髋关节假体C是什么材质(髋关节假体cz是什么材质)
今天给各位分享髋关节假体C是什么材质的知识,其中也会对髋关节假体cz是什么材质进行解释,现在开始吧!
复合材料中的佼佼者
河南工业大学材料科学与工程学院 宋志健 刘世凯 孙亚光
近年来,陶瓷基复合材料的功能化发展与日俱进,可应用的领域也不断扩大,其中氧化锆陶瓷基复合材料由于具有优异的物理和化学性能,并且具有其他陶瓷基复合材料无法比拟的良好韧性,在生物材料、结构材料、耐火材料、环保材料和电子材料等领域均有所应用。
高纯的氧化锆呈白色,一般的呈黄色或灰色。氧化锆是一种弱酸性氧化物,具有良好的化学性质,除硫酸和氢氟酸外,对于其他酸、碱及碱熔体、玻璃熔体和熔融金属都具有很好的稳定性。在大家的认知里,陶瓷一般是又硬又脆的,但氧化锆陶瓷基复合材料具有优良的力学性能,因为氧化锆在常压下温度由高到低呈三种状态存在,即单斜相(m)、四方相(t)、立方相(c)。随着温度变化三种相会依次相互转化,在此过程中会引起陶瓷基体的体积变化,进而在基体中会出现大量的微裂纹,可以分散尖端应力,提高其力学性能。部分稳定氧化锆力学性能优良、导热系数低、抗热震性良好,是一种应用前景广阔的新型结构陶瓷。
可用于牙齿修复、骨关节修复、手术陶瓷刀等生物材料领域。作为齿科修复材料,首先需具有良好的生物相容性,无毒副作用;其次还需具有足够的机械强度,能承受口腔内咬合力的频繁变化;同时,伴随着人们对美观需求的提高,要求齿科修复材料的色泽与天然牙无限接近。
氧化锆陶瓷具有优异的抗弯强度和断裂韧性、良好的生物相容性等特性,且色泽美观与天然牙一样自然,被视为理想的全瓷修复材料,逐渐代替氧化铝陶瓷,在修复硬组织损伤方面扮演着重要的角色。特别是氧化钇稳定氧化锆陶瓷凭借t-m相变增韧,强度可达1000MPa,断裂韧性可达7.2MPam0.5。
此外,随着全瓷体加工技术CAD/CAM 的快速发展,氧化锆陶瓷现已被广泛用作齿科修复材料,如牙根管、瓷桩、托槽、牙冠及固定局部义齿等。但是现在发现氧化锆陶瓷存在低温老化现象,在低温(30 300 )潮湿条件下,如处于口腔或生物体内环境,氧化锆会自发地产生t-m相变,导致其力学性能和美观性下降,这种服役过程中的稳定性问题,降低了临床应用效果。近年来,在保证其综合力学性能的基础上,学者针对这一问题以及如何抑制低温老化现象进行了大量的体外时效研究。氧化锆陶瓷的低温老化与晶粒尺寸、稳定剂、残余应力大小有关,可以从氧化锆陶瓷的微观结构、制备工艺、开发设计三方面解决其存在的低温老化问题。
可用作关节假体材料。每年关节置换手术的数量呈稳步增长的趋势。目前,应用于髋关节假体的材料主要是以钛为代表的金属材料。这类金属材料一般使用寿命不超过20年,耐磨性能差,长期使用会导致金属磨削颗粒的产生,从而引起假体周围组织炎症的发生。目前,氧化锆陶瓷植入物因其优异的生物相容性和长期耐磨性而被广泛用作一种髋关节假体材料。与金属材料相比,生物陶瓷能够明显降低植入物的磨损率。例如,3mol%氧化钇部分稳定的四方氧化锆(3Y-TZP),是一种具有优异机械性能的陶瓷材料,在骨科中有很好的应用前景。同时,氧化锆陶瓷材料具有极好的生物相容性、良好的耐腐蚀性,是能满足长期使用要求的潜在替代材料。另外,由于氧化锆陶瓷具有良好的生物相容性、不积累电荷、不生锈、耐磨、锋利度高等特点,使其在医疗器械领域具有潜在用途,有可能用作新型医用陶瓷手术刀片。
