Phát triển hợp kim y sinh cho kỹ thuật phục hình răng và chỉnh hình xương

ISBN 2354-0575 
36 Khoa học & Công Nghệ - Số 12/Tháng 12 – 2016 Journal of Science and Technology 
PHÁT TRIỂN HỢP KIM Y SINH CHO KỸ THUẬT PHỤC HÌNH RĂNG 
VÀ CHỈNH HÌNH XƯƠNG 
Tô Duy Phương 
Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam 
Ngày nhận: 01/10/2016 
Ngày sửa chữa: 31/10/2016 
Ngày xét duyệt: 15/11/2016 
Tóm tắt 
Bài này trình bày về những kết quả nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng các kim loại và hợp kim 
trong nha khoa nói riêng và ngành y nói chung. 
Các phần mục của báo cáo diễn đạt một số phương pháp cơ bản nhất của quá trình nghiên cứu 
chế tạo và ứng dụng kim loại và hợp kim y sinh. 
Hợp kim y sinh không chỉ có khả năng ứng dụng trong nha khoa, mà còn có thể sử dụng trong 
chỉnh hình xương đang được phát triển có hiệu quả. Đặc biệt là titan; kim loại có trọng lượng riêng thấp 
chỉ bằng nửa niken, có độ bền ăn mòn cao, độ bền cơ và độ bền sinh học cao, lại không có từ tính nên 
được sử dụng nhiều trong chấn thương chỉnh hình xương. 
Các hợp kimNi-Cr, Ni-Ti, Ti-Al-V, Co-Cr đã được nghiên cứu đưa ra các kết quả đã được ứng 
dụng và trình bày trong báo cáo này. 
Từ khóa: Hợp kim nha khoa, Ứng dụng y sinh, Độ bền ăn mòn, Độ bền sinh học, Chấn thương chỉnh 
hình xương 
1. Mở đầu 
Vật liệu y sinh được loài người sử dụng đã 
hơn 4000 năm. Người Ai Cập và La Mã cổ đại đã 
dùng sợi vải để khâu vá vết thương, dùng vàng và 
sắt để bọc và vít răng, thế nhưng thời đó họ hiểu 
biết rất ít về tương tác y sinh như ăn mòn, ôxy hóa 
các kim loại và hợp kim của mô, mỡ, máu... Sau 
chiến tranh thế giới II con người đã hiểu biết nhiều 
về cơ thể người, về phẫu thuật chỉnh hình, về cấy 
ghép và các tác động, phản ứng sinh học giữa vật 
liệu cấy ghép với cơ thể sống con người. 
Vật liệu y sinh là vô cùng quan trọng, nó 
tồn tại mãi với loài người. Con người từ khi sinh 
ra, lớn lên đã tuân thủ một vòng đời không thể 
thiếu được vật liệu y sinh hay nói cách khác vật 
liệu y sinh luôn sống cùng con người. Không chỉ 
thuốc uống khi phòng ngừa, ốm đau, mà hàng 
ngày không ít người phải mang vòng titan ổn áp, 
bạc đánh gió v.v., đó là các hợp kim y sinh. Đấy 
chỉ là các hợp kim y sinh trên cơ thể, còn trong cơ 
thể như van tim, kim loại và hợp kim trong tủy, 
nẹp gá, vít, bó các xương gãy đến vít bảo vệ răng 
bằng các hợp kim cho thấy nhu cầu hợp kim y sinh 
là rộng lớn. 
Con người già yếu, ốm đau, người trẻ tai 
nạn, thương tật chiến tranh, tất cả đều cần có vật 
liệu y sinh vít xương gãy vỡ, bó nẹp lại đã cho 
thấy tính cần thiết của vật liệu y sinh. 
Quá trình ăn mòn hợp kim cấy ghép xảy ra 
giữa vật cấy ghép với máu, muối, chlor, protein, 
axít amin. Nước trong cơ thể người gồm có các 
anion Cl-, PO43-,... và các cation Na+, K+, Ca+, 
Mg+...của chất hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp 
quan hệ với các thành phần polyme có trọng lượng 
phân tử cao hòa tan ôxy. Nó sẽ xảy ra phản ứng ăn 
mòn giữa các phân tử sinh học với hợp kim cấy 
ghép và sản phẩm là các phản ứng anot và catot. 
