【本文來(lái)自(zì)微信公眾號:晨源鈦(tài)業】
1概述
生物醫用材料是材料科學的一個重要分支,是用於診斷、治療或替代(dài)人體組織、器官或增進其功能(néng)、具有高技術含量和高經濟價值的新型(xíng)載體材料(liào),是材料科學技術中一個正在發展的新領(lǐng)域。生(shēng)物醫用(yòng)材料對於(yú)探索人類生命奧秘、保障(zhàng)人類健康長壽做出更大貢獻。近10多年以來,生物醫(yī)用材料及製品的市場增長率(lǜ)一直保持在20-25%左右,預計(jì)未來10~15年內,包括生物醫用材料在內的(de)醫療器械產業(yè)將達到醫藥製品市場規模,成為21世紀世界經濟的支柱產業。
在生物醫用金屬材料中,鈦及其合金憑借優良的綜合性能,成(chéng)為人工關節(髖、膝(xī)、肩、踝、肘、腕、指關節等)、骨創傷產(chǎn)品(髓內釘、鋼(gāng)板、螺釘等)、脊柱矯形內固定(dìng)係統、牙(yá)種植體、牙托、牙矯(jiǎo)形絲、人L心髒瓣膜、介入性心血管支架等醫用內植物產品的******材料。目前,還沒有比鈦合金(jīn)更好的金屬材料用於臨床(chuáng)。世界(jiè)人口近65億,據不完全統計,傷殘者接近4億,肢體傷殘者(zhě)6000萬,牙病患者20億,目前生物材料器(qì)件植(zhí)入(rù)者僅有3500萬人(rén)。每年(nián)關節置換量約150萬例,與實際需要置換者的數量相差(chà)甚遠。因此,生物醫用材料市場需求潛力巨大,作為生物醫用金屬材料的******一鈦及其合金的(de)需求也(yě)將大增。
2我國生物醫用鈦及(jí)材料的市(shì)場應用現狀
自1980年(nián)代中期以來,我國在醫療植人物方(fāng)麵,對鎳鈦形狀記憶合金(jīn)的臨床與應用研究屬國際******水平,上海鋼鐵研究總院、天津市冶(yě)金材料研(yán)究所及北京有(yǒu)色金屬(shǔ)研究(jiū)總院稀有金屬研究所聯合當地的醫療專(zhuān)家和教授開發了很多醫療植人物產品。如:環抱鋼板、髕骨瓜、騎縫釘、髓內釘、人工關節、牙弓絲等產品。但(dàn)直到2000年,首例鎳(niè)鈦形狀記(jì)憶(yì)合金產品(來自蘭(lán)州西脈記憶合金股份公司)才獲得******醫藥(yào)管理局準(zhǔn)產注冊。我國雖然鈦儲量豐富,但在醫用(yòng)鈦方麵卻相對滯後,無論在科研(yán)、設備、技術、工藝,還是在應用方麵(miàn)都無法與歐、美******相比。1998 年,天津市醫療器械工業公(gōng)司骨科器械二廠******取得******醫藥管理局頒發(fā)的鈦質接骨板、鈦質接骨螺(luó)釘的試產(chǎn)注冊,成為國內******家鈦植入物生產企業。該企業當年取得了很好的經濟效益。
在以後幾年,鈦植入物(wù)像雨後春筍般(bān)被國內醫療器械生產企業所生產。目前國內應用較好的企業(yè)有常州武進醫療器械三廠、常州康輝(huī)醫療器械.有限公(gōng)司等。但在具體使用過程中也發生了很多問題,如植入(rù)物疲勞折斷、手術中塑形(xíng)困難等,甚至發生了很多醫療糾紛,這當然與材料的選擇有很大關係。1992 年,我國製(zhì)定了外科植入物用鈦及其合(hé)金加工材標準.(GB13810--1992),但合金種類很少。
1997年,如上標準進行了修(xiū)訂,即GB/T13810-1997。但在實際使用中,外科植入物生(shēng)產廠家並沒有(yǒu)完全(quán)搞清這種材(cái)料的性能,材料生產廠也沒有(yǒu)專用於外科植入物材料的內控標準,如國外外科(kē)植入物生產(chǎn)商通常采(cǎi)用的Ti- 6A1I-4VEUI高損傷容限合金標準,目前國內還沒有推廣與應用。在生物醫用(yòng)鈦及其(qí)合金研製(zhì)方麵,北京有色金屬研究總院(yuàn)的王桂生教授、寶雞有色金屬加工廠(chǎng)的魏(wèi)壽庸教授(shòu)、西(xī)北有色金屬研究院生物材(cái)料研究中心(xīn)的李佐臣教授(shòu)等做了很多有益工作和探索。
