為了將細胞組織進行固定,在一些生物醫學產品中,通過將粗大顆粒燒在元件上,在表面制備了一層孔隙。在一些情況下,設計采用的是復合材料或功能梯度結構材料,諸如鈦-羥磷灰石(磷酸鈣)。鈦提供強度,而羥磷灰石實質上是和骨相同的礦物相,這種復合材料保證了生物相容性。其他復合材料有羥磷灰石與聚乙烯或氧化鋁。骨質脆弱,抗拉強度為(100±50)MPa,伸長率為3%,而彈性模量為(18±10)GPa(骨質性能的分散性大,這反映了人群的差異;這種差異超越了身高、體重及性別的范圍)。為了對比,表1中列出了一些常用粉末冶金生物材料的性能。
表1 用粉末冶金技術制造的生物材料的性能
材料 |
相對
密度
% |
生產
工藝 |
屈服
強度
MPa |
抗拉
強度
MPa |
伸長率
% |
彈性
模量
GPa |
疲勞
強度
MPa |
Ti-6Al-4V
鈦
羥基磷灰石
鉭
316L不銹鋼
Co-30Cr-5Mo
630不銹鋼 |
100
96
100
98
100
100
98 |
熱等靜壓
注射成形
熱等靜壓
模壓制
注射成形
熱等靜壓
注射成形 |
780
500
100
140
170
455
1090 |
860
575
100
210
515
745
1185 |
10
16
0
25
50
8
6 |
110
100
42
170
200
225
200 |
410
175
65
305
360
517 |