[发明专利]人工关节合金及其熔炼工艺

说明书

本发明涉及一种人工关节合金及其熔炼工艺，该合金也可以用于其他医用人体植入物。该人工关节合金没有磁性、没有毒性，其他方面的性能与钴基合金相当，并且易于铸造和锻造，且锻造之后仍然没有磁性，而且由于使用贵金属较少和易于铸造和锻造所带来的成品合格率高，能源和材料消耗少，所以从长远看，该合金属于资源节约型，环境保护型，具有可持续发展的意义。而且该合金的所有组成元素都是在现有人工关节合金中已经早有应用的，因此，其在医用人体植入物中的可用性已无需临床验证。

技术领域

本发明涉及人工关节技术领域，尤其涉及一种人工关节合金及其熔炼工艺。

背景技术

现有人工关节合金可以分为两大类，一类是钛基合金；一类是钴基合金。钴基合金又分为铸造钴基合金和锻造钴基合金。

钛基合金有一个最突出的优点，就是无磁性。这一点很重要，尤其是随着时代的发展越来越重要。人类植入人工关节的原因，在早期的多由于事故外伤引起。而现在，越来越多的是由于人口老龄化使越来越多的人因骨质疏松而在日常生活中的意外引起的。甚至年轻人的现代生活方式也正在导致骨质疏松症趋于低龄化。越来越多的处于亚健康状态的年轻人和病弱的年轻人也因骨质疏松导致植入人工关节。而一旦植入人工关节，就有一个问题会出现，即；所植入的人工关节有没有磁性？这个问题在以前并不突出。原因有两方面，一方面是以前的人从很少生病就医的青壮年期到年老去世，之间的体弱多病的老年期时间很短。随着医学科学的发展，体弱多病的老年期在一个人的一生中所占的比例越来越长，这样，因病在医院做检查就比以前大大增多；另一方面是以前的科学水平，就是在大医院的检查手段中，也没有诸如CT扫描以及核磁共振等先进的电磁检查手段，而现在此类的仪器手段越来越普遍。因此，现在越来越多的人因为身体内有植入的人工关节是有磁性的，而不能接受诸如CT扫描以及核磁共振等医学检查。因此使疾病无法得到有效的治疗，甚至有些挽救生命的手术都不得不放弃。因此，随着人们经济收入水平的提高，从一开始就选择植入无磁性合金人工关节正在成为最重要的要考虑的问题。

如前所述，钛基合金人工关节是无磁性。但是钛基合金人工关节为了保证其力学性能达到要求，都不得不加入铝、钒等对人体有毒害的元素。这些元素对人体的毒害性正在越来越被人类所认识到，例如铝元素会导致人患早老性痴呆症，这目前已经到了妇孺皆知的程度。铝饭盒、铝锅、铝炒菜铲子已经彻底被镍铬不锈钢的相应制品所代替了。而钒元素对人体具有潜在的细胞毒性，已有不少文献报道。因此，目前世界各国都在致力于研发无铝、钒的钛基合金，而目前仍未见商业应用，目前大量商业应用的仍然是含铝、钒的钛基合金。无铝、钒的钛基合金的研发前景也是不乐观的，因为目前替代元素都达不到铝、钒所能起到的耐磨性效果，耐磨性差会导致关节面金属微粒脱落，引起关节松动，以及金属微粒引起人体过敏反应。而如果引入人工关节从未使用过的合金元素到所研发的钛基合金里，则需要长期的无害性和人体生物相容性临床验证，而这样的验证试验随着时代的发展越来越没有可能做。例如，根据文献报道，有一种名叫TLM的钛基合金，它的研发目的就是实现无毒，但是铝、钒虽然是不含了，但却含有人工关节从未使用过的锆和锡，而且其屈服强度据报道是365Mpa这根据中华人民共和国医用外科植入物行业标准YY 0117.3—2005规定屈服强度应不低于450Mpa来说，是不合格的。

钴基合金人工关节分为两种，一种是铸造钴基合金人工关节；一种是锻造钴基合金人工关节。铸造钴基合金人工关节虽然有的是无磁或者微磁的，但由于铸造本身的特点，其耐磨性和耐腐蚀性不如锻造钴基合金人工关节，因此使用寿命短。而对于一个人来说，在有生之年，尤其是晚年，再做一次手术，换一个人工关节几乎是不可能的。而锻造钴基合金人工关节，目前多是有磁的，少数微磁的也由于其他性能指标低于国家标准而未见大量商业应用。

发明内容