可用于陶瓷轴承、研磨球、刹车片等结构陶瓷领域。近年来,工业各领域对高性能材料的需求日益增多。随着 社会 的进步和科学技术的发展,服役于高速、高温、强腐蚀、无磁、无润滑等恶劣工况下的轴承需求越来越多,传统的钢轴承因在高速、高温下寿命、强度、精度等都会下降的原因不能满足工作要求,工程陶瓷性能要远远优于钢轴承。陶瓷材料应用于轴承上能大幅提高轴承工作精度、使用寿命、动态刚度、散热性能、润滑条件等各方面指标,能有效改善机器的使用性能。陶瓷轴承套圈为薄壁环状结构,套圈质量的好坏将影响成品轴承的综合性能和使用寿命。陶瓷轴承加工成本高是制约其广泛应用的关键性问题,其中磨削加工成本占比超过80%。
可用作高温环境下的耐火材料。氧化锆陶瓷的熔点为2715 ,纯致密烧结体的变形温度可达2400 2500 ,热稳定性及高温抗蠕变性能良好。氧化锆陶瓷的热导率比其他陶瓷更低,并且高温化学性能稳定,与多数熔融金属不浸润,是高温隔热及结构材料的理想材料,可应用于金属熔炼、窑炉内衬以及高温防护涂层等。
在环保方面有所应用。城镇居民的人口密度越来越高,日常生活用水的环保处理意义重大。氧化锆陶瓷的化学性质稳定,抗腐蚀,有一定的强度和韧性,耐磨性能优良,并且无毒无害,可以用来制备陶瓷过滤膜。这种过滤膜使用后还可以回收利用。目前国内的氧化锆陶瓷过滤膜与国外的相比还有一定差距。金属器件在日常使用过程中会发生腐蚀,在高温环境下这种现象更为明显,氧化锆陶瓷高温涂层热导率低,抗腐蚀,可以大幅延长金属器件在高温下的使用寿命,提高资源利用率。
在电子材料领域也得到广泛应用。首先氧化锆陶瓷的韧性是其他种类的陶瓷无法企及的,既具有陶瓷的温润手感,又具有相对高的强度和耐磨性能,因此可以用来制作高端手机的后壳。氧化锆传感器具有较高的测氧精度和良好的高温稳定性,被广泛应用于内能机尾气排放中的氧含量检测等领域。氧化锆压电陶瓷由于性能参数多样、振动模式的研究与开发利用增多、器件制作技术进步等因素,近年来得到广泛应用,例如应用于压电点火装置和滤波器等。氧化锆陶瓷还能作为高频感应炉的感应发热体,主要是由它独特的结构和电性能决定的。氧化锆具有负的电阻温度系数,在室温下,是很好的绝热体,具有很高的电阻系数,但是随着温度的升高,其电阻率急剧降低,在1500 左右可以成为十分良好的导体。
氧化锆陶瓷基复合材料具有各种优良的使用性能,被广泛应用到各个领域中,但仍存在一些问题,例如低温老化问题、由于相变导致的失效问题、陶瓷质材料与人体相适应问题、提高陶瓷器件使用寿命问题、制品产业化问题等,都需要我们继续探究。
本文原载于《中国建材报》3月21日9版
责编:丁涛
校对:张健
监审:韩凤凤
陶瓷对聚乙烯适合多大年龄
30-40岁。
陶瓷材料具有极佳的耐磨特性,使用中大大减少了磨损颗粒的产生,此外陶瓷还具有高亲水性,从而获得了流体薄膜润滑,增强了其耐磨特性。目前陶瓷界面关节是最耐磨的人工关节,基于耐磨性可能年轻患者更适合选择陶瓷界面关节。但陶瓷界面关节也存在其缺点,比如价格昂贵。
高交联聚乙烯界面关节耐磨性不及陶瓷界面关节,但在临床使用过程中效果也是十分不错的,价格较陶瓷界面关节相对便宜,更适合大部分人群。
陶瓷对聚乙烯注意事项
当病人确定进行人工关节置换手术后,常常为选择哪种假体困扰,不知道应该选择陶瓷对陶瓷的假体还是选择金属头对聚乙烯内衬的假体。需要说明的是,髋关节假体的柄和髋臼外杯主要是钛合金材料,股骨近端安放的股骨头分作陶瓷或金属头材料的;而髋臼金属外杯内的内衬材料分作陶瓷或聚乙烯材料的。
人工髋关节的标准配置是金属头对聚乙烯内衬,沿用多年,临床效果不错,绝大多数(85%)能够使用20年以上。但是,对于经一定年限使用后关节假体失败的原因分析,发现假体周围骨溶解是造成假体松动的最主要原因。而骨溶解的发生,就与金属头对聚乙烯的磨损所产生的磨削:微小聚乙烯颗粒引发人体免疫反应有关。
超高分子量聚乙烯假体对金属股骨头怎么样
超高分子量聚乙烯假体对金属股骨头还不错,这种高分子材料假肢对金属骨头是目前最好的材料。
亚洲髋关节是什么材质?
