骨与关节替代物在人体内会受到人体的扭转曲、挤压 、肌肉收缩力等作用 ， 因此对植入物的强度和韧性要求很高 。 在人体受力小的部位可以用纯钛，在人体受力大的部位可以用 TC4 钛合金 。1985年，瑞士 Sulzer 公司采用 Ti-6Al- 7Nb 合金制造人工髋关节柄并得到应用 。2000 年，该公司的人工髋关节柄进入中国 ，每年的销售量达到几万套 。 目前我国人工关节加工所需的优质钛材仍依赖进口 ，而国内生产的医用钛材主要用来满足国内中低端医用产品如接骨螺钉和接骨板等使用 ［29］。2010 年我国生产销售的医用纯钛及 Ti-6Al- 4V 合金材料已达到 1 084t,其中出口约占 20% 。 我国每年生产医用 Ti-6Al- 7Nb合金材料上百吨 ，但几乎全部出口国外 ，国内尚无实际应用 。2. 2 牙科植入物钛及钛合金被广泛用作牙齿修复材料 ，其优点主要有 ：①钛在酸性和碱性环境下溶化量少 ， 没有银合金存在的腐蚀 、 变色问题 ； ② 对人体有很好的安全性 ，不会出现镍合金引起的超敏反应 ；③ 纯钛的密度仅为 4. 50 g /cm3，与自然牙齿的密度接近 ，制作的牙床重量轻 ， 镶牙装着感好 ； ④纯钛的热传导率低 ，对牙髓无刺激性 ；⑤ 与传统的牙床材料相比，具有咀嚼时不改变食物味道的特性 。因此 ，钛及钛合金是迄今为止临床应用效果最佳的牙科材料 。表 3 列出了钛及钛合金在牙科中的主要用途 。 可以看出 ， 纯钛和 TC4 钛合金是牙科领域使用的主要材料。
表 2 我国外科植入物和矫形器械分类目录中涉及的钛合金典型产品
Table 2 Typical titanium alloy products involved in the contentsof surgical implants and orthopedic devices
图 1 钛合金人工髋关节假体照片
Fig. 1 Photo of titanium alloy artificial hip
表 3 钛及钛合金在牙科中的用途
Table 3 Use of titanium and titanium alloys in dentistry
瑞典开发的 Ti- 6Al- 7Nb 合金［8］ 以及日本开发的Ti-29Nb-13Ta-4. 6Zr 合金［30］ 对于牙科应用也具有很强的吸引力 。牙科领域所用钛材通常采用精密铸造成形 ，因此具有较高的强度 ，但延伸率较低 。为此 ，研究者们进行了大量提高其延伸率的研究 ， 主要方法有热处理 （如 α-β固溶处理 、β固溶处理等 ）、 破碎 α相结构以及热塑性变形及后热处理等 。2. 3 颅骨修复植入物开颅手术通常会造成颅骨缺损 ，目前临床上通常用钛网修复缺损的颅骨 。进行修复时 ，为了使修补体与患者原颅骨较好地嵌合 ，在术前或术中医生需根据患者缺损部位的大小和形状 ，在钛网上剪很多豁口 ，并在患者头上比较后反复修型 、剪缝 ，直到符合患者缺损部位的要求 。 这样不仅会增加钛钉的使用量 ，降低钛网的强度 ，而且增加了手术时间 。近年来 ，人们开发出一种 CT 三维重建软件系统 ，利用该系统可得到患者颅骨缺损部位的 CT 三维数据 ，并通过数字化钛网成形机制备出与患者颅骨缺损部位完全一致的钛网修复体 （如图 2）
［31］ 。临床应用表明，采用这种技术不仅大大提高了手术精度 ， 缩短了手术时间和钛钉使用量 ，降低了手术复杂度 ，而且减少了术后并发症 ， 提高了患者的生活质量 ［32］ 。
