NiTi合金表面激光熔覆TiHA复合涂层的研究(4)
形变恢复温度 30～40 ℃ 磁导率 1.0024
从表格中可看出，NiTi合金的密度较小，与骨组织相近，有利于硬组织修复；另外其弹性模量低，接近人骨头的弹性模量，能促使骨质生长，便于减轻金属植入体以及骨组织间的机械匹配性，即更有效的降低应力遮挡效应，避免了骨质疏松；NiTi合金无磁性，可进行核磁共振成像造影，故可以顺利进行CT、MRI的检查[14]。同时植入人体后会免受外来磁场的影响。这些优异性能都为其在生物材料中的应用奠定了基础。
作为医用金属材料，NiTi合金的其他性能如耐磨性、耐腐蚀性及生物相容性也是相当重要的评估指标，因为人体生理环境是颇具复杂的它将会受到动态的机械运动、物理化学变化以及酶催化反应等因素的作用而发生物理性质和化学性质的改变。故生物体内环境的复杂性将决定种植体与组织之间反应的复杂[14]。
NiTi合金具有良好的耐磨性，不仅高于一般的医用金属材料，甚至高于经氮化处理过的工程耐磨材料38CrMoAl合金[13]。这样的优良性能决定于其组织中马氏体的取向及超弹性效应。基于这样的高度耐磨性，关于置换手术中所不可避免的替代材料间的摩擦磨损，并由磨损引起的关节置换后的下沉和松动而导致手术的失败的几率将大大的减小。
NiTi合金的耐腐蚀性能稍逊于其耐磨性。Michiardi[16]等人研究了NiTi合金微观结构分别为母相β、马氏体相和经30%冷变形的马氏体相时在Hank's溶液和人工唾液中的阳极极化行为，并对比了不锈钢的阳极极化行为。结果发现NiTi合金的致钝电流和钝化电流均低于不锈钢；而在人工唾液中，虽然NiTi合金的致钝电流低于不锈钢，但钝化电流相近；NITi合金的微观结构为β相时比为马氏体相时耐蚀性好。金属间化合物Ti2Ni是点蚀发生的敏感点[17]。故在NiTi合金植入人体之前，其耐腐蚀性能待进一步提高。
1.1.3 镍钛合金的生物相容性
长期介入生理环境的材料，将会受到动态的机械运动、物理化学变化及酶催化反应等因素的作用而发生物理性质和化学性质的改变，所以对植入人体的材料进行评价是很重要的。对于生物医用材料进行评价，其指标主要是该材料的生物相容性。生物相容性是指生命体组织对非活性材料产生反应的一种性能。一般是指材料与宿主之间的相容性，包括组织相容性和力学相容性两个方面[18]。
组织相容性是指材料植入人体后并与人体组织接触时，具有良好的亲和性能。正常人的体液中含有水、葡萄糖、聚糖(GAG)、蛋白质、类脂物、约0.9%的 NaCl，以及 nm级的Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Cl-、OH-和H2PO4-等，正常状态下pH值为7.4[19]。有两种特性决定了这个环境的腐蚀性：①它是一种含盐电解质，促进了电化学机制的腐蚀和水解；②组织中的有机分子和细胞有加快化学反应或迅速破坏外来成分的能力[19]。大量的体内和体外实验证明，钛在人体体液中虽然具有很强的抗腐蚀性，但仍会有物质释放到组织中。D. F. Williams[20，21]的研究表明钛种植体周围组织中钛的浓度会提高 10～100 倍。生物体内环境的复杂性决定了种植体与组织之间反应的复杂性。
力学相容性是指材料种植体植入人体后其力学性能与机体的力学性能相一致，不产生对组织的损伤和破坏作用。这要求种植材料本身的力学性质和在应力作用下的力传导性质必须与骨的力学性质和力传导性质相匹配。从材料力学的观点来看，也就是种植材料与骨之间弹性和刚性相互匹配问题。在所有金属材料中镍钛合金的弹性模量与人体骨和牙的弹性模量较为接近，且能够满足种植材料的力学性能，具有高的强度和抗疲劳性能，其抗折性、耐腐蚀性好，在人体内稳定 。目前的各项试验（模拟体液、动物试验及临床观察）数据结果表明，镍钛合金中的金属钛具有良好的生物相容性。其原因在于钛形成的钝化膜，该钝化膜能够抵抗多种化学物质的腐蚀，并防止金属离子析出。TiO2 在体液中水化成含Ti-OH 的TiO2凝胶，可使蛋白质和软硬组织很容易在其表面附着[22]，但是其中的镍成分则可能在植入人体后存在镍离子溶出的问题，有致癌作用，是需要改善的地方[23]。
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