目錄生物醫(yī)用金屬材料的前景 什么是生物金屬材料 生物擬態(tài)合金 鈦為什么稱為生物金屬 生物金屬是什么元素
親生物金屬是指和生物，包括人在內(nèi)長(zhǎng)期接觸無害的金屬。
我們知道在化學(xué)元素周期表中有81種金屬，絕大多數(shù)金屬都對(duì)生物體，包括人體有害，比如我們經(jīng)常接觸的鋁，會(huì)對(duì)動(dòng)物的神經(jīng)有毒害作用，還有鉛，鉈，汞，金，更是高毒金屬。可是卻有幾種金屬對(duì)生物不但無害，還有很大益處，也是人類的親密伙伴。
它們是：銀，鈦，鈮，鉭
1.銀，銀我們都知道吧，做為相對(duì)低廉的貴金屬在日常生活中我們經(jīng)常看到它
銀是一種具有銀白色金屬光澤的金屬元素，化學(xué)符號(hào)Ag,原子序數(shù)47，密度10.5，大約是白金鉑的一半；962攝氏度銀開始融化，硬度為2.5，指甲可以在上面劃。
在所有的金屬當(dāng)中，銀的導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性是最好的，延展性僅次于黃金。因此，銀褲手常用來制作靈敏度極高的物理儀器元件，各種自動(dòng)化裝置、火箭、潛水艇、計(jì)算機(jī)、核裝置以及通訊，所有這些設(shè)備中的大量的接觸點(diǎn)都是用銀制作的昌磨。
為什么銀是親生物金屬呢？
銀和銀離子有強(qiáng)烈的殺菌能力
因?yàn)殂y對(duì)液體中的微生物具有吸附作用，微生物被銀吸附后，起呼吸作用的酶就失去功效，微生物就會(huì)迅速死亡。銀離子的殺菌能力特別強(qiáng)，每升水中只要含億萬分之二毫克的銀離子，即可殺死水中大部分細(xì)菌。美國(guó)一科學(xué)家曾做過試驗(yàn)，他將4.5升污水(每毫升含大腸桿菌七千多個(gè))經(jīng)過3小時(shí)的銀電極處理后，所有大腸桿菌全部死亡。傷寒菌在銀片上只能活18個(gè)小時(shí)，白喉菌在銀片上只能活3天。
美國(guó)科學(xué)文摘報(bào)道，銀能殺滅650種不同的病原體。和抗生素不同，銀是“均等機(jī)會(huì)胡迅嫌的破壞者”，它不加區(qū)分地有效殺滅各種細(xì)菌（G和G-菌、產(chǎn)芽孢菌）、真菌/酵母菌、病毒、支原體和寄生蟲等。
正是由于銀的殺菌能力很強(qiáng)，又對(duì)人畜無任何傷害，目前，世界上超過半數(shù)的航空公司已使用銀制的濾水器。許多國(guó)家的游泳池也用銀來凈化，凈化后的水不會(huì)像使用化學(xué)藥品凈化的水那樣，刺激游泳者的眼睛和皮膚。
正如銀研究的先驅(qū)，Harry Margraf博士所說的那樣，“銀是我們擁有的最好的病菌戰(zhàn)士。”
人長(zhǎng)期接觸純凈的銀，對(duì)身體沒有任何毒害作用，只有一些含有雜質(zhì)的銀，比如一些純度不高的銀首飾含有鉛等雜質(zhì)，長(zhǎng)期接觸會(huì)造成接觸部位皮膚顏色變黑變青。
銀還是一種可為人類食用的金屬，在我國(guó)和印度均有用銀箔包裹食品和丸藥服用的記載。同時(shí)銀還是某些生物的食物。據(jù)我國(guó)古籍《天香樓外史》記載：古時(shí)候有一個(gè)婦人藏了150兩私房銀。有一天她開箱查看藏銀，銀竟不翼而飛。婦人大吃一驚，懷疑被人盜走，一時(shí)弄得全家人心惶惶。后來再開箱尋找，只見一大堆白蟻正團(tuán)團(tuán)集在一起，吃著殘存的銀粒。婦人一氣之下，把白蟻投入爐中，以解心頭之恨。“火燒蟻死，白銀復(fù)出”，一稱，恰好150兩.
