为什么说钛合金有良好的生物相容性?
钛合金之所以有良好的生物相容性,是因为钛具有无与伦比的高强度重量比,这使得人体植入物重量更轻,而且钛还具有与人类骨骼相同的弹性,而且在人体内不会被排斥。
研究表明,钛植入物会触发人体免疫系统直接在钛表面生长骨骼,这一过程称为骨整合。说明钛是完全“生物相容的”,这意味着它无毒,不会引起过敏和排异反应,甚至可以与人体组织和骨骼融合。
钛可以完全替代骨骼吗?
钛及钛合金特别是纯钛之所以具有良好的生物相容性是由于Ti的化学性能和物理性能
①在化学性能方面钛是一种相对活泼的金属元素,暴露于氧气环境瞬间即可于其表面形成一层菲薄的TiO2,这层氧化膜化学惰性很高,可以适应复杂的体内环境,且不会引起人体免疫反应。能有效的防止钛进一步的氧化和腐蚀。所以广泛应用于医疗器械和植入体:如外科器械、心脏支架、心脏起搏器、接骨钉、义齿种植体、人工骨等。
这一特性是1952年瑞典解剖学教授Branemark采用钛制观察窗植入骨内观察骨髓内微循环时发现的。绝对是偶然。Branemark虽被称为口腔种植学之父,但其因此在外科医学做出的贡献远远不止于此。
②在机械强度方面太的密度较低,机械强度高,易加工,弹性模量接近骨组织。这也使钛具有良好的生物力学相容性。
钛虽然有良好的生物相容性,但这仅仅是说钛的理化性能。它并不具备骨的围观结构,和解剖结构以及生理机能。
钛的相容性体现在与骨的相容性。但骨的作用是支持、保护、造血以及和骨连接、骨骼肌共同完成人体运动。
①手术时钛植入体要考虑到对肌肉韧带附着的影响。通常不会损伤肌肉附着处。
画圈的部分是股骨上的肌肉韧带附着处,而我们在更换人工股骨头时绝对不会损伤到它们,否则肌肉难以附着。
(仅截掉外科颈以上)
②骨髓是人出生后唯一的造血组织,作用不可替代。如何把骨髓移植进钛骨中是一大难点,人的骨骼有很多血管从骨表面进入到骨髓中,所以这些也是问题。
③听小骨的作用。人左右内耳各有3块共6块。主要作用是把振动传递给卵圆窗内的耳蜗内液继而***听神经末梢产生听觉。用钛的话会不会都是叮叮声?
如果能解决以上问题那么代替整块骨也不会是梦想。
不可以。由于钛金属的不绣、人体不排斥、硬度足够、不易疲劳变形,因此被应用于人工股骨头、义齿、骨钉骨板等骨科器械上。
但它并不能完全替代骨骼——它不具有骨骼的一个重大功能:红骨髓的造血功能。
也不能实现骨骼的另外一个功能:钙、磷代谢调节功能。
可以把一个人全身上下所有的骨头替换成钛合金吗?
这需要从两方面来看
如果只是单纯地把骨头换成钛合金这个难度反而更大
因为人体骨骼跟人体其他组织是很难分割的
这是第一个重要问题
其次是钛合金能够替代骨头
完美发挥出骨头对于人体的功能作用
这里我们不要仅仅将骨头看作是人体的支撑而已
骨头应该对于人体具备更多其它功能作用
只是我们尚未发现而已
那么这就是第二个问题
如果把人的骨头全部换成钛合金,会发生什么?
排异这里不讲了,主要讲以下问题
钛自然硬度大,各方面优秀,但过于刚性,没有缓冲,磨损也是很快的,而且没有修复能力,也就只能更换,成本自然很高。
钛自然硬度大,各方面优秀,但过于刚性,容易折断,需要更换,价格不便宜。
钛自然硬度大,各方面优秀,但过于刚性,没有缓冲,在激烈运动中,不论是人软组织,脑组织,还是电脑设备均无法承受涉及力,易于损伤组织。这一点是无法克制的。
@夏雪 谢邀,我给你讲一下。
首先呢,钛合金用来做人类的骨头现在已经很常见了,比如说你脑袋破了个洞,那么可以做个钛合金的脑壳。
而且将一种物质植入人体可不像说的这般轻松。
物质植入人体需要几个条件,首先要求这种物质必须无毒,与人体无不良反应;其次是一般不能腐蚀;再次是如果作为骨替代物需要强度高、耐疲劳、同时和弹性模量要与人骨接近。而这也是钛合金为什么能代替以前的不锈钢来做人造骨的原因。
而如果一个人全身的骨头都是钛合金的话,那么他死的可就多姿多彩了。
- 因为骨骼的作用是:支持、保护、运动、造血〈红骨髓〉、储存脂质及矿物质〈黄骨髓〉,所以钛合金骨骼是不会造血的,那么你就会死于急性白血病。
2. 因为人呼吸需要胸骨扩张,而如果胸骨是钛合金的话,你就会被憋死。
而且最恐怖的一点是你的颈椎骨是钛合金的。这就意味着你大脑发出的指令无法通过颈椎骨传达下去,通俗的说,你瘫痪了。
所以呢,全身钛合金是万万使不得的!三思啊!
