创新背景

在进入超老龄化社会的现代社会中，由于疾病和受伤而患骨骼和关节疾病的人数增加，对身体材料的需求正在增加。身体材料用于治疗嵌入体内，活体称为植入物。

金属材料在强度和延展性之间具有良好的平衡性，高度可靠，作为骨功能替代植入物，需要支持更大的负载应用。植入物需要优异的耐磨性和耐腐蚀性，但具有高强度。由于是金属材料，因此力学特性与柔软的生物骨有很大不同。这是常见的，特别是高杨氏率是一个问题。植入物比骨头远表现出较高的杨氏模量，大部分力量都施加在植入物上，并传递到周围的骨骼。骨骼萎缩，骨密度降低，骨折风险就会增加。因此，近年来，具有与生物体骨同等低杨氏模量的新金属材料需要开发。

创新过程

钴（58-59 %，下同）和铬（33-34%）作为主要成分，研究人员开发了一种新的Co-Cr-Al-Si合金，添加了钛和硅（共 8%）。已经相对于作为面心立方结构CoCr合金，本CoCr合金具有体心立方结构，为了显示极高弹性各向异性，使用具有<100>方向的单晶，与活骨相似，10-30 GPa的杨氏模量非常低。一般生物金属材料的杨氏模量和耐磨性是权衡因素。

CoCr合金具有与现有CoCr合金相当的高耐磨性。利率极低，大大打破了传统的权衡关系。 此外，CoCr合金的疲劳寿命超过1000万次，可承受高达1.65%的较大变形。保持低杨氏模量，因此有望成为下一代生物的金属材料。
NiTi 超弹性合金具有约8%的超弹性应变，合金表现出超过17%的超弹性应变，是其两倍以上，它具有多功能性，也可以作为身体材料应用。

创新价值

CoCr 生物材料具有特别低的杨氏模量、高耐腐蚀性和耐磨性和优异的超弹性特性，有望应用于人工关节、骨板、脊髓固定装置和支架。

创新关键点

这种种新型CoCr（钴铬）生物金属材料，具有很高的机械亲和力。它有与骨骼相当的柔软度和平衡性优异的生物材料，具有高耐磨性和耐腐蚀性。