钛合金膝关节是怎么工作的

A. 钴合金膝盖假体好，还是钛合金膝盖假体好

目前使用的人工关节材料包括：钛合金，钴铬合金，超高分子量聚乙烯，氧化铝陶瓷，氧化锆陶瓷。
没有最好的材料，只有更好的材料。
主流假体组配为：1. 钛合金柄，钴铬合金股骨头，聚乙烯内衬，钛合金杯。
2. 钛合金柄，陶瓷头，陶瓷衬，钛合金杯。
3.钴铬合金柄，钴铬合金头，聚乙烯衬，钛合金杯。
可根据经济能力和患者条件选择不同材料和假体组合。

B. 骨科医师谈退化性膝关节炎治疗武器　一次看懂全人工膝关节置换手术

随着年纪渐长，膝关节的软骨也会逐渐的磨损，当软骨退化，露出其下的骨头时，就是所谓的退化性关节炎，会造成膝关节的疼痛、肿胀、僵硬、活动受限及关节变形（图一）。当膝关节属于晚期退化，且疼痛已经严重到影响日常生活，在使用药物或是其他非手术的治疗方式都无法缓解时，就可以考虑接受全人工膝关节置换手术的治疗。

图一：左图为健康的关节软骨，表面光滑，没有磨损；右图为退化的关节软骨，可发现其严重磨损，已经露出其下的骨头了。（图片／陈俊杰医师提供）

什么是全人工膝关节置换手术？

我们的膝关节大致上可以分为3个关节面：内侧关节面（膝关节的内侧）、外侧关节面（膝关节的外侧）及髌骨股骨关节而（图二），当这3个关节面有2个以上严重磨损时，就可以考虑接受全人工膝关节置换手术。

图二：膝关节可以分成内侧关节面、外侧关节面及髌骨股骨关节面等3个关节面。（图片／陈俊杰医师提供）

手术时，医师会将受损的关节软骨移除，换上人工材料来取代。这些人工材料包含了金属和塑胶两种：金属材料主要由钛合金或是钴铬合金做成，安装在股骨及胫骨上面，现在主流的设计，是使用骨水泥将这两个金属组件黏着在骨头的表面，差余在这两个金属组件中间会安装一片由聚乙烯制成的塑胶垫片。手术医师在安装人工关节组件的同时也会视情况调整膝关节的角度及膝关节周围韧带的平衡，如此才能确保手术能有效的缓解疼痛及恢复膝关节的功能，同时能减少人工膝关节不正常的磨损，增加人工关节使用的年限（图三）。

图三：左图为退化的膝关节，可以见到关节软骨磨损及膝关节内翻变形；右图为人工膝关节置换手术后，可看到在股骨及胫骨上装置了金属组件，金属组件中间安装有塑胶垫片，同时对膝关节的角度也做了适度的调整。（图片／陈俊杰医师提供）

全人工膝关节置换手术需选用自费材料吗？

全人工膝关节置换手术在材料里的「超耐磨塑胶垫片」及「含抗生素骨水泥」这两项材料需要患者自费使用。

一般健保的塑胶垫片，如果手术举激后好好的保养，且没有发生感染或是并发症，大多数的健保垫片可以使用15年以上。自费的超耐磨塑胶垫片则可以使用更长的时间，建议较为年轻的患者或是平时较为活跃的病人可以选择正庆袜使用超耐磨塑胶垫片，以延长人工关节使用年限。

C. 使用合金材料已应用制造多少种关节

到目前为止，人们已设计和制造出近1000种人工关节，包括肩、肘、腕、指、脊柱、髋、膝、踝和脚趾关节等。在英、美轮郑等一些科学发达国家，每年人工关节植入达2万例以上。在我国，植入人工关节每年也达1000例以上，而且还在不断增加。腊虚颂

钛合金适合于制造大型人工关节，如全肩、全肘誉绝、全髋、全膝关节等。其中最大的人工关节全长达300毫米以上，重量为0．5千克。有的还将髓关节和膝关节连在一起设计制作，几乎整条腿部的骨骼和关节都使用钛合金作材料。

