Le leghe di titanio biomedicali possono essere classificate in base alla struttura microscopica dei materiali. tipo α, tipo α + β e lega di titanio β tipo III. Allo stato attuale, il titanio puro e la lega Ti-6Al-4V sono ancora ampiamente utilizzati nella pratica clinica. ma β leghe di tipo titanio sono diventate un argomento di ricerca caldo in questo campo a causa del loro modulo elastico inferiore e della migliore biocompatibilità. È la lega di titanio biomedicale più promettente.
La tabella 1 mostra le proprietà meccaniche di varie leghe di titanio biomedicale. La Figura 1 mostra un confronto tra il modulo elastico di varie leghe biomediche e quello delle ossa umane. Come puoi vedere, il modulo elastico del titanio biomedicale di seconda generazione è significativamente inferiore a quello della prima generazione. C'è una tendenza crescente nel contenuto di Nb nel design della lega ed entrambi sono β tipi di lega di titanio, Ti-35Nb-7Zr-5Ta e Ti-29Nb-13Ta-7.1Zr leghe hanno il modulo elastico più basso di 55MPa, che è il più vicino a quello delle ossa umane. pertanto, lo sviluppo di materiali biomedici con basso modulo elastico β lega di tipo Ti è diventato un hotspot di ricerca in questo campo. Iperelasticità biomedica, la più ampiamente studiata in patria e all'estero β lega di titanio è ti NB iperelastico β lega di titanio.
Tabella 1 Proprietà meccaniche del titanio biomedicale
Materiale |
Standard |
Modulo elastico/Gpa |
Resistenza alla trazione/Mpa |
Tipo di lega |
Biomateriali di prima generazione
|
||||
Commercialmente Titanio Puro |
ASTM 1341 · |
100 |
240-550 |
un |
Ti-6Al-4V Pezzo forgiato e laminato |
ASTM F136 |
110 |
860-965 |
a+β |
Ti-6Al-4V Livello Standard |
ASTMF1472 · |
112 |
895-930 |
a+β |
Ti-6AI-7Nb |
ASTM F1295 |
110 |
900-1050 |
a+β |
Ti-5Al-2,5Fe |
110 |
1020 |
a+β |
|
Biomateriali di seconda e terza generazione
|
||||
Ti-13Nb-13Zr |
79-84 |
973-1037 |
β metastabile |
|
Ti-12Mo-6Zr-2Fe |
74-85 |
1060-1100 |
β |
|
Ti-35Nb-7Zr-5Ta |
55 |
596 |
β |
|
Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr |
65 |
911 |
β |
|
Ti-35Nb-7Zr-5Ta-0,4o |
ASTMF1713 · |
66 |
1010 |
β |
Ti-15Mo-5Zr-3AI |
ASTMF1813 · |
82 |
β |
|
Ti-Mo |
ASTM F2066 |
β |