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Med·投资 | 观点 医用金属材料发展概况
发布时间:2024-02-23        浏览量:1254        来源:本站

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医用金属以其优异的力学性能和生物相容性,在医疗器械领域得到广泛应用。随着医疗技术要求的提高,新型医用金属材料也不断涌现。




一、主要医用金属材料介绍


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不锈钢是应用最广的医用金属,依照成分不同可分为多种类型,常见的304不锈钢具有良好的强度和耐腐蚀性。新开发的高镍高强度不锈钢抗磨损性更好,用于心血管支架。钛合金以优异的生物相容性见长,种类包括纯钛、Ti-6Al-4V等,广泛用于骨科和牙科植入物。钴铬系合金也用于牙科修复体和骨科栓。




二、新型材料性能分析


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近年开发的Ti2448新型钛合金,强度可达1300MPa,实际应用证明骨骼愈合效果好。高强度不锈钢BioDur108,抗拉强度高达1500MPa,也显示出更好的生物活性。

美国Zimmer公司研发的TMZF钛合金,其力学性能优于Ti-6Al-4V合金,应用于人体重负荷部位的置换植入物,显著提高了服役寿命。德国Biotronik公司采用自主研发的BioDur108型高强度不锈钢,应用于新一代薄膜冠脉支架,支架耐压性能增强了30%。

上海微创心脉医疗科技公司采用自主研发的WeigaoBio316L高抗疲劳不锈钢,成功用于输送系统和支架系统,具有优异的生物力学匹配性。用此料生产的心脏主动脉导管2014年获CFDA批准,安全有效地应用于aorticdissection患者。

北京时代先进材料研究院研制的TC4-DT新型钛合金,获得多个骨科和口腔科批准,用于假体产品。该合金具有1160MPa的高抗拉强度,以及更好的低模量性能。在临床应用中获得医生和病人认可。




三、不同金属材料性能对比


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从上表可以看出,钛合金和镁合金由于生物相容性好,广泛应用于需要直接与人体组织接触的植入物;而不锈钢和钴铬合金的力学性能优异,可以用于需要承受载荷的器械结构部位。正确选用金属材料对优化医疗器械性能至关重要。




四、全球医用金属材料市场规模


根据弗若斯特沙利文(Frost&Sullivan)的统计,2020年全球医用金属材料市场规模约为153亿美元。其中以不锈钢材料为最大宗,市场规模约68亿美元;钛合金和钴铬合金材料规模分别约为39亿美元和25亿美元。从区域分布来看,北美市场约占35%;欧洲市场约占30%;亚太地区约占25%;其他地区约占10%。

展望未来,在医疗器械轻量化和高性能需求趋势驱动下,全球医用金属材料市场复合增长率预计可达6.2%。到2025年,总规模有望突破220亿美元大关。亚太地区增速快速,将成为医用金属新的主要增长引擎。




五、发展趋势预测


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1.


继续开发高强韧医用金属材料

提高强度和抗疲劳性能。这是满足微创手术器械减小体积需求的必然趋势。

2.


增加多种生物活性修饰

如生物活性涂层等,增强材料的生物功能,提高与人体组织的融合性。这符合现代医疗对植入材料生物活性需求的提升。

3.

采用新型加工技术

使医用金属可制备为泡沫材料或网状结构,以适应器官组织工程支架等新兴应用需求。

4.


开发绿色环保的医用金属材料及其加工工艺

降低对环境和人体的潜在危害,实现可持续发展。

5.


利用3D打印、增材制造等新技术

实现医用金属零件和植入物的定制化生产。

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