Protein có thể ràng buộc dính bám với ion kim loại 
và chuyển chúng từ bề mặt vật cấy để tạo ra lớp ăn 
mòn bề mặt qua các cation. Protein sẽ bị hấp phụ 
lên bề mặt làm giảm khuyếch tán ôxy ở vùng nhất 
định và gây ra phản ứng ăn mòn ở đó. Còn Hydrô 
thì tạo phản ứng catot mạnh, gây ăn mòn như một 
ISBN 2354-0575 
Khoa học & Công Nghệ - Số 12/Tháng 12 – 2016 Journal of Science and Technology 37 
chất ức chế. Sự có mặt của vi khuẩn cũng làm 
mạnh lên ăn mòn bởi hấp phụ H2 có mặt trong 
vaxin của vật cấy ghép. Việc thay đổi giá trị pH 
cũng ảnh hưởng đến tốc độ ăn mòn 
Từ những hiểu biết về tương tác y sinh và 
tác động lâm sàng trên, ngày nay khắp thế giới các 
nhà khoa học đã tìm ra hàng loạt kim loại và hợp 
kim đưa vào cơ thể người. Hợp kim này được tìm 
ra thì hợp kim khác lại thay thế tốt hơn và cứ thế 
ngày một mới những hợp kim y sinh được phát 
triển đi cùng với những sáng chế; đến những sáng 
chế mới hơn và chắc chắn sẽ có những phát minh 
sáng chế vĩ đại. 
Thị trường vật liệu y sinh trên thế giới hàng 
năm khoảng 24 tỷ USD, trong đó phục hình răng 
và các nhu cầu nha khoa khác chiếm khoảng 55% 
tổng số này. 
Bài này là những dẫn liệu và tập hợp nhận 
biết, phân tích đánh giá về các kim loại, hợp kim y 
sinh của thế giới và Việt Nam đã thành công để 
mong được đóng góp vào định hướng nghiên cứu 
phát triển vật liệu y sinh ở Việt Nam. 
2. Hợp kim y sinh trong kỹ thuật nha khoa 
phục hình răng 
2.1. Vàng và hợp kim vàng 
Vàng nguyên chất là vàng 24 k. 
Hợp kim vàng theo ISO được chia làm 2 
nhóm chính với 75%Au + 25%Pt 
và 25%-75%Au + Pt. Hợp kim vàng có các 
hệ sau: 
- Au-Cu-Pt-Pd, có độ cứng và độ bền cao 
- Au-Cu, không giới hạn độ hòa tan và khả 
năng biến đỏ (<15%) 
- Au-Ag , giảm biến đỏ, tăng độ dẻo và độ 
rèn 
- Au-Pt, các tinh thể trộn lẫn, không giới 
hạn độ hòa tan của Pt và Pd 
 Vàng và hợp kim vàng có tính bền ăn 
mòn hóa và mài mòn cao, có khả năng gia công 
biến dạng nguội tốt. Hợp kim khoảng 75%Au tức 
là vàng 18 kara, có độ bền và độ cứng cao hơn, 
nhiệt độ chảy thấp hơn, có những tính năng vật 
liệu ưu việt hơn. 
 Các hình ảnh về sử dụng vàng và hợp kim 
vàng trong nha khoa. 
Hình 2.1. Các mão, cầu, hàm khung răng sứ bằng vàng và hợp kim vàng 
2.2. Hợp kim của bạc - amalgam 
Hợp kim amalgam là hợp kim của bạc Ag 
có thành phần 65%Ag, 29%Sn (Hợp kim có 
tính dãn nở thấp), với >6%Cu (độ dãn nở tăng, Zn 
(độ rỉ-ZnO) và Hg. 
Đặc tính sinh học của amalgam 
 Nhờ có hàm lượng Cu cao trong amalgam 
đã không làm bốc hơi thủy ngân khi lắp mẫu vào 
răng gây nguy hại cho bác sỹ nha khoa.Do độ bền 
sinh học của Cu cao đã khống chế phản ứng ăn 
mòn nướu răng. 
