摘要：传统的钛合金(Ti6Al4V)在医学领域有广泛的应用,但是弹性模量相对人体骨骼过高会导致“应力屏蔽”。为了设计低弹性模量医用钛合金,采用密度泛函理论的计算方法。利用Voigt-Reuss-Hill近似函数,计算了Ti-xFe(x=6.25,12.5,18.75,25,31.25%)弹性特性以及钛铁合金β相稳定性。计算结果表明随着铁元素的含量增大结合能减小,因此Fe元素可以增加β钛合金的稳定性。普氏比(B/G)和泊松比(ν)计算结果表明,Ti-xFe合金具有较好的延展性。Ti-xFe(x=18.75%)的C_(44)最小和杨氏模量最低为47.60 GPa,且四方剪切常数C_(44)和杨氏模量正相关。

摘要：为满足牙种植体对高强度、低模量钛合金的需要,设计开发了一种具有较低弹性模量和较高强度的新型医用TB12亚稳β钛合金。研究了固溶处理和时效处理对制备的8 mm TB12钛合金热轧棒材力学性能的影响。研究结果表明:TB12钛合金经过780～850℃×0.5 h的热处理即可实现完全固溶处理。在固溶状态TB12钛合金具有近60GPa的较低弹性模量、1 000 MPa的较高抗拉强度、优良的抗剪强度和良好的塑性,满足生物医用钛合金所需要的高强度和低模量的匹配。在固溶时效状态,TB12钛合金具有高达1 300 MPa的高强度和大于5%的延伸率。

摘要：采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了Mo含量对Ti-xMo-Sn(x=1~5)合金相稳定性、弹性性质及其电子结构的影响,采用Voigt-Reuss-Hill近似方法估算了体系的多晶弹性模量,提出了低模量Ti-Mo-Sn合金的价电子准则,为医用钛合金的设计提供了理论基础。结果表明:Mo元素合金化能明显提高Ti-xMo-Sn合金的β相稳定性,所有合金都满足力学稳定性要求,随Mo元素含量增加,合金的体积模量B逐渐变大,而剪切模量G和杨氏模量E先减小后增大,其中Ti-3Mo-Sn具有最低的杨氏模量(48.47 GPa)和最佳的延展性,在生物医用领域展现出巨大潜力。Ti-xMo-Sn合金的弹性各向异性A与Mo元素含量有关,低弹性模量取向始终沿晶体学方向。最后,结合Ti合金的总态密度(DOS)和分波态密度(PDOS)分析讨论了Mo元素对β相结构稳定性的影响机制。

摘要：目的　通过对自行设计的通用型脊柱内固定系统 (GSS)进行生物力学测试和初步临床应用 ,评价其效果。方法　采用医用钛合金制成GSS植入物 ,用不锈钢制成专用工具。以新鲜尸体脊柱标本为材料 ,首先进行螺钉拔出试验 ,并分别与CCD ,SOCON ,TSRH和Diapason螺钉进行对比。随后将GSS与SOCON安装于脊柱滑脱标本后进行系统稳定性生物力学测试 ;最后将GSS用于 16例退行性腰椎滑脱不稳患者 ,观察临床疗效。结果　生物力学测试证实GSS与SOCON和CCD比较 ,螺钉最大轴向拔出力分别是 1131N± 2 5 5N、10 34N± 2 6 2N、886N± 15 3N。GSS螺钉拔出力最大 ;系统稳定性与SOCON相似 ;翻修试验结果亦为GSS作用最佳。 16例接受后路GSS手术的患者术后平均随访12 6个月 (11 5～ 14 5个月 ) ,术后 1月及末次随访时X线平片显示滑椎均完全复位 ,所有患者术前临床症状均消失 ,滑脱复位满意且无丢失 ,后外侧植骨融合术后及随访过程中未发现与植入物或手术相关的并发症。结论　GSS独特的螺钉设计 ,可提供坚强的椎体锚固作用和良好的生物力学稳定性 ,用于腰椎滑脱的手术治疗 ,可获得良好的复位效果和临床疗效。

摘要：上海理工大学电功能材料研究所以新型导电材料及制备技术、功能薄膜材料和生物医用钛合金等高性能材料的设计、加工技术作为主要研究方向，重点开发大规模集成电路用引线框架材料及加工技术、高速列车接触网导线材料、高压真空开关触头材料、弥散强化铜合金、铜铝复介导电材料等。在高强度铜合金的强化机理，高强度高导电制合金的导电机理、合金化等方面都有较深入的研究。