全髋关节假体是什么材料做成的?
“髋臼杯”:髋臼杯是金属材质的,绝大部分采用钛合金。它的外表面通过特殊的工艺喷涂(或3D打印)上一层粗糙的多孔结构,人体的骨头可以长入到这些多孔结构中,形成长期稳定的结合。
“内衬”:髋臼内衬有两种材料,一种是用高分子聚乙烯制成,俗称“塑料”,但与我们日常生活中所使用的塑料不同;另一种是用生物陶瓷制成,同样,这种陶瓷与我们生活中的“陶瓷”完全不同。
“股骨头”:人工股骨头的材料也有两种,一种是金属制成,主要成分是钴铬钼合金;另一种是生物陶瓷制成。
(“内衬”和“股骨头”所使用的陶瓷主要是由不同比例的氧化铝和氧化锆组成,还含有少量镍等成分。生物陶瓷的研发经过了一个长期的过程:一、二代陶瓷是灰白色的,目前已不再使用;三代陶瓷为黄色(俗称“黄陶”),正逐渐退出市场;四代陶瓷是粉色的(俗称“粉陶”),是目前市场的主流,已有超过15年的使用历史。)
“股骨柄”:股骨柄为金属材质,绝大部分是钛合金制成。不同厂家不同系列的股骨柄在形状上有些差别,主要是为了和大腿骨的骨髓腔形态相适合;它的表面进行了粗糙化(喷砂或磨砂)处理,或者喷涂上一层多孔金属(或羟基磷灰石等生物材料),这样可以和人体的骨头长到一起,形成长期的稳定。
(顺便说明一下,无论选用上述何种材料,接受髋关节置换以后是可以核磁共振检查的。)
5. 全髋关节假体的界面有几种组合?