ISBN 2354-0575 
38 Khoa học & Công Nghệ - Số 12/Tháng 12 – 2016 Journal of Science and Technology 
Hình 2.2. Amalgam được cấy trên răng Hình 2.3. Phản ứng chuyển hóa peritectic trong amalgam 
2.3. Hợp kim coban 
2.3.1. Hợp kim Co-Cr 
Coban là kim loại có độ cứng và độ bền cao 
hơn một số thép (độ bền kéo 210 GPa và uốn 183 
GPa). Nhiệt độ nóng chảy khoảng 1495oC. Coban 
là kim loại từ tính (đến 1000oC). Nhiệt độ hóa hơi 
khoảng 3100oC. 
Hợp kim của coban sử dụng trong nha khoa 
phục hình răng là Co-Cr. Đây là hợp kim có các 
đặc tính sinh học ổn định cao, tính công nghệ và 
tính gia công và bền ăn mòn tốt. Trong nha khoa 
hợp kim thường được sử dụng làm mũ, cầu răng 
sứ. 
Hình 2.4. Hợp kim coban (Co-Cr) sử dụng chế tác các cầu, mũ răng sứ 
Các hợp kim của coban có các loại phổ biến 
sau: Wirobond C, Wiron 99, Modiral S, Biral 2000 
H, V-Alloy II, V-Alloy FG, Keralloy ECO, 
Keralloy KB, Keralloy FG, Heraenium CE, 
Heraenium EH. 
2.3.2. Hợp kim Co-Cr-Mo 
Hợp kim y sinh Co-Cr-Mo có thành phần 
(theo trọng lượng) như sau: 63-65 %Co, 27-29 
%Cr, 5-7 %Mo, < 1 %Si & Mn, < 0.75 %Fe, 0.15 
%C, < 0.05 %Ni 
Cấu trúc hợp kim xem hình sau: 
-Co -Cr HV quang học 10XSEM 1000X SEM 5000X 
Hình 2.5. Ảnh SEM maping hợp kim Co-Cr Hình 2.6. Cấu trúc hợp kim Co-Cr 
2.4. Hợp kim Titan 
Titan là nguyên tố không gây độc hại, 
không thoái hóa sinh học, không làm tổn thương 
mô, phát triển tồn tại cùng với xương. Ngược lại 
Ti có ảnh hưởng vi trùng học, tạo ra các lớp ôxýt 
titan phức hợp. 
ISBN 2354-0575 
Khoa học & Công Nghệ - Số 12/Tháng 12 – 2016 Journal of Science and Technology 39 
1- Hợp kim titan 
Hợp kim có cấu trúc tinh thể như sau: 
Hình 2.7. Cấu trúc tinh thể đặc trưng của titan 
và mạng tinh thể (hcp) 
2-Hợp kim titan α+β 
Hợp kim titanα + βchứa dung dịch rắn α và 
β, như vậy đây là vật liệu song pha. 
Hợp kim y sinh titan phổ biến dùng trong 
cấy ghép răng là Ti-6Al-4V.Trong hợp kim Ti-
6Al-4V thì nhôm là nguyên tố ổn định pha αcòn V 
làm ổn định pha β.Hợp kim Ti α + β rất thích hợp 
cho gia công đạt độ bền vững cao. Hợp kim này có 
giới hạn bền 1100 MPa. 
Hợp kim Ti α+βtuy cho thấy độ bền được 
nâng cao, độ rèn tốt, nhưng tính hàn khó. 
Để nâng cao cơ tính của hợp kim này cần 
được hợp kim hóa thêm Cr, Cu, Pd,..Nhưng khi 
đưa vào các kim loại nặng sẽ ảnh hưởng xấu đến 
độ sai lệch vật liệu y sinh. 
Hình 2.8. Các đinh vít hợp kim Ti-6Al-4V, Các vít để cấy ghép hợp kim Ti-6Al-4V
Đây là các hợp kim titan bền chắc sinh 
học(Ti-6Al-4V, Ti-5Al-2,5Sn, Ti-6Al-17Nb, Ti-
30Nb, Ti-30Ta, Ti-15Mo) được dùng để chế mũ, 
cầu, đinh vít răng và xương. 