D. 关于人造骨钛金属

你好！首先祝你身体健康！冲着你我的缘分，以下我来给你谈谈关于“人造骨”问题。 人造骨是一种具有生物功能的新型无机非金属材料，它类似于人骨和天然牙的性质的结构，人造骨可以依靠从人体体液补充某些离子形成新骨，可在骨骼接合界面发生分解、吸收、析出等反应，实现骨骼牢固结合。 人造骨植入人体内需要人体中的Ca2＋与PO4 3－离子形成新骨。 因为钛可以和人骨密切结合，新的骨头可以贴合在钛上，所以钛是最好的人造骨的材料。 钛是一种纯性金属，正因为钛金属的“纯”，故物质和它接触的时候，不会产生化学反应。也就是说，因为钛的耐腐蚀性、稳定性高，使它在和人长期接触以后也不影响其本质，所以不会造成人的过敏，它是唯一对人类植物神经和味觉没有任何影响的金属。 钛又被人们称为“亲生物金属”。钛在医学上有着独特的用途。在骨头损伤处，用钛片和钛螺丝钉固定好，过几个月，骨头就会长在钛片上和螺丝钉的螺纹里。新的肌肉就包在钛片上，这种“钛骨”就如真的骨头一样，甚至可以用钛制人造骨头来代替人骨治疗骨折。 相关链接--钛金属： 钛金属外观似钢，具有银灰光译，是一种过渡金属，在过去一段时间内人们一直认为它是一种稀有金属。钛并不是稀有金属，钛在地壳中约占总重量的0.42％，是铜、镍、铅、锌的总量的16倍。在金属世界里排行第七，含钛的矿物多达70多种。 钛的强度大，密度小，硬度大，熔点高，抗腐蚀性很强；高纯度钛具有良好的可塑性，但当有杂质存在时变得脆而硬。钛的比重仅是铁的1/2，却像铜一样经得起锤击和拉延。在超低温世界里，钛会变得更为坚硬，并有超导体的性能，钢则变得脆弱无能。 钛有很强的耐酸碱腐蚀能力，在海中浸5年不锈蚀，钢铁在海水中则会腐蚀变质。用钛合金为船只制造外壳，海水无法腐蚀它。用钛合金制成的“钛潜艇”，可潜入4500米的深度，一般钢铁潜艇在超过300米就容易被水压压坏。 “钛飞机”坚实又轻便，一架大型钛客机可比同样重的普通飞机多载100余人，飞机时速每小时可超过3000千米，铝合金飞机最多是2400千米。 利用钛和锆对空气的强大吸收力，可以除去空气，造成真空。用钛锆合金制成的真空泵，可以把空气抽到只剩下10亿分之一。 在航天事业中，钛可制成飞船的“外衣”，防高温的侵袭。 钛和镍组成的合金，被成为“记忆合金”。这种合金制成预先确定的形状，再经定型处理后，若受外力变形，只要稍微加热便可恢复原来的面貌。 这种合金目前已在不少领域得到应用。如美国阿波罗号飞船上用的天线，就是这种记忆合金；上海第一医学院附属第九人民医院已将这种记忆合金用于妇女绝育手术中；另外还可用于仪表、电子装置等领域。 碳化钛(TiC)颇象碳化铁，具有金属光泽。可它比碳化铁具有更高的熔点和更高的硬度。所以，它有着实际应用价值。 用钛制器皿保存的食物，色、香、味经久不衰；钛制炊具既轻巧，又不会生锈，最合科学卫生。用钛合金制成的高压容器，能够耐受2500个大气压的高压。 钛在外科医疗手术上的应用，也非常引人入胜。目前，外科接骨是用不锈钢，使用不锈钢有一个缺点，就是接骨愈合之后，要把不锈钢片再取出来，这是件十分痛苦的事。 不然，不锈钢会因生锈而对人体产生危害。如果改用钛制的“人造骨胳”将使骨科技术完全改观。在头损坏的地方，用钛片与钛螺丝钉，过了几个月，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，钛骨骼宛如真正的骨骼一样和血肉相联，起到支撑和加固作用，所以，钛被人们赞誉为“亲生物金属”。 现在它已开始应用于膝关节、肩关节、肋关节、头盖骨、主动心瓣、骨骼固定夹等方面。 在炼钢工业中，少量钛是良好的脱氧、除氮及除硫剂。 钛酸钡晶体被广泛应用于超声波仪器和水底探测器中。这是因为具有受压斩改变形状时，会产生电流；一旦通电又会改变形状。把钛酸钡放在超声波中，它受压便会产生电流，由它所产生的电流的大小可以测知超声波的强弱；相反，用高频电流通过它，则可以产生超声波。 在用金色装饰工艺品和日用品中，由于它们的硬度低、容易刺破和磨损，不能耐久。当在这些物质的表面镀一层氮化钛时，外观几乎和黄金的镀层一模一样，而比黄金以及硬质合金更耐磨，这种镀层被誉为具有“永不磨损性”。 有机钛聚合物，可用作表面活性剂、分散剂、抗水剂或防锈剂。 目前人类使用的四个系列的贮氢金属中，钛系是其中一种，也是比较便宜的一种，但目前人类还没有找到更理想的“贮氢金属”，一旦这个问题解决了，人们就可以用氢做燃料。 以上回答如果满意，请不要辜负我的一片好意，及时采纳为答案。 追问： 那么，身体上安装了钛金属后，例如在脊椎上安装，以后能不能再做剧烈运动，请你告诉我，分我还会再加，再加两百 回答： 谢谢你对我的信任！ 因为上当太多，为接受教训起见：如果阁下需要准确答案，请增加悬赏“两百”并采纳后，在下一定将答案送达阁下“[email protected]”邮箱，绝不失言！ 祝你新年快乐！ 追问： 不许食言哦 追问： 你一定要确保正确，不能食言啊 回答： 绝不失言！

