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人体植入物可应用激光冲击强化

2025-03-31

在生物医学领域,生物医用材料的应用很广泛,例如钛合金、不锈钢具有强度高、耐蚀性强、生物相容性良好等性能常被用于人造骨骼材料植入人体,并能和人体的组织相结合的特殊的功能材料但是美中不足的话,该类材料的使用寿命不长,大概只有十年的时间,而对于患者来说,如果每隔十年就更换一次植入物,势必是非常痛苦的,那么有没有延长植入物使用寿命的技术呢?激光冲击强化技术的出现可改变这一现状

当前常用的生物医用材料主要是合金和金属,比如钛,不锈钢,钛合金和钴铬合金等,它们虽然性能比较好,比如耐磨损,耐腐蚀等,但是在密度和弹性模量方面和天然骨存在一定的差距,这样就容易导致接触面上力学性能的不匹配;同时金属合金的耐磨损,耐腐蚀性能以及和周围组织界面的结合力也需要进一步的提高,这样就有必要对合金做表面的改性。

激光冲击强化就可以让冲击区的显微组织出现位错缠结网络,并提高材料表面的屈服强度,硬度和疲劳寿命。实践证明,该冲击强化可以让刚性脊柱植入物的疲劳载荷提高很多,并能够提高它们的疲劳强度;同时还可以提高合金表面的耐磨和耐腐蚀性。研究表明,激光冲击强化后,植入物表面改质层的生物相容性得到提高,可降低身体排异反应。


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