[ 信息发布:本站 | 发布时间:2025-11-11 | 浏览:156次 ]

由西班牙科学与创新部、欧盟及国家研究机构联合资助的ATILA项目团队宣布了一项重要技术突破，该成果基于2025年期间开展的系统研究。

上图显示了在加工阶段之前增材制造的Ti6Al4V演示植入物。下图显示了髋臼杯预成型的加工过程（由ATILA项目提供）

这个由私人技术研究所AIDIMME领导的多学科联盟，汇集了瓦伦西亚综合大学医院（FIHGUV）研究基金会、萨拉曼卡大学激光与光子学应用研究小组（ALF USAL），以及总部位于西班牙利纳雷斯的线激光金属增材制造原始设备商Meltio等机构专家。

AIDIMME研究所已成功安装原型增材制造系统，据悉这是西班牙首次采用Meltio独特的金属增材技术制造钛合金生物医学植入体。近期研究重点聚焦于三个关键临床应用：髋臼杯、胫骨托和股骨组件。目前正在进行体外与体内试验，以推动后续研究及潜在临床应用。

材料特性验证取得关键进展

通过项目原型机采用Meltio的DED-LB/M技术加工Ti6Al4V grade 23合金，研究团队获得了经过验证的微观结构与力学特性数据。从实体块料中提取的样本显示：其微观结构为马氏体，这是从高于β相变温度快速冷却形成的结果。在"制造态"条件下，该结构由嵌入β相的α'相（针状马氏体）组成。在50倍和1000倍放大镜下可观察到晶粒生长柱状体及沉积层，针状晶粒清晰可见。

项目关键目标之一是验证加工参数未在样本表面产生α-case脆性相——这种会降低疲劳强度的脆弱相在生物医学植入应用标准中明令禁止。

力学性能符合国际标准

根据ASTM E8/E8M标准进行的拉伸试验表明，项目处理的Ti6Al4V grade 23合金在最大强度、弹性模量和延伸率方面均满足植入物制造标准（包括ASTM F3001-14、ASTM F136-2021和UNE EN ISO 5832-3:2022）要求。特别值得注意的是，研究确认该材料无需后续热处理即可达标。

i6Al4V 23 级合金的面积，在用 Kroll 试剂蚀刻后，在光学显微镜中观察到 50X（左）和 1000X（右）（由 ATILA Project 提供）

生物相容性研究同步推进

FIGHUV研究基金会下属BTELab正负责项目的生物相容性研究。为此，AIDIMME已使用项目原型机制备了Grade 23钛合金样本，通过线切割和机械加工技术制作体外与体内试验样品。

为 ATILA 原型 Ti6Al4V G23 制造的块，左下角表面喷砂，右侧表面经过多次表面处理（由 ATILA Project 提供）

表面处理技术提升骨整合效果

Ti6Al4V ELI钛合金因与骨骼的良好相容性被广泛应用于植入物，其成功关键在于实现充分的骨整合。该项目研究人员指出，植入体表面已从机械加工的光滑表面发展为采用喷砂、酸蚀、陶瓷涂层、阳极氧化和纳米管等处理技术，以增强生物活性、促进细胞反应并提高植入体耐久性。

"机械加工的钛表面无法促进骨整合，可能导致植入体松动。必须通过改进几何形状、粗糙度和化学特性来加速骨整合过程，从而优化蛋白质吸附和细胞生长。"ATILA项目发言人、AIDIMME研究所研究员Jenny Zambrano强调，"表面成分、粗糙度和疏水性是实现这一目标的核心要素。"