采纳哦

E. 钛合金对人体的好处

钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类：①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素，它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素，又可分同晶型和共析型二种。前者有钼、铌、钒等；后者有铬、锰、铜、铁、硅等。③对相变温度影响不大的元素为中性元素，有锆、锡等。
氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15～0.2％和0.04～0.05％以下。氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015％以下。氢在钛中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去。 钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。另外，钛合金的工艺性能差，切削加工困难，在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差，生产工艺复杂。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约 8％的增长速度发展。目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛（TA1、TA2和TA3）。
钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期，钛及其合金已在一般工业中应用，用于制作电解工业的电极，发电站的冷凝器，石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。
中国于1956年开始钛和钛合金研究；60年代中期开始钛材的工业化生产并研制成TB2合金。
钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料，比重、强度和使用温度介于铝和钢之间，但比强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。钛合金在军用飞机中的用量迅速增加，达到飞机结构重量的20％～25％。70年代起，民用机开始大量使用钛合金，如波音747客机用钛量达3640公斤以上。马赫数小于 2.5的飞机用钛主要是为了代替钢，以减轻结构重量。又如，美国SR-71 高空高速侦察机(飞行马赫数为3，飞行高度26212米)，钛占飞机结构重量的93％，号称“全钛”飞机。当航空发动机的推重比从4～6提高到8～10，压气机出口温度相应地从200～300°C增加到500～600°C时，原来用铝制造的低压压气机盘和叶片就必须改用钛合金，或用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片，以减轻结构重量。70年代，钛合金在航空发动机中的用量一般占结构总重量的20％～30％，主要用于制造压气机部件，如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。航天器主要利用钛合金的高比强度，耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机 也都使用钛合金板材焊接件。

F. 钛合金膝关节可以完全下蹲吗，还有钛合金可以使用多少年呢

一般术后3个月可以下蹲，使用年限和平时活动量有关系，大概15-20年

G. 钛合金的主要用途是什么

1、航空航天领域用钛大国集中在西方国家，尤其是美国，60%的钛材都应用到这个领域。亚洲国家，日本和中国在此领域中钛的投入量均在10%左右。但是近年来随着亚洲航空航天的飞速发展，钛在航空航天领域的消费量将会随之增长。从全球角度来看，航空业对钛市场起着决定性的作用，从历史上看，钛行业大的周期轮回都和航空业的冷暖密切相关。

2、民用飞机

(1)减轻结构重量、提高结构效率

(2)符合高温部位的使用要求

(3)符合与复合材料结构相匹配的要求

(4)符合高抗蚀性和长寿命的要求

3、军事飞机

军用武器的开发与采购不断向着轻便、灵活方向发展，为了满足战斗机对战斗性能要求，除了采用先进的设计技术外，还必须采用额性能优良的材料以及先进的工艺制造技术。大量选用钛合金、提高先进钛合金应用水平就是重要措施之一。

自20世纪60年代以来，国外军用飞机的钛量逐年增加，当前欧美设计的各种先进军用战斗机和轰炸机中钛合金用量已经稳定在20%以上，并且新机型的用钛量占比正在大幅提升。

4、汽车

降低燃油消耗、减少有害废弃物（CO2、NOX 等）排放已经成为汽车行业技术进步的主要动力和方向之一。研究表明，轻量化是实现节省燃料、减少污染的有效措施。汽车的质量每降低10%，燃料消耗可节省8%-10%，废气排放可减少10%。

在驾驶方面，汽车轻量化后加速性能提高，车辆控制稳定性、噪音、振动方面也都有改善。从碰撞安全性考虑，汽车轻量化后，碰撞时惯性小，制动距离减少。

汽车轻量化的首选途径就是用高比强度的轻质材料，如铝、镁、钛等替代传统的汽车材料（钢铁）。2009年全球汽车用钛量已达3000吨。钛在赛车上的应用已有许多年的历史目前赛车几乎都使用了钛材，日本汽车用钛已超过600吨，随着全球汽车工业的发展，汽车用钛还在快速增加。