通过上述介绍,大家已经了解到,一套全髋关节假体由4个组件组成,其中“髋臼杯”和“股骨柄”都是金属材质,不需要病友去选择,医生会根据具体情况使用不同的型号。需要患者参与选择的只有界面,也就是选用什么材质的“内衬”和“股骨头”。
根据前文所述,“股骨头”(金属/陶瓷)和“内衬”(聚乙烯/陶瓷)各有2种材质,按照排列组合,会产生以下几种组合:
①金属股骨头—陶瓷内衬(我们把它简称为“金属对陶瓷”);
②金属股骨头—聚乙烯内衬(简称为“金属对聚乙烯”);
③陶瓷股骨头—陶瓷内衬(简称为“陶瓷对陶瓷”);
④陶瓷股骨头—聚乙烯内衬(简称为“陶瓷对聚乙烯”)。
由于陶瓷具有一定的脆性,其硬度又高于金属,当它和金属匹配组成关节时容易发生金属磨损和一定概率的陶瓷破碎,所以“金属对陶瓷”这种组合基本上不被使用。这样,可供患者选择的就剩下3种组合: “金属对聚乙烯”,“陶瓷对陶瓷”和“陶瓷对聚乙烯”。
髋关节置换陶对陶和陶对聚乙烯什么区别
髋关节假体的柄和髋臼外杯主要是钛合金材料,股骨近端安放的股骨头分作陶瓷或金属头材料的;而髋臼金属外杯内的内衬材料分作陶瓷或聚乙烯材料的。
人工髋关节的标准配置是金属头对聚乙烯内衬,沿用多年,临床效果不错,绝大多数(85%)能够使用20年以上。但是,对于经一定年限使用后关节假体失败的原因分析,发现假体周围骨溶解是造成假体松动的最主要原因。而骨溶解的发生,就与金属头对聚乙烯的磨损所产生的磨削:微小聚乙烯颗粒引发人体免疫反应有关。
陶瓷对陶瓷的关节,可以最大限度地避免上述问题的发生,1.陶瓷对陶瓷极大地减少了磨损颗粒,陶瓷是所有材料中最耐磨的材料之一,磨损很小,因此产生的微粒就少。2.陶瓷磨损颗粒生物惰性高,也就是说,其颗粒引起机体反应很轻,很少造成大量骨溶解,从而减少了假体松动的可能性。
因此,理论上讲金属头对聚乙烯内衬的关节绝大多数能够使用20年以上,而陶瓷对陶瓷的关节可避免骨溶解引起的假体松动,应该比金属头对聚乙烯的关节多使用许多年。
钴铬钼合金人工关节假体是锻造还是铸造?
钴铬钼合金(CoCrMo)是钴基合金中的一种,也是通常所说的司太立(Stellite)合金的一种。
简介
钴铬钼合金(CoCrMo)是钴基合金中的一种,也是通常所说的司太立(Stellite)合金的一种,是一种能耐磨损和耐腐蚀的钴基合金。最初的钴基合金是钴铬二元合金,之后发展成钴铬钨三元组成,再后来才发展出钴铬钼合金。钴铬钼合金是以钴作为主要成分,含有相当数量的铬、钼和少量的镍、碳等合金元素,偶尔也还含有铁的一类合金。根据合金中成分不同,它们可以制成焊丝,粉末用于硬面堆焊,热喷涂、喷焊等工艺,也可以制成铸锻件和粉末冶金件。
分类
钴和铬是钴基合金的二种基本元素,而添加钼能得到较细的晶粒并在铸造或锻造后有较高的强度。钴铬钼合金,基本上分为二类:CoCrMo合金与CoNiCrMo合金;
1,第一类是CoCrMo合金,通常是铸造产品,;工艺的改进大幅度提高了该材料的综合机械性能;
2,另一类是CoNiCrMo合金,通常是(热)锻造精密加工的。铸造CoCrMo合金已用于牙科数十年,目前用来制造人工关节,锻造CoNiCrMo合金用来制造承受大负荷重关节如膝关节和髋关节。
用途
CoNiCrMo合金是具潜力的锻造钴基合金之一,原来称为MP35N,在受应力时,可以在海水(含氯化物离子)中有高度抗蚀性,冷加工可以增加该合金的强度,可是冷加工有相当的困难度,特别是制造大的装置,例如髋关节柄,只有热锻较为适用。
锻造的CoNiCrMo合金耐磨耗性质和铸造的CoCrMo合金相似,具有耐疲劳性好和抗拉强度高的优点,因此它适合应用在需要寿命长且不会骨折或应力疲劳处,例如髋关节处的人工关节,对于将植入物深深埋入股骨骨髓导管中这个困难且昂贵的手术而言,这个优点是很重要的。
钴基合金的弹性模数并不会随着最大拉伸强度的改变而改变,其值在220至234 GPa的范围,高于其它材料如不锈钢。
CoCrMo合金特别容易受加工硬化影响,所以不能使用像其它金属的一样的制造过程,而需使用真空精密铸造。控制模温可以控制铸件的晶粒大小,在较高温形成粗的晶粒,会降低强度,但也会析出相距较远且较大的碳化物而降低材料的脆性。
髋关节假体C是什么材质的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容。
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