目前臨床常用的鈦合金植入材表面屬於生物惰性，與骨組織結合力不足，常需要額外表面改質或塗層來提升骨結合效果

另一方面，天然骨骼具有壓電特性，在骨重建過程中能透過電訊號促進細胞分化與增殖，加速骨癒合。然而，現有壓電材料如鉛鈦酸鹽(PZT)含鉛，無法應用於生醫領域

本專利提出一種新型製程，直接在含鈦合金植入材表面形成具壓電性的奈米結構，並可進一步覆蓋鈦酸鈣結晶，實現同時具備生物活性與壓電性的植入材

 技術簡介 

本技術以陽極氧化結合微波熱處理為核心製程，能在含鈦合金表面直接生成具壓電性之二氧化鈦奈米管結構。進一步透過水熱處理，可於奈米管表面形成鈦酸鈣結晶顆粒覆層，使材料同時具備生物活性與生物壓電性。相較於傳統僅具生物相容性的鈦合金植入材，本技術所製得之表面結構能有效促進骨細胞的貼附、增殖與分化，加速骨整合與癒合過程。同時，相較於需極化且含鉛的高壓電材料（如鉛鈦酸鹽），本技術不僅避免鉛元素毒性問題，亦能在無極化條件下展現穩定壓電性能。經測試，本材料之壓電常數達 0.9-1.2 pC/N，高於天然骨約 0.7 pC/N，顯示其在骨癒合促進、智慧植入與生物感測應用上具明顯優勢。此外，本製程具備操作簡易、成本低廉、可量產化等特點，具高度產業應用潛力，特別適用於新一代智慧型生醫植入材料之開發。

▲圖說：具有壓電特性的二氧化鈦奈米管結構

▲圖說：同時具備生物活性與生物壓電性的奈米管及鈦酸鈣結構

▲圖說：經本技術製程所製備的合金表面具有高壓電常數

 應用案例 

在應用層面上，本技術特別適用於醫療器材產業，包括骨科植入材如人工關節、骨釘、骨板及椎體融合器，以及牙科植入材如植牙螺釘和齒槽修復材料。由於材料兼具壓電效應與生物活性，未來亦可應用於智慧醫療裝置，作為具壓電感測功能的骨癒合監測平台。

 相關連結 

無

 專利名稱證號 

何文福、張曉涵；具有生物壓電性之植入材、及其製備方法，中華民國專利，發明第I881623號，2025/04/21-2043/12/21

 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