虽然钛髋关节和膝关节植入物确实能让很多人恢复活动能力，但它们仍然会出现故障。一种新型合金可以帮助改变这种状况，只需在其中加入少量弯曲的、能杀死细菌的镓即可。

无论植入物是替代髋关节还是膝关节，钛装置与病人的天然骨组织之间都有一个明显的界限。如果细菌在该交界处的植入体表面定植，就可能发生感染，最终导致骨/植入体连接失效。一旦发生这种情况，就需要进行第二次手术。

另一个潜在的问题是，最常用于植入物的钛金属 Ti-6Al-4V 比骨更硬。这就意味着植入体的弯曲度不及与之相连的骨骼，从而将应力集中在两者之间的界面上。随着时间的推移，这不仅会导致连接失效，还会给患者带来疼痛。

为了解决这两个问题，澳大利亚弗林德斯大学的科学家们最近在 Ti-6Al-4V 中添加了镓（Ga）。众所周知，这种金属不仅具有抗菌特性，而且比钛（Ti）更柔韧。

不过，研究人员只添加了一点点镓。其中一种钛/镓合金的镓含量仅为 3%，而另一种钛/镓合金的镓含量仅为 5%。为了研究的目的，样品采用了棒的形式，而不是植入物。

在铜绿假单胞菌（经常感染植入物）的作用下，两种新型合金在六小时内分别消灭了 90% （+/- 5%）和 95% （+/-3%）的微生物。相比之下，Ti-6Al-4V 钛的对照样本只能杀死 3%（+/-2%）的微生物。

重要的是，这两种钛/镓合金的抗菌效果在最初的六小时 “杀菌狂潮 ”之后仍在继续，而且在 24 小时内没有观察到对人体细胞的有害影响。

此外，在对合金进行强度测试时，3% Ga 版本的杨氏模量比 Ti-6Al-4V 低 37%，而 5% Ga 版本则低 44%。杨氏模量是衡量材料弯曲难易程度的指标。

尽管如此，这两种新型合金的性能并不弱。它们的硬度，也就是承受表面变形的能力，与Ti-6Al-4V相差无几。进一步的研究可以进一步提高它们的硬度。

“这项研究的负责人 Reza Hashemi 博士和材料工程系毕业生 Rhianna McHendrie 一起领导了这项研究。“与现有的假体相比，镓的添加产生了一种具有抗菌特性的优质材料，可以改善患者的治疗效果，同时减少潜在的疼痛、医疗并发症和长期植入失败。”

有关这项研究的论文最近发表在《功能性生物材料杂志》上。

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