイプ、プラスタイプ、チタン合金タイプIII。 現在、純チタンとTi -6 Al-4V合金はまだ臨床現場で広く使用されています。 しかし、チタンタイプの合金は、弾性率が低く、生体適合性が高いため、この分野で注目されている研究トピックになっています。 これは、最も有望な生物医学用チタン合金です。
表1は、さまざまな生物医学用チタン合金の機械的特性を示しています。 図1は、さまざまな生物医学用合金の弾性率と人間の骨の弾性率の比較を示しています。 ご覧のとおり、第2世代の生物医学用チタンの弾性率は第1世代の弾性率よりも大幅に低くなっています。 合金設計ではNb含有量の増加傾向があり、どちらもチタン合金タイプ、Ti -35 Nb -7 Zr-5TaおよびTi-29Nb-13です。 Ta -7。1Zr合金の弾性率は55MPaと最も低く、これは人間の骨の弾性率に最も近いものです。 したがって、低弾性率のTi型合金を用いた生物医学材料の開発は、この分野の研究のホットスポットになっています。 国内外で最も広く研究されている生物医学的超弾性チタン合金は、tiNB超弾性チタン合金です。
表1生物医学用チタンの機械的特性
|
素材 |
標準 |
弾性率/Gpa |
引張強さ/Mpa |
合金タイプ |
|
第一世代の生体材料
|
||||
|
商業的に純粋なチタン |
ASTM 1341 |
100 |
240-550 |
a |
|
Ti -6 Al-4V鍛造および圧延片 |
ASTMF136 |
110 |
860-965 |
プラス |
|
Ti -6 Al -4 V 標準レベル |
ASTMF1472 |
112 |
895-930 |
プラス |
|
Ti -6 AI -7 Nb |
ASTMF1295 |
110 |
900-1050 |
プラス |
|
Ti -5Al-2。5Fe |
110 |
1020 |
プラス |
|
|
第2世代および第3世代の生体材料
|
||||
|
Ti -13 Nb -13 Zr |
79-84 |
973-1037 |
準安定 |
|
|
Ti -12 Mo -6 Zr -2 Fe |
74-85 |
1060-1100 |
|
|
|
Ti -35 Nb -7 Zr -5 Ta |
55 |
596 |
|
|
|
Ti -29 Nb -13Ta-4。6Zr |
65 |
911 |
|
|
|
Ti -35 Nb -7 Zr -5Ta-0。4o |
ASTMF1713 |
66 |
1010 |
|
|
Ti -15 Mo -5 Zr -3 AI |
ASTMF1813 |
82 |
|
|
|
Ti-Mo |
ASTMF2066 |
|
||