每天至少一篇未来文章,一个科学问题。
热爱历史与未来。我是杨钦兆 ,喜欢请关注我。
谢邀,高中时趴在被窝里看《从零开始》,主人公神林和他的随从们就是这样。他们的骨骼是用带着钛合金的纳米机器人注射到血液里替换的。结果就是他自己一个人的造价就超过了一个航母战斗群。
这个想法看起来很不错,其实很蠢,蠢到了极致。
你以为钛合金可以和人体完美契合没有排斥就能肆意滥用?
你以为电影上演的都是真的啊?
仔细想想好吧~_~,骨头里是有骨髓的,金属骨头肯定没有啊!你把全身的骨头都换了,骨髓没了,也就不存在造血干细胞,没有新的红细胞补充,血液里的红细胞在死亡后(红细胞生命很短的,大概是28天左右)没有新的补充,时间长了就缺氧窒息死了。
如果你觉得没什么,大不了定期输入新的血液,那么我告诉你一个更致命的一件事,骨头也是有神经的,就说说脊柱吧,人体一共有31对脊神经 ,由脊髓发出的成对神经。人体共有31对,其中颈神经8对,胸神经12对,腰神经5对,骶神经5对,尾神经1对。每一对脊神经由前根和后根在椎间孔处合成。前根由脊髓前角运动神经元的轴突及侧角的交感神经元或副交感神经元的轴突组成。纤维髓脊神经分布到骨骼肌、心肌、平滑肌和腺体,支配控制肌肉收缩和腺体的分泌。后根上有脊神经节,是传入神经元细胞体聚集而成,后根由感觉神经元的轴突组成,其末梢分布全身各处,能感受各种***。请问金属骨头有神经吗?脊神经哪怕一处出了问题都很严重,你现在跟我说你要换全身?
可以,你可以换
你当然可以换,
换完没多久就死。
这是要当终结者还是金刚狼啊!医学上用钛合金来修复或固定部分骨骼已经是比较成熟的技术了,因为钛是所有金属里唯一对人体具有亲和作用的金属,而且钛合金的弹性模量与人体骨骼的弹性模量很接近,并与人体组织之间有着很好的相容性,所以也被称为“亲生物金属”,钛合金制作的人造骨骼与人体骨骼结合不会产生任何排斥反应,用钛合金片和钛螺丝处理骨折效果也很好。钛合金对人体如此“友好”,所以用钛合金打造的各种植入可以永久的保留在人体内。比如牙科的一些植入物和人工关节材料。以上这些都是小部分植入,但要把人的骨骼全部换成钛合金的,不考虑成本也要考虑可行性的。要想替代你的骨骼,我想除了进行手术移植外应该没有其他方法了,总不能指望发生什么意外你的骨骼就变成钛金属的了。只要给你做这个手术的团队技术足够过硬,理论上是可以把你周身206块骨头都换成钛金了(眼睛要换不?)。当然手术前得给你做一次全面的扫描,绘制出你每一块骨头的精确形状尺寸,当然,这都属于私人订制了,对于土豪都不是问题,利用3D打印或类似的技术做出你的全套骨骼问题不大。一般你的四肢中的骨骼与胸骨肋骨等移植起来相对容易,但是,一些特殊的部位比如你的腰椎骨,头骨的移植手术难度就大得多,替换你颅面骨与脊柱的手术将会非常非常非常复杂,没关系,你的技术团队技术也相当过硬,理论上能做的他们都能做到。于是,经过了一番超人般的手术后,你“重生”了。这个手术需要长期的、缓慢的完成,因为我们不仅仅是替换骨头,还需要重建全身的肌肉、韧带附着点。
现在物理上的移植我们解决了,但生理上的改动是个过不去的坎,因为在这个超级手术中,不但要替换你的骨头,还得重建你全身肌肉韧带等,以便它们更好的结合。这些事情都做完了,你还得解决骨髓的造血功能,毕竟没有钛合金的骨髓给你用。你的造血干细胞能不能在你的钛合金骨骼中成功的恢复功能,理论上都很难办到的。你就会丧失了造血功能,还得用个***设备来给你提供体外循环的保障。而且这类手术就算再精细,术后都会产生一定的粘连与瘢痕组织,这些状况会把你全身的肌腱紧紧粘住,实际上你根本就很难活动,但还能自主呼吸和转动眼球,吃饭嘛,还是输液吧。所以,你要是把骨骼都换成钛合金的,结局就是,要么在一个月内死于急性白血病的相关并发症,要么在一年内死于长期卧床不动的相关并发症。还有个问题就是,等你死后要是选择火化的话,查查火葬炉的温度与钛合金的熔点,你测这副超酷的钛合金骨架将会完整的保留。过个几百年会被人当做金刚狼的祖先膜拜也未尝不可呢。最后给“土豪”个建议,换骨骼还不如直接换个大脑放到一个钛合金的机器人上方便。
到此,以上就是小编对于钛合金 骨骼的问题就介绍到这了,希望介绍关于钛合金 骨骼的4点解答对大家有用。