5、医疗行业

钛在医疗领域有着广泛的应用。钛与人体骨骼接近，对人体组织具有良好的生物相容性、无毒副作用。人体植入物是与人的生命和健康密切相关的特殊的功能材料。同其它金属材料相比较，使用钛及钛合金的优势主要有以下几点：

1 质轻；2 弹性模量低；3无磁性；4 无毒性；5 抗腐蚀性；6 强度高、韧性好。

外科植入物中的钛合金用量正以每年5%-7%的速度增长。采用钛及钛合金制造的股骨头、髋关节、肱骨、颅骨、膝关节、肘关节、肩关节、掌指关节、颌骨以及心辨膜、肾辨膜、血管扩张器、夹板、假体、紧固螺钉等上百种金属件移植到人体中，取得了良好的效果，被医学界给予了很高的评价。

6、化工行业

钛具有优良的耐腐蚀性能、力学性能和工艺性能，被广泛应用于国民经济许多部门。特别是在化工生产中，用钛代替不锈钢、镍基合金和其它稀有金属作为耐腐蚀材料。这对增加产量，提高产品质量，延长设备使用寿命，减少消耗，降低能耗，降低成本，防止污染，改善劳动条件和提高劳动生产率等方面都有十分重要的意义。

7、海洋工程

随着科学技术的发展和陆地资源日趋枯竭，人类开发利用海洋已经提到日程上来了。钛对于海水有优异的耐蚀性能，大量运用于海水淡化、舰船、海洋热能开发和海底资源开采等领域。

8、日常生活

钛在日常生活中的应用非常广泛，可谓无处不在，例如高尔夫球头、自行车车架、网球拍、轮椅、眼镜架等都会应用到钛。

钛以其轻质、强度高的特性在体育用品中的应用，从最早的网球拍、羽毛球拍逐步扩展到了高尔夫球头、球杆以及赛车等。

2008年我国体育休闲占总消费量的13%，其中仅高尔夫球头和球杆的用钛量就超过了1000吨。钛合金做成的自行车车架也颇受欢迎，目前有近50价公司生产钛自行车，美国早已是最大的钛自行车生产商和消费国。

钛轻质的特点也应用到眼镜架中，而且钛又不易与皮肤发生过敏，并且钛表面经阳极处理可有绚丽色彩，因此从20世纪80年代初就开始应用于镜架中。

(7)钛合金膝关节是怎么工作的扩展阅读

钛被认为是一种稀有金属，这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。但其相对丰富，在所有元素中居第十位。 钛的矿石主要有钛铁矿及金红石，广布于地壳及岩石圈之中。钛亦同时存在于几乎所有生物、岩石、水体及土壤中。

从主要矿石中萃取出钛需要用到克罗尔法 或亨特法。钛最常见的化合物是二氧化钛，可用于制造白色颜料。其他化合物还包括四氯化钛(TiCl4)（作催化剂和用于制造烟幕作空中掩护）及三氯化钛（TiCl3)（用于催化聚丙烯的生产）。

H. 简述医用不锈钢、钴基合金、钛基合金的特性比较。

简述医用不锈钢、钴基合金、钛基合金的特性比较。：1.钛合金，生物医用钛合金材料是用于生物医学工程的一类功能结构材料，常用于外科植入物和矫形器械产品的生产和制造。钛合金医疗器械产品如人工关节、牙种植体和血管支架等用于临床诊断、治疗、修复、 替换人体组织或器官，或增进人体组织或器官功能， 其作用是御春药物携拆乱不能替代的。2.钴基合金通常指Co-Cr合金，有2种基本牌号：Co-Cr-Mo合金和Co-Ni-Cr-Mo合金。Co-Cr-Mo合金微观组织为钴基奥氏体结构，能够锻造或铸造，但制作加工非常困难，其机械性能和耐蚀性优于不锈钢，是现阶段比较优良的生物医用金属材料。辩档锻造钴基合金是一种新型材料，用于制造关节替换假体连接件的主干，如膝关节和髋关节替换假体等。3.不锈钢医用不锈钢具有低成本和良好的加工性能、力 学性能等，目前在口腔医学和骨折内固定器械、人 工关节等领域应用广泛。302不锈钢是最早使用的医 用金属材料，抗腐蚀性能较好，强度较高。有研究 人员将钼元素加入不锈钢中制作316不锈钢，有效地 改善了医用不锈钢的抗腐蚀性。20世纪50年代，研 究人员研制出新的316L不锈钢，将不锈钢中的最高 碳含量降至0.03%，使得材料的抗腐蚀性能得到进一 步提高。从此，医用不锈钢便成为国际上公认的外 科植入体的首选材料。