- 文献综述（或调研报告）：
Ti-Ta两相合金组织结构对于干细胞成骨分化影响研究的
文献综述
摘要：金属植入物广泛应用于骨科手术和牙科，植入物的持久固定要求骨细胞附着和粘附于植入物上，增殖，分化，形成成骨细胞，产生矿化基质。本研究将以粉末冶金的方式来烧结获得Ti-Ta两相合金，并探究该合金的组织结构对于人源成骨干细胞成骨分化（体外）的影响。
关键词：Ti-Ta合金、成骨干细胞、生物相容性、粉末冶金
1 背景
生物材料在现代起着非常重要的作用。在过去的几十年里，随着医学和材料加工的进步，大量的适用于各种应用的生物材料被开发出来。生物材料主要用于骨科、牙科保健、药物输送、皮肤组织工程和心血管装置[1]。
其中，金属材料用于医疗植入物的历史可以追溯到19世纪的工业革命，由于人们对骨修复的需求，特别是长骨骨折的内固定，金属植入物的概念得以提出。到了19世纪60年代，李斯特发明无菌手术技术，金属植入物得以实现[2]。在那之后，金属材料在骨科手术中起到了至关重要的作用，包括临时装置（骨板、骨钉等）和永久植入物（全关节替换术等）。
在把任何材料作为植入物之前，必须确定所用材料不会造成任何危害，即它应该与人体具有“生物相容性”。Williams[3]定义生物相容性为“生物材料在药物治疗方面发挥其预期功能的能力，而不会对接受治疗的人或受益人产生任何不良的，局部或系统的影响，并产生最适当的，有益细胞或组织的，优化该治疗的临床效果。”这意味着植入体不应在体内释放有毒物质，因为这些物质会对患者造成全身损害。但任何植入人体的物质都会发生一些组织植入反应，由于界面上能量更高，化学反应在组织界面上比核心处更加容易，这种组织植入反应在植入物与组织的界面也更显著，这也是只有少数金属和合金具有生物相容性，并作为长期有效植入材料的原因。
Kurtz等人[4]的研究指出，预计到2030年，髋关节置换的总数将增加到572，000次。另外，全膝关节置换术的数量预计将增加到348万个。因此，对新植入体和改良植入体的需求将增加，提高骨科植入材料的质量十分关键。在金属中，316 L不锈钢、钴铬合金和钛基合金在骨折固定、髋关节置换和牙科等应用中处于领先地位。[5]但不是每种金属及合金都是万能的，有时由于腐蚀、磨损、杨氏模量与身体部位不匹配、强度低等原因，材料经过长时间后失效。其中，钛及钛基合金已成为骨科种植材料的首选材料。
2 正文
2.1 钛的介绍
钛（Ti）是地球上第九丰富的元素，金红石、板钛矿和锐钛矿是钛的氧化物矿物来源。金红石和锐钛矿的晶体结构为四方晶系，而板钛矿则为正交晶体结构。[6]钛是一种低密度元素(约为铁密度的60%，钴密度的近一半)，可通过合金化和变形处理大大强化力学性能。纯钛在885℃左右会发生相变，由HCP晶体结构(alpha;相)转变为BCC晶体结构(beta;相)。根据最终的微结构，钛合金分为四大类：alpha;合金、近alpha;合金、alpha;-beta;合金和beta;合金。钛及其合金的弹性模量约为不锈钢和钴钼合金的一半。与不锈钢和钴铬合金相比，钛的比强度较高，但摩擦性能较差。钛合金作为生物材料的应用越来越多，因为与不锈钢和钴基合金相比，钛合金具有更低的模量、更好的生物相容性和更强的耐蚀性，这一系列优异的性能推动了纯钛（CP-Ti）和alpha; beta;合金Ti6Al4V的商业化和近来亚稳态beta;合金的发展[7]。在20世纪50年代，钛被用于航空航天，但在20世纪60年代以后，它被应用于外科植入物。如今，2%的钛被用于医疗用途。与其他金属植入材料相比，钛以其优异的强度、杨氏模量和生物相容性而广受欢迎[5]。
