生醫材料
像Ti-Nb-Ta-Zr系這類β型鈦合金,被開發用於固定骨的植入物,其主要原因為下列何者?
- A使BCC的β相保留到室溫,可使楊氏模數低於Ti-6Al-4V,減少應力遮蔽
- Bβ相為HCP結構,原子結合強,可使楊氏模數高於Ti-6Al-4V而防止植入物變形
- C成為β相後鈦表面不會形成鈍化膜,較容易與骨化學結合
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正確答案:A. 使BCC的β相保留到室溫,可使楊氏模數低於Ti-6Al-4V,減少應力遮蔽
鈦在低溫為HCP的α相,在高溫為BCC的β相,大量添加Nb、Ta、Mo等β穩定化元素時,室溫下也會保留β相。β型合金的楊氏模數約為55〜80 GPa,低於α+β型的Ti-6Al-4V(約110 GPa),較接近骨(約10〜30 GPa),因此可減少應力遮蔽。此外,Nb、Ta、Zr被認為細胞毒性低,也有不必使用V與Al的優點。HCP的是α相,把β相當成HCP是弄錯了晶體結構。提高植入物的剛性,是加強應力遮蔽的方向。β型合金表面也會形成鈍化膜而保持耐蝕性,若失去鈍化膜只會增加溶出,並不會帶來與骨的結合。