2.5. Hợp kim niken 
2.5.1. Hợp kim y sinh Ni-Ti – Nitinol 
Hợp kim Nitinol (Ni,Ti+ Naval Ordnance 
Laboratory /NOL/) là xuất sứ từ hợp kim nhớ hình 
Niti (hình 2.9) và Nitinol (hình 2.10) 
Nitinol là hợp kim của niken và titan; làhợp 
chất liên kim có thành phần 49-51 %ng.t Ni còn lại 
là Ti. Hợp kim này được dùng khá phổ biến trong 
phẫu thuật chỉnh hình xương (sẽ được nói nhiều ở 
phần sau), phục hình răng, các stent trong cơ thể 
người. 
Hợp kim Nitinol ở Mỹ đã có bằng sáng chế 
nổi tiếng. 
2.5.2. Hợp kim Ni-Cr - Hợp kim Ni-Cr đơn tinh 
thể 
Hợp kim nền niken đã được phát triển cách 
đây gần 90 năm. Hợp kim Ni-Cr là hệ hợp kim phổ 
biến thường có mặt từ 60-70%Ni, 20-30%Cr. Hợp 
kim nền Ni-Cr gốc là Ni80Cr20. Hợp kim này có 
nhiệt độ nóng chảy khoảng 1450oC, được dùng 
phổ biến làm dây điện trở.Đặc tính quan trọng của 
hợp kim nền niken mới là có cấu trúc đơn tinh thể 
được hóa bền nhờ tiết ra tinh thể đơn trên cơ sở hệ 
Ni-Cr-Al. Các hợp kim đơn tinh thể này là các hợp 
kim để chỉnh hình tốt và có các đặc tính vật liệu y 
sinh cao. 
Hình 2.9. Sự chuyển hóa các pha trong hợp kim 
Nitinol 
ISBN 2354-0575 
40 Khoa học & Công Nghệ - Số 12/Tháng 12 – 2016 Journal of Science and Technology 
Hình 2.10. Gia công chuyển hóa nhớ hình hợp 
kim NiTi khi gia công biến đổi nhớ hình 
Cấu trúc của hợp kim NiTi như sau: 
Hình 2.11. Cấu trúc austenit tinh thể lập phương 
của hợp kim Ni-Ti 
Hình 2.12. Các chi tiết chỉnh hình từ hợp kim Ni-Ti 
Hình 2.13. Các dây nối Ni-Ti chằng giữ răng 
Trong quá trình phát triển đơn tinh thể, thì 
làm nguội mạnh cuối cùng ở các vùng liên kim sẽ 
dẫn đến kết quả là mở rộng pha ’ và eutectic (xem 
hình 2.14). 
Khả năng tan Cr vào pha ’là rất thấp, Trên 
hình cho thấy lượng Cr được loại ra từ phát triển 
’ đáng kể đáng kể và mởrộngeutectic, đồng thời 
thiên tích mạnh ở vùng giữa các pha này và các 
các nhánh câytồn tại (hình a). Vùng giàu Cr không 
ổn định đã dẫn đến tiết pha -Cr. Mặc dù hàm 
lượng Cr trong vùng cấu trúc nhánh cây cao, quá 
trình tiết ra -Cr cũng không thể xảy ra vì thực tế 
đã phân bố đồng đều nguyên tố Cr. Ở hình b) cho 
thấy rõ thiên tích Cr phần lớn đã bị loại bỏ bởi 
nhiệt luyện và thời gian ổn định có khả năng tới 
1000h (xem hình 2.15). 
Hình 2.14. Cấu trúc của hợp kim đơn tinh thể; 
a)Cấu trúc /’của vùng 
b)Cấu trúc /’của vùng liên kim, 
c)Eutectic /’ở điều kiện đúc 
d)Cấu trúc /’ sau nhiệt luyện ở điều kiện chuẩn 
Hình 2.15. Ảnh TEM về cấu trúc thanh của đơn tinh 
thể trong mẫu hợp kim Ni-Cr đúc được nung ở 950oC 
sau 300h; 
Hợp kim Cr Co W Al Ti Ta Ni 
Đơn tinh 
thể 
15,65
8,5 
5,84
3,8 
3,62 
0,96 
Còn lại 
ISBN 2354-0575 
Khoa học & Công Nghệ - Số 12/Tháng 12 – 2016 Journal of Science and Technology 41 
Hình 2.16. Ảnh maping phân tích EPMA (electron probe micro analysis) của sự phân bố Cr trong 
đơn tinh thể hợp kim a) sau đúc b) sau nhiệt luyện ở điều kiện chuẩn.
