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金属生医材料在口腔环境中的腐蚀与防护
2013-06-01 00:00:00 作者:黄何雄 来源:《腐蚀防护之友》


  In vivo试验


  金属生医材料的in vivo动物试验主要是评估材料在真实生物环境及体液(例如血清及尿素)中表面金属元素浓度的改变。根据许多金属生医材料的动物试验结果,显示金属生医材料发展趋势之一为钛合金的发展及其表面改质。笔者认为,备制纳米结构的表面氧化层是钛基金属表面改质极具潜力的方法之一。钛合金表面经电化学阳极氧化处理后可产生表层为纳米网状而内层为致密之氧化层,此层具有良好的耐蚀性及生物兼容性。


  防蚀方法


  从合金设计、材料选用、环境改善到表面改质,均是金属生医材料可行的防蚀方法。其中,发展新的金属生医材料以及在即有的金属生医材料表面进行表面改质,是笔者认为具有相当潜力的防蚀对策。然而,就医材产品上市认证的难易程度而言,在既有金属医材表面进行适当的改质处理,则是相对上较为简易的防蚀方法。


  就表面改质而言,化学蒸镀、物理蒸镀、电浆喷镀、离子植入、热处理、电化学技术等均是常被使用的方法。其中电化学法及法是目前被广泛讨论与研发的表面改质技术。电化学方法具有设备简易、制程温度低、沉积速率高、附着性佳,以及镀膜容易形成结晶相等诸多优点。另一方面,离子植入制程虽然在电子、半导体产业已扮演着相当重要的角色,但是近年来才开始将离子植入技术应用在医疗领域,例如氮离子的植入可强化钛基金属耐磨耗性、耐蚀性及生物兼容性。


  然而,对于大尺寸或复杂形状的底材,利用传统离子植入技术所植入的离子并不容易均匀分布在材料表面,必须藉由离子束扫描及底材试片的旋转来改善。因此,另一种新的离子植入技术—电浆沉浸式离子植入(PIII)技术应运而生。PIII制程可以经由电浆过程进行三度空间的离子植入,同时由于高离子束电流使工作时程较传统离子植入制程短。此外,此PIII制程也可增加金属材料表面的硬度、耐蚀性及生物兼容性。


  结论


  具有良好耐蚀性的金属生医材料在生物环境中仍会发生腐蚀。当腐蚀过程中所释放的少量金属离子达到一定浓度时,生物组织即可能有不良的反应(与离子种类有关);然而,少数金属离子(例如:钙、镁)在低浓度时亦可能有利于生物组织的生长。藉由了解金属生医材料在生物环境中的腐蚀机理,寻求适当的防蚀对策,并落实金属生医材料在生物环境中的防蚀管理,才能确保人体的安全及材料的使用寿命。


  近年来两岸生医材料学术交流频繁,有助于两岸金属生医材料最新研发成果及技术的交流,共同合作开创大亚洲市场。

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