金属铌的生物特性
铌可提高种植体耐腐蚀性和生物相容性。早在1991年，就有学者对植入兔骨的纯钛种植体和纯铌种植体做了相关研究和分析，结果显示纯铌种植体的开启扭矩显著高于纯钛种植体，并推测可能是由于纯铌种植体相对于纯钛种植体更加不规则的表面形态造成的。然而，更多研究还是倾向于通过在钛合金中引入铌元素，降低钛合金中有毒金属(如镍、钒)离子的析出以改善钛合金生物相容性，以及降低钛合金的弹性模量并提高种植体的机械强度。Sakai 等检测了 15 种常用生物材料元素对成骨细胞样细胞生物活性的影响，结果显示，无论是微粒形式还是离子形式，钒和镍的细胞毒性都远高于铌。而在2020年，俄罗斯托木斯克理工大学研发出一种物理特性与骨组织最为接近的钛铌合金，有助于制造高质量的移植体，以有效地修复损伤骨骼。研究人员发现铌含量从5%到50%的软性铌钛合金后发现，铌含量为25%的钛合金的细胞活性最高。该中心经理罗曼·苏尔蔑涅夫称，随着铌含量的增加，钛合金表面氧化物纳米管形成加速。通过电化学阳极氧化生长的纳米管，由于其具有空心结构，可在手术前将其加载到植入物表面来完成局部药物递送，例如抗生素或生长因子。通过改变铌含量和电化学阳极氧化的参数，可以控制纳米管的几何参数、物理和机械性能，创建具有特定特征的植入物，最大限度地满足临床目标的要求。

而在外科缺损修复方面，修补材料和支架材料需要良好的延展性，比强度，耐磨性，耐腐蚀性等。由于长期植入人体，因此金属材料的生物相容性和细胞毒性等生物学指标也受到科研人员的广泛关注。降低金属材料的弹性模量，使之尽可能的接近骨组织，以减少应力遮挡效应，是近期研究者们努力地方向之一 。据相关研究显示，钛合金中加入无毒性金属元素铌，能够有效降低合金的弹性模量，并提高耐腐蚀性。

铌在多孔植入物中的应用
多孔医用金属植入材料具有治疗骨组织创伤和股骨组织坏死等重要而特殊的用途。作为骨组织创伤和股骨组织坏死治疗使用的多孔植入材料，其孔隙度应达 30～80%，而且孔隙最好全部连通与均匀分布，或根据需要孔隙部分连通与均匀分布，使之既与人体的骨组织生长相一致，又减轻了材料本身的重量，以适合人体植入使用。目前这类材料多是使用不锈钢，钛合金，钽等金属。而难熔金属铌，由于它具有优秀的生物兼容性和力学性能，其多孔材料有望作为替代前述等传统医用金属生物材料，成为主要作为骨组织坏死治疗的生物材料。由于金属铌对人体的无害、无毒、无副作用，如果能均匀分布连通孔隙以及与人体相适应的物理机械性能，则是保证新生骨组织正常生长的重要连接件构成材料。目前使用纯铌作为多孔植入物的研究还很少，而将铌与钛结合做的复合材料多孔植入物，已经有不少的研究。徐健等人采用粉末冶金法制备不同孔隙率的Ti-25Nb合金。然后根据几个特性对合金进行评估，例如机械性能、纯度、孔径和孔隙率。为了评估生物相容性，对标本进行甲基噻唑四唑 (MTT) 比色测定、使用吖啶染色的细胞粘附和增殖测定、扫描电子显微镜和炎症因子白细胞介素 6 (IL-6) 的检测。实验结果表明，具有连通孔的多孔Ti-25Nb合金的孔径为200～500μm，有利于骨向内生长。该合金的抗压强度与皮质骨相似，而弹性模量更接近松质骨。MTT测定表明，该合金对兔骨髓间充质干细胞无不良反应，毒性为0～1级。细胞粘附和增殖实验表明，合金表面和孔内有良好的细胞生长。根据IL-6水平，该合金没有引起任何明显的炎症反应。满足了临床骨科植入物的基本要求，使该合金具有良好的生物医学应用前景。具有 70% 孔隙率的合金具有最佳的机械性能，以及合适的孔径和孔隙率，允许更多的骨向内生长。
根据兔股髓腔设计的孔隙率为70%的多孔Ti-25Nb合金试样

Ti-25Nb合金的孔径和孔隙率

细长/棘状形状的兔骨髓间充质干细胞附着在合金间隙表面

增材制造技术加工多孔植入物
粉末冶金法作为一种传统的加工方式，在制备多孔金属的过程中具有成本低，工艺简单等优势，但烧结时间短，难以控制凝固速度和气孔形成的大小，因此难以制备出具有均匀的气孔尺寸和孔隙率的多孔结构且难以获得形状复杂的多孔金属零件。近年来，随着增材制造技术的不断发展，多孔医用金属植入物有了更多的新尝试。比起传统粉末冶金加工方式，增材制造对于具有多孔的形状、中空结构复杂产品制造的精确性；可降低生产成本（无模制造）并加快高价值组件的上市时间；增材制造过程，极大的减少了材料浪费，污染小；柔性制造，个性化定制程度高。目前用于增材制造多孔植入物的金属主要是钛合金，钴铬合金，和金属钽。其中钛合金作为一种比较成熟的材料主要用于制造髋臼杯，多孔支架等植入产品。而钽金属则可用于制造仿生骨小梁多孔支架。据新闻报道，2021年西京医院骨科在国际上首次将钽金属3D打印的长节段人工椎体，运用于脊柱恶性肿瘤整块切除后的缺损重建。

钽金属3D打印长节段人工椎体

增材制造钛合金多孔植入物
虽然目前使用金属铌或钛铌合金进行多孔植入物3D打印的研究还比较少见，但随着增材制造技术和设备的发展，制造过程中机理的深入研究，以及金属铌成本的不断下降等因素，增材制造铌金属多孔植入物方面的应用也会逐渐发展起来，铌优秀的力学性能和细胞活性能够得到充分的发挥。

球形铌粉产品介绍


产品特性
球形铌粉，是最轻的难熔金属粉末。具有很高的高温强度和比强度，无放射性，良好的生物相容性和耐腐蚀性，适用于航空航天领域优良的热防护和结构材料以及医疗植入物研究制造。
1.球形度高，流动性优良，铺粉效果好，打印成型质量好。
2.粒度分布均匀，堆积密度高，打印零件致密度高，气孔少，抛光效果好。
3.氧含量低，打印件更容易成型，韧性更高，表面不容易出现开裂现象。

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