由上可見，銀是對(duì)生物包括人類最好的金屬了，是人類的親密朋友。
2.鈦
鈦，化學(xué)符號(hào)Ti,銀灰色金屬，密度4.5，1660度--1670度之間融化，硬度為4.
鈦的主要特點(diǎn)是密度小，機(jī)械強(qiáng)度大，容易加工。鈦的塑性主要依賴于純度。鈦越純，塑性越大。有良好的抗腐蝕性能，不受大氣和海水的影響。鈍鈦和以鈦為主的合金是新型的結(jié)構(gòu)材料，主要用于航天工業(yè)和航海工業(yè)。
用鈦及其合 金制造設(shè)備,性能超過不銹鋼,不但能夠延長(zhǎng)使用壽命,減少保養(yǎng)費(fèi)用,而且能提 高產(chǎn)品質(zhì)量,尤其是鈦合金制造的食品盒,能夠長(zhǎng)久保存各類食品的色,香,味.
在人體內(nèi)，鈦能抵抗分泌物的腐蝕且無毒，對(duì)任何殺菌方法都適應(yīng)。因此被廣泛用于制醫(yī)療器械，制人造髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、脅關(guān)節(jié)、頭蓋骨，主動(dòng)心瓣、骨骼固定夾。當(dāng)新的肌肉纖維環(huán)包在這些“鈦骨”上時(shí)，這些鈦骨就開始維系著人體的正常活動(dòng)。
鈦在人體中分布廣泛，鈦能刺激吞噬細(xì)胞，使免疫力增強(qiáng)這一作用已被證實(shí)。
3.鈮和鉭
鈮和鉭之所以放在一起說，是因?yàn)樗鼈兿裼H兄弟一樣共生，性質(zhì)也十分相似。
鈮是一種灰白色金屬，化學(xué)符號(hào)Nb，原子序數(shù)41，密度8.57，略大約鐵和銅相近，2468度熔化。硬度6，比較硬。
鉭是一種銀灰色金屬，化學(xué)符號(hào)Ta，原子序數(shù)73，密度16.6，比較大的密度。熔點(diǎn)高達(dá)2996度，硬度6.5，比較硬。
鉭和鈮的物理化學(xué)性質(zhì)相似，因此共生于自然界的礦物中。而用鈮制造的合金，臨界溫度高達(dá)絕對(duì)溫度十八點(diǎn)五到二十一度，是目前最重要的超導(dǎo)材料。 利用鈮、鉭的化學(xué)穩(wěn)定性，還可以用它們來制造電解電容器、整流器等.