3在T1-6AI--7Nb合金的研製方麵,從1996年開始,由******醫藥管(guǎn)理局立項,經北京有色(sè)金屬(shǔ)研(yán)究總院、寶雞有色金屬加工(gōng)廠及其協作單位共同努力(lì),先後完成實驗室研究及工業化試製。材料(liào)的化學成分、力學性能完(wán)全符(fú)合IS05832-11規定,金相組織相當於ETYC2 (European Titanium ProductsTechnical Comtee)標準中的A4級,符合IS05832-11對微觀結構的(de)要求。該材料(liào)除小批試投外,1999 年,寶雞有色金屬加工廠還向美國出口成品棒材十餘t,創匯數十萬美(měi)金。該材料2001年通(tōng)過專(zhuān)家鑒定(dìng),此項目(mù)同時獲得2001年度中國有色金屬工業科學(xué)技(jì)術獎-等獎。目前,該材料已準備納(nà)人******標準---骨接合用非有源外科植入(rù)物(wù)通用(yòng)技術條件(CB12417)修訂版(bǎn)中。外科植人(rén)物用Ti- 6AL- 7Nb榨材******標準也在擬(nǐ)訂中。
3存在問題
目前盡(jìn)管很多植入物生產廠已將鈦合金材料植人物作為產品開發的(de)重(chóng)點,醫療用鈦數量在急劇攀升(相對自身而言),但我國醫療(liáo)用鈦方麵仍存在很多誤區:植入物生產廠缺乏統一、高(gāo)質量的內控用材標準(zhǔn),對(duì)材料牌(pái)號、性能缺乏科學認識,盲目認為凡是鈦的,就是好的(de),導致出現由於產品材料原因而造慮多例植人物在體(tǐ)內發生斷裂失效,引起醫療糾紛的(de)事件:由於(yú)使用量的原因,材料生產廠考(kǎo)慮成(chéng)本(běn)因素,隻強調經濟(jì)效益(yì),忽視了社會(huì)效益。
運用現(xiàn)代企(qǐ)業管理方式(shì)及(jí)多年積累的企業文化,先後與國內外30餘家知名企業建立了配套關係,如中壓(yā)電器生產線焊接組裝用翻轉工裝, 諾基(jī)亞手機生產線配套工裝夾具,鋼鐵研究總院光譜分析儀鑄鋁(lǚ)外(wài)殼(ké)、衝擊(jī)試驗機,北京不(bú)鏽鋼異型件(jiàn)加工,北京不鏽鋼零件加工,空(kōng)氣濾芯(xīn)衝壓模具。
國內材料(liào)生產廠尚未生產專供醫療使用的鐵產品,如歐美公司常用的TI -6A1-4VELI合金(jīn),包括型材。細基型(xíng)截麵板條、小直徑(jìng)中空(kōng)厚壁管材,關節鍛造厚板等。由(yóu)於各種原因,我國對醫療用鈦合金材料的研究與(yǔ)研製力(lì)度不夠。鈦合金植入物產品(pǐn)的加工、表麵處理工藝(yì)水平等都與世界************相比差距很大。雖然(rán)國務院(yuàn)設立了全國鈦工業管聯辦公室,但由於醫療用材的特殊性。我國沒有建立競門負資或協調醫療用(yòng)鈦方麵研發、材料標準、材料質量控製、產品加(jiā)工技術谘詢、交流的專門(mén)分支機構或行業協會,缺乏統(tǒng)一的行業管理(lǐ)。
4展望(wàng)
(1) 應注重研發低彈性模(mó)量,高耐磨性能。抗腐蝕性能及(jí)高(gāo)斷(duàn)裂韌性,低裂紋擴展速率、高損傷容(róng)限,並具有優良生物相容(róng)性的生物醫用鈦合金材料;
(2)組成合金的配伍元素應(yīng)以注重(chóng)無毒元素的添加為前提,如主要添加無毒的生(shēng)物金(jīn)屬元(yuán)素,如(rú)跳、Z、TB、Sn、Pt等;
(3)應努力提高我國(guó)生物醫用鈦及其合金加工場的(de)質(zhì)量水平,生產廠家要注重並滿足醫療用(yòng)鈦的市場解求,材料的質量控製標準要與國際接軌,並加強材料的標準化工作:
(4) 應(yīng)加(jiā)大材料的開發與研製力度,走材料研究院所或高等院校、]材料生產及醫療研究機構、臨床醫(yī)學專家聯合開發道路,集材料研製、生物相容性試驗臨床醫學(xué)驗證於一(yī)體,加速開發有廣闊應用前景的新型(xíng)生物醫用鈦(tài)合金材料。作者(zhě):何(hé)寶明 王玉林 戴正宏