1。2。5医学生物金属的失效

在大多数情况下，金属植入物在植入部位接触腐蚀性介质同时受到循环载荷时，容易腐蚀。在植入物中经常发现的腐蚀类型是微动、点蚀和腐蚀疲劳。其中微动腐蚀最常发生在髋关节假体由于腐蚀性水介质中的小运动[5]。文献综述

微动腐蚀是指在接触表面由于重复荷载小面积的腐蚀损伤，其机制常常指微动腐蚀。腐蚀性介质、合金、水平应力及在接触表面的化学成分是非常重要的参数，用以确定金属植入物的微动腐蚀行为。据报道，氯化物的存在会影响不锈钢表面[6]。另一方面，据观察，Ti15Mo合金的耐腐蚀性能强烈依赖于口腔中氟离子浓度[7]。

金属植入物的腐蚀行为评估，有助于防止腐蚀。由于应力和腐蚀介质起着重要的作用，应开发结合这2个因素的专用设备。超声波频率变化可在应力周期内合理的测试腐蚀介质金属植入物的腐蚀疲劳[8]。另一方面，金属植入物的微动腐蚀行为可以通过在人工生理介质中销盘实验的方法评定[6,7]。需要设置的参数包括腐蚀介质的浓度，负载或摩擦的力量，频率和微动周期的数量。在点蚀的情况下，它可以不需要外力。据报道，在缓冲溶液中采用阳极极化和电化学阻抗测量得到的点腐蚀评价的一个很好的例子[9]。

金属植入物上的氮化钛涂层改善了金属植入物的耐腐蚀性，例如Ti合金及通过物理气相沉积钴基合金，等离子喷涂工艺等的常用方法。据报告，等离子喷涂、改性、金属种植体表面抛光、喷砂或喷丸方法也可以提高植入物的耐腐蚀性[10]。众所周知，抛光表面和喷砂表面可以实现对耐腐蚀性的明显改善，其中前者表面腐蚀最慢。采用2种方法对腐蚀性能进行了修正，考虑了表面面积的增加和表面压应力的引入。另外，在表面上形成了一定的涂层，通过引入砂颗粒，使化学成分的修正也将成为可能。

在应用过程中，大多数金属植入物在人体内进行循环加载，导致发生疲劳断裂。影响植入体材料疲劳性能的因素包括植入材料的微观结构。据报道，等轴结构钛合金比细长结构具有更好的疲劳强度[11]。另一个重要参数是循环加载或循环频率[12,13]。

植入物的设计也对疲劳破坏特性起着重要的影响。据报道，股骨螺钉疲劳失效是被附近一个键槽引发，而改进设计的建议已被在骨钉环绕加长中提出[14]。此外，在植入物的流体介质的类型、存在的其他物质如蛋白质也影响钛种植体的表面反应和抗疲劳[15]。

由于疲劳破坏通常伴随着腐蚀过程，因此，需要考虑到循环载荷，腐蚀介质对植入物的影响，用以评估植入材料的疲劳性能。其中一种方法进行的种植体疲劳试验报告采用旋转在生理介质弯曲[16]。此方法给出了可靠的检测疲劳破坏的初始裂纹扩展。在大多数情况下，疲劳破坏使材料表面出现疲劳条纹，用扫描电子显微镜观察的图像表明，其取决于应力集中的影响[17]。在某些情况下，如在CoCrMo合金铸造，在材料局部可以观察到裂纹[18]。

与腐蚀失效相似，各种表面改性方法对提高材料的抗疲劳性能有着有益的影响。这些表面处理包括喷砂和喷丸[8]适用于任何介质或环境。在疲劳性能的改进，提高植入材料与骨的结合度也是使用这个方法。来.自^优+尔-论,文:网www.youerw.com +QQ752018766-

在腐蚀过程中，磨损表面降解，限制着钛合金种植体等金属的使用[19]。磨损是先去除致密氧化膜而后对金属种植体表面造成磨损[20]。事实上，导致髋关节假体过早失效的主要因素就是磨损过程与多个变量的相互作用，从而提高了实际磨损率[21]。