Hợp kim nền niken có thành phần chính 
trong trong hợp kim khoảng 75% Ni và 20%Cr 
cùng với Be, Si, Al, V, Ti, Mo và Ga. Đây là hợp 
kim rất thích hợp cho phục hình răng với giá thành 
thấp, độ bền uốn cao, độ cứng và dẫn nhiệt thấp. 
Các hợp kim này thường được sử dụng làm mão, 
cầu, hàm khung răng sứ, nhưng cũng có hạn chế 
bởi Ni có thể gây ra tác động bất lợi lâm sàng. 
Các chi tiết hợp kim cho phục hình răng 
được cho thấy ở hình sau: 
Hình 2.17. Các mão, cầu răng sứ từ hợp kim Ni-Cr
Đây là hợp kim đã nghiên cứu thành công 
của tập thể đề tài “ Nghiên cứu công nghệ chế tạo 
hợp kimnha khoa nikencrômmolybdentitan”cấp 
Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam 2008-
2010.Chủ nhiệm đề tài là PGS.TS. Tô Duy 
Phương. 
Các kết quả chính của đề tài: 
a. Về lĩnh vực khoa học và công nghệ 
1. Xây dựng được cơ sở lý luận về đường lỏng, 
đông đặc, kết tinh và hình thành cấu trúc hợp 
kim tinh thể mịn, sáng khi đúc rót ở nhiệt độ 
thích hợp. 
2. Xác định được môi trường lò Tamman có Ar 
bảo vệ, nhiệt độ luyện chảy hợp kim ở 1400oC, 
đúc ở 1380oC đạt hệ số thu hồi cao nhất 
98,97%. 
3. Xác định được thành phần mác hợp kim nha 
khoa tối ưu là 73-76%Ni, 16-17%Cr, 5-6%Mo, 
3,5-4%Ti và vi lượng Cu và Al. Trọng lượng 
riêng 7,9g/cm3. Độ bền 529 Mpa, giới hạn chảy 
430 Mpa, mô đun đàn hồi 8433 Mpa, độ dãn 
dài 8,37%, độ cứng HB 304. Đây là hợp kim có 
những tính chất ưu việt nhất. 
4. Hàm lượng Mo tăng, Ti giảm trong giới hạn xê 
dịch 5-6%Mo và 3,5-4%Ti đã làm mịn cấu trúc 
austenit và làm tăng màu trắng bề mặt. 
5. Luyện đúc hợp kim từ kim loại đạt được độ 
sạch cao. 
6. Công nghệ luyện chảy-nhúng tan, đúc si phôn 
vào khuôn thép là công nghệ tối ưu. 
7. Nung, ủ ở 850 đến 950oC trong 1 giờ sau đó 
ngâm vào dòng nước lạnh 20oC đạt được cấu 
trúc austenit hạt mịn đồng đều, chuyển hoá 
màu sang sáng trắng. 
8. Hợp kim nha khoa Ni(73-76%)-Cr(16-17%)-
Mo(5-6%Mo)-Ti(3,5-4%)-Cu,Al của đề tài đã 
đạt được độ bền ăn mòn trong nước bọt nhân 
tạo cao hơn mẫu Talladium CE 0197 của Ý. 
b. Về lĩnh vực ứng dụng 
1. Chế tạo được các mão, cầu, hàm khung răng 
hợp kim Ni(73-76%)-Cr(16-17%)-Mo(5-
6%Mo)-Ti(3,5-4%)-Cu,Al đạt chất lượng, sáng 
trắng. bám trắc sứ. 
ISBN 2354-0575 
42 Khoa học & Công Nghệ - Số 12/Tháng 12 – 2016 Journal of Science and Technology 
2. Cung cấp hợp kim nha khoa cho các Labo của 
nha khoa đang phải nhập ngoại khó khăn (hợp 
đồng chế tạo hợp kim nha khoa với DETEC). 
Những đóng góp mới của đề tài: 
- Phát triển một sản phẩm hợp kim nha 
khoa mới-vật liệu y sinh ở Việt Nam. 
