摘要：社會的進步，人們健康意識的不斷增強，鈦及其鈦合金材料以其優越的性能，高的強度、輕的比重、強的耐腐蝕性和好的焊接性，使之在工業領域應用很多，尤其是它與人體有很多相融合之處，使得在口腔領域上的應用更為廣泛。

　　關鍵詞：鈦及鈦合金；口腔技術；機械力學性能

　　當今社會，由于工業化的飛速發展，使得空氣污染日益嚴重，因此對于人們的健康有極大地影響，隨著人們生活水平的不斷提高，人們的健康意識不斷地增強，使得人們對于口腔的保護也越來越重視。

　　隨著現代化的快速發展，醫療領域材料的應用要求越來越嚴格，由于鈦及鈦合金材料與人體有許多可融合之處，所以外科手術骨頭壞死，牙科治療用的種植體、烤瓷牙以及許多治療器械的材料的要求，醫療對于鈦及鈦合金的應用越來越多。由于其優越性太多，比重小，和人骨的比重比較接近，強度大，耐腐蝕性強，是一種比較理想及其安全的醫學上所用材料。

　　鈦及其鈦合金優異的性能，能與人體很好地接觸，對人體危害很小，甚至說可以忽略不計，密度小、彈性模量與人體的骨頭極其接近，所以由于其優異的性能，使得它在臨床上的應用是非常有利的。所以用純鈦及其鈦合金制作一些與人體相配合的醫療器材，比如牙科用的烤瓷牙、種植體、義齒、牙床、托環、牙橋、牙冠、人工關節、接骨板、骨螺釘與骨打固定針等已經廣泛用于臨床：用純鈦網制作的骨頭托架，經過臨床實驗，已經用于壞死骨頭的再造手術；用微孔鈦網對于已經損壞的骨頭和硬膜，可以用于修復治療，并能有效地保護腦髓液系統；用純鈦制作的人工心瓣膜與瓣籠已成功地得到應用，臨床效果良好。

　　純凈的鈦是銀白色的金屬，具有銀灰光澤，可以作為煉鋼時的脫氧劑和不銹鋼以及合金鋼的成份。鈦的粉沫狀可以用作顏料和油漆的原料，它還可用作電極和發電站的冷凝器以及環境污染控制裝置。但是強度較低。而鈦合金的強度很高，如常用的鈦合金Ti-6AI-4V的強度達到了一般高強度鋼的水平。鈦合金比其鈦材料而言，它有高的耐熱性、低溫時的韌性和斷裂韌性，所以可以用作很多工業零件，比如飛機的發動機零件、用作火箭和導彈的部分原件。在石油工業上主要作各種容器、反應器等。鈦鎳形狀記憶合金在儀器儀表上已廣泛應用。氮化鈦顏色近于黃金，可以用作裝飾材料。鈦和鈦的合金大量用于航空工業，有“空間金屬”之稱；另外，在造船工業、化學工業、制造機械部件、電訊器材、硬質合金等方面有著日益廣泛的應用。此外，由于鈦合金還與人體有很好的相容性，所以鈦合金還可以作人造骨、義齒、烤瓷牙和固定各種壞骨頭的醫療器具。鈦合金的比重輕，耐腐蝕性強以及強的耐高溫和焊接性好等優異性能，在口腔領域的應用是到越來越廣泛。

　　鈦及鈦合金因具有良好的機械力學性能和生物相容性被廣泛用作牙科種植體。種植體頸部由表面光滑的鈦及鈦合金制成，以利于纖維組織包繞，形成良好的上皮袖口區，防止菌斑積聚。種植體體部的多孔結構，增大了種植體的表面積，為骨組織的附著生長提供了條件，利于種植體的固位。實驗制備的ZnHA/TiO2生物涂層的細胞實驗結果表明，成骨細胞與ZnHA/TiO2涂層有較好的附著，細胞在材料表面的增殖能力增強，較好的細胞附著在一定程度上抑制了細菌在種植體表面的附著。

　　近年來，種植體表面處理技術發展迅速，處理方法包括X射線噴射、機械研磨、等離子濺射、噴砂或酸蝕等。鈦表面高溫離子氮化處理，使純鈦及鈦合金硬度分別提高七倍和兩倍，氮化后鈦材的年腐蝕率僅為非氮化的三分之一，并對周圍組織無毒性。生物組織對表面滲氮處理鈦材反應輕微且無毒性。鈦及鈦合金表面形成的氧化膜能被口腔中最為普遍應用的齲齒預防劑、預防性拋光和氟化物破壞引起鈦腐蝕。這種腐蝕產物可引起組織細胞的變性壞死、非特異性炎癥、過敏反應甚至導致腫瘤的形成。合金材料發生腐蝕后，影響修復體的顏色和強度，引起細胞毒性、過敏等不良生物反應。

