ASC科研发现：新的超弹性金属合金在生物医学应

作者：杨超月

ASC科研发现：新的超弹性金属合金在生物医学应用中显示出前景

2022-05-30 19:56 来源:ASC新研学院

原标题：ASC科研发现：新的超弹性金属合金在生物医学应用中显示出前景

一个研究小组揭示了一种钴铬基生物材料，它可以模仿人体骨骼的柔韧性并具有出色的耐磨性。新的生物材料可用于髋关节或膝关节置换和骨板等植入物，缓解与传统植入材料相关的问题。

他们的研究细节发表在 2022 年 5 月 9 日的《先进材料》杂志上。

随着全球老年人口的增加，对可以替代或支持受损骨骼的改进生物材料的需求也在增加。为此，金属因其强度和延展性而被广泛使用。然而，由于它们的力量，它们的柔韧性降低了。

迄今为止，大多数金属生物材料比人体骨骼更硬，将它们用作植入物会导致骨萎缩——由于骨骼物质和结构的破坏，骨密度会降低。同时，具有较高柔韧性的生物材料失去了耐磨性。

虽然由镍钛 (Ni-Ti) 合金制成的超弹性材料（通常用于支架和正畸线材）保持高柔韧性和从应变中恢复的能力，但 Ni 是一种过敏元素。无镍合金没有复制镍钛合金的超弹性，使其不切实际。

该研究小组由来自东北大学工程研究生院和材料研究所 (IMR)、J-PARC 中心、日本原子能机构和捷克科学院的研究人员组成，专注于缩小杨氏模量之间的差距。金属植入物和人体骨骼。当材料具有柔韧性时，其杨氏模量较低。当它是刚性的时，它具有高杨氏模量。

“由于杨氏模量取决于晶体取向，我们生长出具有特定晶体取向的单晶，”日本东北大学工程研究生院的通讯作者兼助理教授肖旭说。

使用循环热处理技术，徐和他的同事成功地制备了几厘米大小的大单晶。开发的 Co-Cr-Al-Si (CCAS) 合金表现出 17% 的应变恢复率，是商用 Ti-Ni 形状记忆合金的两倍。此外，CCAS 的杨氏模量极低，类似于人体骨骼的柔韧性。

“我们知道铬具有很强的耐腐蚀性，但钴铬基材料的超弹性、柔韧性和显着的耐磨性让我们感到惊讶，”徐补充道。

展望未来，该研究小组希望探索他们的 CCAS 为何能取得如此优异的性能。这样做可能会导致开发具有更好性能的下一代材料。返回搜狐，查看更多