- Phát triển được cơ sở lý thuyếtvề đường 
lỏng, đông đặc, kết tinh hợp kim đạt được nhiệt độ 
chảy của hợp kim thấp hơn nhiệt độ chảy của các 
kim loại tạo ra hợp kim theo công nghệ luyện 
chảy-nhúng-tan. 
Các sản phẩm cụ thể:1,5 kg thỏi hợp kim 
nha khoa Ni(73-76%)-Cr(16-17%)-Mo(5-6%Mo)-
Ti(3,5-4%)-Cu,Al tương đương mác Talladium CE 
0197 của Ý 
Hình 2.18. Các thỏi sản phẩm hợp kim 
Ni76Cr15Mo5Ti4CuAl 
Hình 2.19. Các phôi đúc mẫu chảy mão, cầu răng sứ 
Hình 2.20. Các sản phẩm mão, sườn hàm răng sứ từ hợp kim đúc Ni-Cr-Mo-Ti 
a) Sau đúc khôn xáp b) Sau đúc răng sứ 
Hình 2.21. Hàm khung răng sứ hợp kim Ni76Cr15Mo5Ti4CuAl 
3. Vật liệu y sinh trong kỹ thuật chỉnh hình 
xương 
3.1. Cấu trúc của xương 
Xương người gồm có các thành phần hóa 
sau: 
-70% chất khoáng 
+Hydroxyapatit 
(Ca,Mg,Na)10(PO4,CO3)6(OH)2 
+ hoặc cácbonát apatit 
-30% chất hữu cơ 
+Collagen~ 95% 
+Protein~ 5% + Các tế bào~2%+và H2O 
Các vị trí xương trong cơ thể người cần 
được chỉnh hình trong kỹ thuật chấn thương chỉnh 
hình xem hình 3.2. 
Con người phát triển luôn có nhu cầu chỉnh 
sửa, phục hình răng, xương không chỉ khi ốm, đau, 
thương tật mà cả trong nhu cầu thẩm mỹ. Vì con 
người sinh ra và lớn lên phải tuân theo một vòng 
đời “sinh, lão, bệnh, tử”, người già rụng răng cần 
thay, thoái hóa xương cần cấy ghép thay thế 
ISBN 2354-0575 
Khoa học & Công Nghệ - Số 12/Tháng 12 – 2016 Journal of Science and Technology 43 
mới, người trẻ bệnh tật, tai nạn, chấn thương 
(đặc biệt là chiến tranh) cần chấn thương chỉnh 
hình xương rất nhiều nên nhu cầu về kim loại và 
hợp kim y sinh mãi mãi là rất lớn. 
Hình 3.1. Cấu trúc của xương khủy tay Hình 3.2. Các vị trí xương chỉnh hình 
3.2. Hợp kim Nitinol cho chỉnh hình xương 
Đặc tính cấu trúc hợp kim: Nickl (Ni), 
Titan (Ti) và hợp kim nikencó khả năng thoát đặc 
tính nhớ hình, có tính đàn hồi, tính bền sinh học và 
không bị ăn mòn. 
Vị trí khủy xương chân được cấy ghép được 
cho thấy ở hình 3.4. Các sợi, ống và nẹp, bó xương 
băng hợp kim Nitinol cho thấy ở hình 3.5. 
Hình 3.3. Cấu trúc tinh thể Nitinol trước và sau biến dạng nhớ hình 
Hình 3.4. Vị trí khủy xương đùi được nẹp cứng 
cấy ghép, 
Hình 3.5. Các sợi, ống và nẹp, bó xương 
trong cấy ghép 
Tinh thể 
Mặt tam tà đối 
xứng diện tâm 
Cứng 
Lập phương cong 
(gấp góc) 
Tính mềm, 
có khả năng biến 
dạng 
ISBN 2354-0575 
44 Khoa học & Công Nghệ - Số 12/Tháng 12 – 2016 Journal of Science and Technology 
Hình 3.6. Thiết bị phun phủ HAP 
lên hợp kim cấy ghép 
Hình 3.7. Ảnh SEM cấu trúc lớp phủ nano HAP lên 
nền hợp kim titan dày ~59.4 µm và lớp phủ ~ 20 µm 
3.3. Hydroxyapatit 
3.3.1. Tính chất vật liệu 
Để làm giảm và loại bỏ ảnh hưởng bất lợi 
của các hợp kim y sinh khi cấy ghép vào 
xươngnhư tress khi va đập, khi vặn vít, khoa học 
ngày nay đã phát triển và tìm ra được các vật liệu 
chủ động (hoạt tính) và thụ động sinh hóa để phủ 
lên bề mặt hợp kim y sinh. Một trong những chất 
đang được nghiên cứu rộng rãi và bàn luận sôi nổi 
là hydroxyapatit (Ca10(PO4)6(OH)2)-HAP. 
