解決痛點 

針對現有生醫植入金屬材料在強度、彈性匹配、耐久性及生物安全性不足等問題提出解決方案。

1. 解決植入材強度不足與斷裂風險

傳統鈦合金（Ti-6Al-4V）、316L不鏽鋼及Co-Cr-Mo合金在高負載環境下，可能產生塑性變形或疲勞破壞。本技術開發的富鈦中熵合金具有更高的抗彎強度與降伏強度，可承受更大的外力載荷，同時保持優異的彎曲變形能力，有效降低植入物變形與斷裂風險，提高醫療器材使用壽命與可靠性。

2. 解決應力遮蔽（Stress Shielding）問題

現有金屬植入材的彈性模數普遍遠高於人體骨骼，容易造成應力集中於植入物而非骨組織，進而導致骨質流失與植入失敗。從圖中可見，本研究富鈦中熵合金兼具較低彈性模數（約90–110 GPa）與較高彈性能（Resilience），能更接近人體骨骼的力學特性，降低應力遮蔽效應，促進骨整合並提升植入穩定性。

3. 解決植入材耐腐蝕性不足與金屬離子釋放問題

人體環境具有腐蝕性，傳統金屬材料長期使用可能產生金屬離子釋放，引發發炎反應或組織損傷。本技術所開發之富鈦中熵合金展現較低腐蝕電流密度與優異耐腐蝕能力，可有效降低金屬離子溶出風險，提升植入材料的長期穩定性與生物安全性。

 技術簡介 

本技術開發一種介穩β富鈦中熵合金及其製備方法，材料於鑄態下即具備高降伏強度(>1100 MPa)、低彈性模數(<110 GPa)、高彈性能與優異耐腐蝕性，無需額外熱處理即可兼具高強度與良好生物相容性，可有效降低製程成本。相較傳統316L不鏽鋼、Co-Cr-Mo與Ti-6Al-4V植入材，本合金可降低應力遮蔽效應與金屬離子釋放風險，提升植入穩定性與使用壽命，適合應用於人工關節、股骨柄及其他骨科植入材領域。

▲圖1：本研究中熵合金與傳統生醫合金之三點彎曲測試應力–撓度曲線比較。所開發之富鈦中熵合金展現更高的抗彎強度與優異彎曲變形能力(撓度 > 8 mm)，顯示材料兼具高強度與高韌性，可有效降低植入材於體內發生變形或斷裂之風險。

▲圖2：本研究中熵合金與傳統生醫合金之抗彎強度與降伏強度比較。富鈦中熵合金之抗彎強度及降伏強度皆明顯高於Ti-6Al-4V (Ti-64)、Co–Cr–Mo及316L不鏽鋼，顯示其具備更佳承載能力與機械可靠性，適合高負載骨科植入材應用。

▲圖3：本研究中熵合金與傳統生醫合金之彈性能與彈性模數比較。富鈦中熵合金具有更高彈性能及較低彈性模數，代表材料可儲存更多彈性能量並降低應力遮蔽效應，有助於提升骨組織受力傳遞與植入穩定性。

 應用案例 

本技術可應用於人工關節、骨板骨釘、脊椎固定系統、牙科植體及客製化醫療植入材等高階醫材領域。透過其高強度、高韌性、低彈性模數及優異耐腐蝕特性，可有效降低植入物斷裂、骨質流失及金屬離子釋放風險，提升患者治療成效與植入物使用壽命，具備高度臨床應用及市場發展潛力。

 相關連結 

 https://www.youtube.com/watch?v=4pzauUmMOi4

 專利名稱證號 

無

 技術產學合作或技轉單位 

無

 獲獎紀錄 

無

 技術聯絡人 

國立高雄大學 李雨謙專任助理

連絡電話：07-5916639

聯絡信箱：vivianlee@nuk.edu.tw