粉末冶金法制备的多孔钛：力学性能与骨组织匹配

多孔钛的制备及力学性能研究由胡紫英、李美姮等人进行，他们利用粉末冶金法成功地制造出一种力学性能与人体骨骼高度匹配的开孔型多孔钛。这种新型材料的关键特点是其孔隙率范围广泛，从8.6%至35.4%，这使得孔径随着孔隙率的增加而增大。在力学性能上，多孔钛的抗压强度表现出明显的规律，随着孔隙率的提升，其抗压强度从848 MPa下降至252 MPa。值得注意的是，尽管孔隙率增加导致强度减弱，但通过调节孔隙率，材料的弹性模量可以控制在9.9 GPa到7.2 GPa之间，这一数值接近人体骨骼的弹性模量，显示出良好的生物力学匹配性。 粉末冶金法作为制备多孔钛的主要工艺，因其生产工艺简便、成本较低且能精确控制孔隙度和孔径，成为了理想的制备手段。研究人员通过将钛粉（纯度高达99.9%且粒径小于10um）与碳酸氢铵按照不同的比例混合，然后通过球磨机混合并压模成型，再在高纯氩气环境下烧结，从而得到不同孔隙率的多孔钛样品，共制备了4种不同比例的样品，分别标记为1至4号，孔隙率的测定采用了相对密度法。 这种多孔钛材料有望成为人工骨修复的理想选择，因为它能够解决现有金属植入材料与骨组织在结构和力学性能上的不匹配问题，如界面稳定性、生物力学不适应、磨屑生成以及缺乏血液供应等。其开孔结构不仅有助于与骨组织实现更好的机械嵌锁，还促进了体液传输和新骨组织生长，增加了骨植入体间的接触面积，从而提高两者之间的连接强度，促进植入体与骨组织的有效融合。 这项研究对于开发更加符合人体生理需求的生物医用钛材料具有重要意义，不仅提升了人工骨骼替代品的技术水平，也为骨科手术提供了新的可能。未来的研究可能进一步优化制备工艺，探索更多孔隙率和孔径组合，以满足特定临床应用的需求。