Đặc biệt với kỹ thuật cấy ghép-vít vào 
xương (implant), thì bề mặt hợp kim đưa vào cấy 
ghép thường phải được biến tính để tăng độ dẫn 
xương, độ bám khít và lớn cùng ổn định giữa kim 
loại cấy ghép với xương. 
HAP là hợp chất cấy ghép vào xương người 
quan trọng vì cấu trúc của xương người giống như 
HAP nên nó rất tương thích với mô, có đặc tính 
bền chắc sinh học, hoạt tính sinh học và nó giúp 
cho quá trình vít chặt vào xương. 
Nhược điểm cơ tính chính của HAP là dòn 
và có độ dãn nở thấp làm cho không đạt được các 
thông số khỏe của xương người. Từ những nguyên 
nhân này nên các chi tiết cấy ghép vào xương cần 
gọn, nhỏ, sử dụng ở những vị trí chịu tải cơ học 
thấp hoặc là trong thể composit với mạng tinh thể 
kim loại. 
3.3.2. Công nghệ sử dụng HAP 
Để phủ HAP lên hợp kim người ta dùng 
thiết bị phun phủ như ở hình 3.6. 
Chuyển hóa tương thích sinh học của HAP 
trong cơ thể người khi được cấy ghép xem hình 
3.8. Cấu trúc của lớp phủ hydroxyapatit được cho 
thấy ở hình 3.9. 
Cấu trúc bề mặt phun phủ: 
Hình 3.8. Ảnh hiển vi quang học của HA/-TCP được phẫu thuật vào xương ống sau 4, 8, 12 tuần, cho 
thấy sự hình thành xương mới ở tất cả các hình chất xeno theo mũi tên đậm ở các hình A,C,E
Ôxy 
 Canxi 
 Phốt pho 
 Y 
Hình 3.9. Cấu trúc tinh 
thể HAP 
ISBN 2354-0575 
Khoa học & Công Nghệ - Số 12/Tháng 12 – 2016 Journal of Science and Technology 45 
3.4. Cấy ghép hợp kim vào xương 
Xương ống đùi được cấy ghép hợp kim Ti 
có phủ HAP xem hình 3.10. Kết quả vít ghép hợp 
kim y sinh được cho thấy ở hình 3.11. 
Xương ống chân Hợp kim Ti+HAP 
Hình 3.10. cấy ghép hợp kim titan vào xương được 
vít, ghép hợp kim titan. 
Hinh 3.11. Các bộ phận răng và xương ống chân 
có phủ HAP 
4. Kết luận 
 Hợp kim y sinh sử dụng trong kỹ thuật nha 
khoa để phục hình răng và trong chấn thương 
chỉnh hình xương ngày nay đã phát triển và có 
nhiều thành tựu, sáng chế, phát minh mới. 
 Những vật liệu y sinh cổ xưa đã không đáp ứng 
những yêu cầu và điều kiện y sinh nên đã 
không còn được sử dụng. 
 Các hợp kim nền titan là các hợp kim rất thích 
hợp cho cấy ghép, phục hình răng. 
 Các hợp kim nền niken-titan là các hợp kim có 
những tính năng vật liệu ưu việt, đáp ứng các 
tương thích và hoạt tính sinh học khi cấy ghép 
vào xương. 
 Các hợp kim nền niken-crôm là các hợp kim 
phổ biến đáp ứng các tương thích y sinh và 
hoạt tính sinh học khi cấy ghép vào răng, đáp 
ứng các yêu cầu vệ sinh và thẩm mỹ, có tính 
kinh tế, được quảng đại sử dụng. 
