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新型柔韧超弹性金属合金在生物医学领域的应用前景

一个研究小组发现了一种以钴铬为基础的生物材料,它可以模仿人类骨骼的灵活性,并具有优良的耐磨性. 这种新型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有关的问题.

他们的研究细节发表在2022年5月9日的《全球十大赌钱排行app》杂志上.

随着全球老年人口的增加, 对能够替代或支撑受损骨骼的改良生物材料的需求增加了. 为此,金属因其强度和延展性而被广泛应用. 然而,由于它们的力量,它们的灵活性降低了.

To date, 大多数金属生物材料比人类骨骼更硬, 使用它们作为植入物会导致骨萎缩——这是一种骨密度降低的情况,因为骨骼物质和结构的破坏. 与此同时,弹性提高的生物材料会失去耐磨性.

虽然超弹性材料由镍钛(Ni-Ti)合金制成, 哪些是常用的支架和矫正丝, 保持高度的灵活性和应变恢复能力, 镍是一种过敏元素. 无镍合金无法复制Ni-Ti合金的超弹性,这使得它们不切实际.

研究小组, 该项目由来自全球十大赌钱软件排行工程研究生院和材料研究所的研究人员组成,, 由于中心, 日本原子能机构, 捷克科学院, 专注于缩小金属植入物和人类骨骼之间的杨氏模量差距. 当一种材料具有弹性时,它具有较低的杨氏模量. 当它变硬时,它具有很高的杨氏模量.

因为杨氏模量取决于晶体的取向, 全球十大赌钱排行app生长了具有特定晶体取向的单晶,小许说。, 通讯作者,全球十大赌钱软件排行工程研究生院助理教授.

柔性和韧性cocr基合金的单晶. ©肖旭等人.

采用循环热处理技术, 徐和他的同事成功制备了几厘米大小的大单晶. 开发的Co-Cr-Al-Si (CCAS)合金的应变恢复率为17%,是商业Ti-Ni形状记忆合金的两倍. 此外,CCAS的杨氏模量极低,类似于人类骨骼的灵活性.

全球十大赌钱排行app知道铬具有很强的耐腐蚀性, 但是,超弹性, 灵活性, 钴铬基材料的耐磨性令人惊讶," added Xu.

前进, 该研究小组希望探索为什么他们的CCAS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.

这种新型co - cr生物材料不仅具有类似于人类骨骼的低杨氏模量(10-30 GPa), 还具有较高的耐磨性, 打破传统金属生物材料的平衡关系. 这些合金还表现出巨大的可恢复超弹性应变,最高可达17.0% -是商业Ti-Ni的两倍. ©Takumi Odaira等人.
出版的细节:
标题:用于生物医学应用的柔性和韧性超弹性钴铬合金
作者:Takumi Odaira, Sheng Xu, 吴克群Hirata, Xiao Xu, Toshihiro Omori, 植木北岛康介本人, Kyosuke建筑师, 孝Narushima, Makoto Nagasako, Stefanus她, Takuro川崎, 露西Bodnarova, 切赫Sedlak, Hanuš围网渔船, Ryosuke Kainuma
日报:高级材料
DOI: 10.1002/adma.202202305

日文新闻稿

Contact:

Xiao Xu
工程研究生院材料科学系
Email: xumaterial.fourcornereduniverse.com
Website: http://www.material.fourcornereduniverse.com/english/labs/metallurgy/kainuma.html

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