　　鈦及鈦合金作為生物硬組織替代材料。它可以作為牙科材料在鑲嵌體、齒冠、橋接材、義牙床、人工牙根等方面的應用。近十年來，隨著科學技術的發展，鈦及鈦合金作為口腔新型修復材料具有更廣闊的前景。目前制作義齒支架使用的金屬主要有Au、Ni-Cr、Co-Cr、不銹鋼等合金，合金生物相容性好，但價格昂貴，顏色不理想，其他合金含有Ni、Co、Cr等有害元素。鈦作為一種新型口腔修復材料，與人體骨骼上皮組織、結締組織都具有良好的親和性，力學性能也可與其它各型牙用合金媲美，且密度小，義齒體感舒適。Ti-6Al-4V合金具有超塑性，便于制作義齒基托。研究表明用純鈦制作上頜腭托，具備較好的對抗折性能和生物相容性。鈦在義齒修復術中逐漸成為一種越來越受重視的材料，成為用于可摘和固定義齒合金的一種經濟和生物相容性好的替代品的趨勢。對人體組織無過敏，且價格低廉。鈦作為一種金屬元素，密度輕、高強度、耐抗腐蝕、性能優良，儲量豐富，從工業價值、資源壽命和發展前景看，是一種比較好的牙科材料。

　　鈦材料的一系列特性，對人體有益，且相當安全，非常適合身體。由于鈦材料本身具有特殊的電流特性，對人體會產生有益的生理作用且其化學性安定。使人在治療過程中人的精神狀態比較放松，不會緊張，從而不會造成醫療事故。鈦的高硬度、輕的密度使鈦本身不容易生銹變質、并且在應用上性能比較穩定。所以牙科上用的牙科高速手機，牙科光纖手機，牙科種植體，在工作過程中，牙科手機要進入人體口腔，與人體牙齒相接觸較多，所以對其外表材料的選擇，大多選用鈦及其合金材料來加工，對人本危害小，并且它的性能比較穩定可靠。這種比重輕，高強度，特殊的電流特性對人體可以起到很好地作用。所以鈦在醫療、醫藥和體育運動領域中被廣泛使用。

　　鈦及鈦合金以其極佳的生物相容性，優異的耐腐蝕性能，已被作為生物材料在人體內應用。尤其是鈦材料作為種植牙，在人體內的應用極為廣泛，用鈦材料制作的骨科手術更是不計其數。隨著現代化工業的發展，現代醫療事業的發展，科學技術的進步，使得口腔事業的發展已經非常迅速?？谇豢疲谇环N植學、鈦的精密鑄造技術、焊接、粘結和烤瓷技術的發展，鈦已廣泛地運用到口腔醫學領域的各個分支學科，成為一種勢在必得的醫療所用材料。

　　鈦及鈦合金由于其優異的性能，應該說是一種比較完美的工業材料，但是，由于材料本身硬度較高，在切削加工時存在一定的加工難度。切削加工鈦合金應從選擇合理的刀具、降低切削溫度和減少粘結三方面出發，選用紅硬性好、抗彎強度高、導熱性能好的刀具，比如YG類硬質合金，它硬度高，可以適合鈦及其合金材料的加工。在選擇好合適的刀具后，還有注意刀具的刃磨，刀具在加工過程中，對刀具的主要參數的刃磨還是很重要的，比如，什么時候前角應該磨成什么樣，后角應該注意什么，這些都是很重要的環節，一般對于鈦及其合金材料的加工，都是有專人去刃磨刀具的。再有就是加工鈦及其合金材料時，還必須注意降低切削溫度，選擇好的冷卻液，因為好的冷卻液，可以減少刀具的更換次數，可以滲入切削刀具面，提高表面光潔度，并且大大降低廢品率，所以潤滑劑的選擇，也是必不可少的，并且是很重要的，有了合適的切削液，使得在加工過程中材料的粘性會降低，有利于加工，可以省時省力。

　　綜上所述，了解鈦及鈦合金的性能后，我們發現其優越性是很大的，對其只要掌握了它的加工，選擇了合適的刀具及其冷卻液后，也就沒有什么能防障它的應用了，不難看出，鈦及鈦合金不但在口腔領域上，而且在工業上的應用極為重要，它作為一種現代化的金屬，性能優越無比。

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　　作者簡介：田耕（1974—），男，陜西茂陵人，咸陽西北醫療器械（集團）有限公司工程師，研究方向：醫療器械。