まず、生体適合性が低い。 骨組織の弾性率と比較すると、チタン合金の弾性率は骨組織の約4～10倍です。 移植後は「ストレスシールド」効果が得られやすくなります。 界面の機械的特性が一致せず、骨との間に強い力を形成できません。 この化学的結合は機械的に埋め込まれた結合にすぎず、周囲のホスト骨組織から容易に分離して緩みを引き起こし、移植の失敗につながる可能性があります。
第二に、耐摩耗性が比較的劣ります。 チタン合金は摩擦係数が大きいです。 人体に埋め込まれた後は、摩擦や磨耗により多大な摩耗が生じ、不動態皮膜の破壊や周囲組織の生体反応を引き起こし、さまざまな炎症を引き起こしたり、骨芽細胞の増殖を阻害したり、骨の損傷。 組織化されていないリモデリングと不十分な骨吸収はインプラントの緩みを引き起こし、最終的にはインプラントの破損につながる可能性があります。 第三に、チタン合金医療用材料の耐食性には改善の余地がある。
自然条件下では、チタン合金の表面は酸素と急速に反応して緻密な酸化皮膜を形成します。 この酸化皮膜は自然条件下では長期間安定に存在し、チタン合金と空気や水との反応を防ぎます。 分析の結果、チタン合金は自然条件下で良好な耐食性を有することが結論付けられました。 しかし、より複雑な人体では、チタン合金素材が体液により腐食されると、表面の酸化皮膜が剥離・溶解しやすくなり、疲労性能が低下したり、埋め込まれた有害物質Al、V等が侵入してしまいます。 U期間中にゆっくりと浸透します。 体内では、Al および V 元素は特定の細胞毒性を持っており、骨組織の表面でのアパタイトの形成を妨げ、人体に悪影響を与える可能性があります。
医療用チタン合金の総合的な応用性能を向上させるために、上記の応用上の問題に対して、通常 2 つの方法で問題を解決します。 1 つ目は、合金組成の設計と金属材料組織の調整によって応用性能を向上させることです。 第二に、チタンおよびチタン合金材料の表面特性を変えることによって。 現在、チタン合金の表面改質は生物医学分野でますます注目を集めています。 表面修飾は、マトリックス材料の優れた機械的および生物学的特性を維持するだけでなく、その臨床性能を大幅に向上させます。
