上游充通大学 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY (三)力学性能 ①足够的静态强度，如抗弯、抗压、拉伸、剪切等； ②具有适当的弹性模量和硬度； ③耐疲劳、摩擦、磨损、有润滑性能。 特性 皮质骨 镁合金 钛合金 316L不锈钢 钴基合金 MP35N 密度(g/cm3) 1.8-2.1 1.74-2.1 4.4-4.5 7.9-8.1 8.3 弹性模量(GPa) 7-30 44-45 110-117 189-205 230 屈服强度 (MPa) 130-180 130-380 750-1200 170-310 380-1050
(三)力学性能 ①足够的静态强度，如抗弯、抗压、拉伸、剪切等； ②具有适当的弹性模量和硬度； ③耐疲劳、摩擦、磨损、有润滑性能。 特 性 皮质骨 镁合金 钛合金 316L不锈钢 钴基合金 MP35N 密度(g/cm3) 1.8-2.1 1.74-2.1 4.4-4.5 7.9-8.1 8.3 弹性模量(GPa) 7-30 44-45 110-117 189-205 230 屈服强度 (MPa) 130-180 130-380 750-1200 170-310 380-1050
上游充通大粤 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY A足够的强度和塑性 人体股骨头：抗压143MPa,纵向弹性模量13.8GPa,径向(13.83) 髋关节：静止状态承受体重二分之一，步行时承受的重量为静止时的3.3倍， 跑步则为4倍以上。步行一公里大约活动1000次，按照一般生活情况，每年 约承受1×106-3×10次重复负荷作用 >对人工髋关节金属材料的要求是： 屈服强度>450MPa,抗拉强度>800MPa 疲劳强度>400MPa,延伸率>8%
Company Logo A 足够的强度和塑性 人体股骨头：抗压143MPa,纵向弹性模量13.8GPa,径向(13.8/3) 髋关节：静止状态承受体重二分之一，步行时承受的重量为静止时的3.3倍， 跑步则为4倍以上。步行一公里大约活动1000次，按照一般生活情况,每年 约承受1×106-3×106次重复负荷作用 对人工髋关节金属材料的要求是： 屈服强度>450 MPa, 抗拉强度>800 MPa 疲劳强度>400 MPa, 延伸率>8%
上游充通大粤 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 表2-1常用金属材料机械性能 金 弹性模量 抗张强度 屈服强度 延伸率 疲劳极限 硬後 (GPa) (MPa) (MPa) (%) (MPa) (维氏) 316 200 600700 240~300 3565 260280 170-200 不锈钢 316L 200 540-620 200-250 50-60 不锈锅 260280 170-200 ,结合金 200 655 450 8 316 300 搬钻合金 230 9001540 380~1050 8-60 24483 265450 纯钛 110 405550 345-485 1518 310 240 钛-6铝-4钒 124 896 830 10-11 551 380 人工髋关节性能要求 屈服强度〉 450MPa 疲劳强度〉400MPa 抗拉强度〉800MPa 延伸率〉8%
www.themegallery.com Company Logo 人工髋关节性能要求 疲劳强度〉400MPa 屈服强度〉 450MPa 抗拉强度〉800MPa 延伸率〉8%
上游充通大粤 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY B.弹性模量稍高于人骨的弹性模量 通常生物材料的弹性模量大于骨 如皮质骨7-30GPa, 纯钛110GPa;不锈钢200GPa >弹性模量过高 材料与骨的应变不同，界面处相对位移造成界面松动、 应力屏蔽，引起骨组织的功能退化或吸收 >弹性模量过低 低应力变形，起不到固定与支撑的作用
www.themegallery.com Company Logo 弹性模量过高 材料与骨的应变不同，界面处相对位移造成界面松动、 应力屏蔽，引起骨组织的功能退化或吸收 B. 弹性模量稍高于人骨的弹性模量 通常生物材料的弹性模量大于骨 如皮质骨7-30GPa, 纯钛110GPa;不锈钢200GPa 弹性模量过低 低应力变形，起不到固定与支撑的作用
上游充通大学 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY C.耐磨性 避免摩损，提 材料磨损 高硬度，选择 合适的摩擦隅 金属微粒 具有较高的能 ●●● 或碎屑 量状态，容易 与体液发生化 学反应 炎症和毒 性反应
C. 耐磨性 材料磨损 金属微粒 或碎屑 炎症和毒 性反应 避免摩损 , 提 高硬度 ,选择 合适的摩擦隅 具有较高的能 量状态 ,容易 与体液发生化 学反应