生物金属材料失效

生物金属材料失效（failure processes in biometallic materials），工学-机械工程-机械工程基础-机械设计-机械强度学-结构完整性-失效机制，与细胞、组织或体液接触的金属材料，失去恢复器官和恢复功能的问题。由于金属材料在拉伸强度、疲劳强度和韧性等方面优于塑料和陶瓷，因此常用于制作人体硬组织如牙齿、骨、关节等和软组织如心脏瓣膜、腹膜等。在体内服役过程中，由于人体环境影响，生物金属材料易于发生腐蚀、腐蚀疲劳等失效。生物金属材料的历史悠久，古埃及和古巴比伦早在3500年前就已采用金属的手术工具。17世纪，金、铁和铜线用于缝合伤口，其中铁与铜易于腐蚀。19世纪，钢材用于制作接骨板，与之前的金属线固定相比，更为牢靠。之后，用镀镍钢和钒钢代替碳钢，以解决腐蚀问题。为进一步提高抗腐蚀性，消除在人体内的毒性，不锈钢、钴铬合金、钛及钛合金逐渐成为生物金属材料的应用主体。新近开发的无镍不锈钢的强度、耐蚀性和生物相容性高于传统的不锈钢。钛及钛合金由于具有优良的力学性能、耐腐蚀性与生物相容性，被认为是最具吸引力的生物相容性金属材料。