外科植入物用Ti-6Al-4V棒材标准与实物对比分析
1、引言
钛由于其比重小、强度高， 在人体内耐腐蚀性能良好，对人体组织无刺激、无毒性、无炎性及过敏反应，被当今医疗外科业列为继不锈钢、钴基合金[1]之后的第三代金属，因此钛及其合金是一种理想的医用金属。使用钛及钛合金制造的人造骨骼[2]，在骨头损坏的地方使用钛片与钛螺丝钉，几个月后骨头就会重新生长在钛片的小孔与螺丝里，新的肌肉纤维就包在钛的薄片上，起到支撑和加固作用，因此可以把钛称为亲生物金属。
早在20世纪50年代就由美国和英国首次将纯钛用于生物体[3]。随着多年来科研、生产和应用，相应建立了一系列外科植入物钛加工材的标准。1999年美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家通过细化纯钛金属的显微组织，开发出一种制造高强钛金属外科植入物的技术。采用该技术制造出的细晶结构的纯钛金属具有与骨组织良好的亲和性，且其强度也比粗晶粒钛金属好。其后，美国、英国和俄罗斯首先将Ti-6Al-4V合金用于人体植入物。Ti-6Al-4V合金具有所有植入人体金属的最佳综合性能。与纯钛相比，该合金具有足够的抗拉强度和屈服强度[4]，并且还具有良好的延展性，通常该合金植入体可通过锻造、轧制生产，但也可采用铸造生产。此外，Ti-6Al-4V合金可以通过控制成分、或者通过调整加工参数改善强度。通过合理的加工工艺，该合金还可获得好的疲劳寿命[5]。
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4、结论
本文通过国内外外科植入物标准对比及实验对比的方法，使用德国蔡司电子显微镜、万能材料实验机、硬度测试仪等实验设备，从化学成分、力学性能、显微组织及维氏硬度上分析了国内外医疗用Ti-6Al-4V棒丝的差异。通过对比分析得出：
1、国内在外科植入物用钛及钛合金标准制定上已逐步完善，并在各项常规指标上与国际水平接轨。
2、根据国内制定的外科植入物标准，可以生产出符合国外标准要求的外科植入物加工材。但是，获得高品质和质量稳定的材料不能单纯的考虑材料的常规性能，对于质量保证、隐含的（未在标准中显示）指标也是一个需要重点关注的问题。
3、文中提出的诸如初生α含量问题，有待材料供方和植入体制造方进行合作，探讨如何进一步优化一些隐含的参数来提高材料的高疲劳寿命Nf和降低材料的裂纹扩展能力。
