医学上放进人体内的金属都是选用钛合金,钛是唯一一种人体不会排斥的金属,为什么不排斥?钛金属跟人体成分有什么联系吗?
今天咱们就来聊一聊
首先,所谓的排斥是免疫系统识别到异种蛋白质,被抗体标记,然后引发炎症反应,免疫细胞会聚集,噬和降解异种细胞和病毒。
另外,金属在体内最主要的危险是体液对金属的腐蚀,某些金属离子+可能有细胞毒性。
钛最大的优点是在常温下,空气中和水中都可以形成高质量的氧化膜,彻底防止钛离子+进入体内,钛的氧化膜在体内几乎是完全不被腐蚀的,这就是所谓的组织兼容性了。
不仅仅在人体内,在化学工业强酸强碱环境中,在深海工业的强盐腐蚀环境中,也只有钛合金可以担当结构金属的重任,抵御各种恶劣环境下的腐蚀。
其实金属钽+和铌在生物体内也和钛差不多,但比钛贵,机械加工性能也不见得更好,因此没怎么用。
咱们梳理下,钛合金被广泛应用在人体中是因为:
1.生物兼容性:
钛合金的生物兼容性主要源于其表面能够自然形成的氧化钛层。这层氧化膜非常稳定,可以有效防止金属离子释放到体内,从而减少免疫反应。氧化钛层的惰性意味着它几乎不与体内的生物组织或体液发生反应,这进一步减少了排斥反应和炎症的可能性。
2.密度/机械性能:
钛合金的强度和韧性使其成为理想的骨科植入材料,密度与人体骨骼类似。这些物理性质与人体骨骼相似,有助于减少植入物和骨骼之间的应力不匹配。
3.耐腐蚀性:
钛合金在人体内具有极高的耐腐蚀性。这是因为氧化钛层可以防止体液与金属的直接接触,减少腐蚀并防止金属离子释放。
4.无磁性:
钛合金的无磁性质意味着植入体不会干扰磁共振成像(MRI)等诊断程序。
由于钛合金这些特性,人体细胞会沿着钛合金生长,最终和钛合金“长”在一起。