 Hợp kim nitinol với chất phủ biến tính 
hydroxyapatit sẽ đáp ứng tất cả các yêu cầu, 
đòi hỏi và điều kiện y sinh khi cấy ghép chỉnh 
hình xương và làm tốt lên độ ổn định, xít chặt 
và tuổi thọ lâu bền của hợp kim trong cơ thể.
Tài liệu tham khảo 
1. Tô Duy Phương, Báo cáo khoa học tổng kết đề tài “Nghiên cứu công nghệ chế tạo hợp kimnha khoa 
nikencrômmolybdentitan” Viện KH&CN Việt Nam 2008-2009 
2. Tô Duy Phương, Báo cáo khoa học tổng kết đề tài “Nghiên cứu chế tạo hợp kim NiCrMoTi làm vật 
liệu chấn thương chỉnh hình nha khoa”,Viện Khoa học Vật liệu 2006 
3. Wylie C M, Shelton R M, Fleming G J, Davenport A J.Corrosion of nickel-based dental casting 
alloys [J]. Dental Materials, 2007, 23: 714−723. 
4. Geis-Gérstorfer J, Sauer K H, PaslerK. Ion release from Ni-Cr-Mo and Co-Cr-Mo casting alloys [J]. 
International Journal of Prosthodontics, 1991, 4: 152−158. 
ISBN 2354-0575 
46 Khoa học & Công Nghệ - Số 12/Tháng 12 – 2016 Journal of Science and Technology 
5. Goff A H L, Joiret S, Abourazzou K D. Raman investigation of crevice corrosion in Ni-Cr dental 
alloys containing Be [J]. Electrochimica Acta, 1998, 43: 53−62. 
6. Bumgardner J D, Lucass L C. Surface analysis of Ni-Cr dental alloys [J]. Dental Materials, 1993, 9: 
252−259. 
7. Pan J, Geis-Gerstorfer J, Thierry D, Leygrff C. Electrochemical studies of the influence of beryllium 
on corrosion resistance of Ni-25Cr-10Mo cast alloys for dental applications [J]. Journal of 
Electrochemical Society, 1995, 142: 1454−1458. 
8. Huang H H. Surface characterization of passive film on NiCr based dental casting alloys [J]. 
Biomaterials, 2003, 24: 1575−1582. 
9. Liu L, Li Y, Wang F. Influence of microstructure on corrosion behaviour of a Ni-based superalloy 
in 3.5wt.% NaCl [J]. Electrochimica Acta, 2007, 52: 7193−7202. 
10. Hodgson A W E, Kurz S, Virtanen S, Fervel V, Olsson C O A, Mischler S. Passive and transpassive 
behavior of CoCrMo in simulated biological solutions [J]. Electrochimica Acta, 2004, 49: 
2167−2178. 
11. Kocijan A, Milosev I, Pihlar B. Cobalt-based alloys for orthopedic applications studied by 
electrochemical and XPS analysis [J]. Journal of Materials Science Materials in Medicine, 2004, 15: 
643−650. 
12. Dee KC, Puleo DA, Bizios R. An introduction to tissue-biomaterial interactions. New York: Wiley-
Liss 2002; pp. 53-88. 
13. Park JB. Biomaterials science and engineering. Plenum. New York: Wiley-Liss 1984; pp. 193-233. 
DEVELOPMENT OF BIOMEDICAL SUPERALLOYS FOR DENTAL RESTORATION 
AND ORTHOPEADIC TECHNIQUE OF BONES 
Abstract 
This paper presents on the results of research, production and applications of metals and alloys in dental 
and orthopeadic applic ation. The subsequent section then explains some of the most basic methods of 
research and production processing, and utilisation of biomedical metals and alloys. Biomedical 
superalloys are not only for applying in dental use, but also use for bone orthopeadics developing with 
promising results.Especially, Titanium has many useful features including low specific gravity, half that 
of nickel, excellent corrosion resistance and strength, high biocompatibility, and non-magnetic properties 
useful for orthopaedic application. The alloys such as Ni-Cr, Ni-Ti, Ti-Al-V, Co-Cr were investigated and 
resulted utilizationin this paper. 
Keywords: Dental Superalloys, Medical application, Titanium, Nickel, Corrosionresistance, 
Biocompatibility, Orthopaedics