鈮鉭可以用來制造醫(yī)療器械，而且是很好的“生物適應(yīng)性材料”。
比如說，用鉭片可以彌補(bǔ)頭蓋骨的損傷，鉭絲可以用來縫合神經(jīng)和肌腱，鉭條可以代替折斷了的骨頭和關(guān)節(jié)，鉭絲制成的鉭紗或鉭網(wǎng)，可以用來補(bǔ)償肌肉組織……
在醫(yī)院里，還會(huì)有這樣的情況：用鉭條代替人體里折斷了的骨頭之后，經(jīng)過一段時(shí)間，肌肉居然會(huì)在鉭條上生長(zhǎng)起來，就像在真正的骨頭上生長(zhǎng)一樣。怪不得人們把鉭叫作“親生物金屬”哩。
為什么鈮鉭在外科手術(shù)中能有這樣奇特的作用呢？
關(guān)鍵還是因?yàn)殁夈g有極好的抗蝕性，不會(huì)與人體里的各種液體物質(zhì)發(fā)生作用，并且?guī)缀跬耆粨p傷生物的機(jī)體組織，對(duì)于任何殺菌方法都能適應(yīng)，所以可以同有機(jī)組織長(zhǎng)期結(jié)合而無害地留在人體里。
這四種親生物金屬，根據(jù)對(duì)人類的用途和親情排名：第一位，銀；第二位，鈦；第三位，鉭；第四位，鈮。
注意區(qū)分，人體必需金屬元素和親生物金屬元素的區(qū)別，人體必需的元素太多了，有幾十種，就連氟元素也是人體必需的。在人體保持一定的含量對(duì)人有益，少了多了都不好；親生物金屬對(duì)人是無害的，還有益處。當(dāng)然了無害指的是一般情況，如果有人拿銀，比如說銀元吧，吃到肚子里，估計(jì)還是要到醫(yī)院找醫(yī)生處理，塊頭大了，又消化不了，肯定會(huì)出問題。
親生物金屬是一種由天然有機(jī)分子（如蛋白質(zhì)）與無機(jī)金屬離子運(yùn)行辯結(jié)合而形成的旁缺復(fù)合物。這些復(fù)合物具有特殊的化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)，可以用于合成催化劑、光電子器件、生物傳感器等技術(shù)領(lǐng)域。此外，親生物金屬還在生命科學(xué)中發(fā)揮重要作用，例如參與酶催化、基因表達(dá)和帶培信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。
是的
鈦是一種純性金屬，正因?yàn)殁伣鹄Щ睂俚摹凹儭保饰镔|(zhì)和它接觸的時(shí)候，不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。也就是說，因?yàn)殁伒哪透g性、穩(wěn)定性高，使它在和人長(zhǎng)期接觸以后也不影響其本質(zhì)，所以不會(huì)造成人的過敏，它是唯一對(duì)人類植物神經(jīng)和味覺沒譽(yù)尺嘩有任何影響的金屬。鈦又被人們稱為“親生物金屬”。鈦在醫(yī)學(xué)慶行上有著獨(dú)特的用途。在骨頭損傷處，用鈦片和鈦螺絲釘固定好，過幾個(gè)月，骨頭就會(huì)長(zhǎng)在鈦片上和螺絲釘?shù)穆菁y里。新的肌肉就包在鈦片上，這種“鈦骨”就如真的骨頭一樣，甚至可以用鈦制人造骨頭來代替人骨治療骨折。
生物金屬說的就是鈦金屬，鈦是一種稀有金屬，它具有無毒性燃瞎且生物相容性好的優(yōu)異皮液空性能，所以被稱為“生物金屬”。在生活中很多東西都是鈦制的，埋晌比如鍋具、杯子、手表、眼鏡架等，性能優(yōu)越。.
生物金屬是植入塵明人體(或動(dòng)物體)以修復(fù)器官和恢復(fù)功能用的金屬材料。該材料通常用作人體硬組織如牙齒、骨、關(guān)節(jié)等和軟組織如心臟瓣膜、腦膜、腹膜、人工器官等。
生物金屬材料是目前使用最多的生物材料，因?yàn)樯矬w用材料中，金屬比生物有機(jī)材料(主要指有機(jī)高分子材料)、生物無機(jī)非金屬材料（主要指生物陶瓷、生物玻璃和碳素材料）以及禪中生物復(fù)合材料等具有以下優(yōu)點(diǎn)：拉伸及壓縮強(qiáng)度高；耐沖擊性及延展派襲告性好；成形加工性能好，可制成形狀復(fù)雜的部件；性能穩(wěn)定，可靠性高。
骨科使用的金屬材料主要有鎳鉻不銹鋼、鈷鉻鉬合金和鈦及其合金，有時(shí)也應(yīng)用價(jià)格昂貴的鉭、鈮、金、銀、鈀、鉑等。
