生(sheng)物(wu)醫學(xue)材料(liao)(biomedical material)指的(de)(de)是一(yi)類具有特殊性能(neng)、特種功能(neng),用于人(ren)工(gong)器官、外科修(xiu)復、理療(liao)康復、診(zhen)斷、治(zhi)療(liao)疾患,而對(dui)人(ren)體組織不會產生(sheng)不良(liang)影(ying)響的(de)(de)材料(liao)。


 生物醫用不銹鋼是最先開發應用的生物醫用合金之一,因其價格較低廉且易于加工,而得到較廣泛的應用,其中應用最多的是超低碳奧氏體不銹鋼。


 我國在1984年即制(zhi)定了(le)外科(ke)(ke)植入(ru)用(yong)不銹鋼的國家標準,1994年經過修改(gai),2003年又重新修改(gai)為GB 4234-2003《外科(ke)(ke)植入(ru)物用(yong)不銹鋼》。該標準列入(ru)了(le)兩個鋼號(hao),其化學成分(fen)見表9.79。


表 79.jpg


 表9.79中所列鋼號的鋼棒的力學性能應符合表9.80的規(gui)(gui)定,這些牌號的鋼絲、鋼板和鋼帶的力學性能規(gui)(gui)定見GB 4234-2003《外科植入(ru)物用(yong)不銹鋼》。


表 80.jpg


2017年我國(guo)制定了GB 4234-2017《外科(ke)植入物(wu)金(jin)屬(shu)材料》,該標(biao)準力求與國(guo)際(ji)標(biao)準保持(chi)一致。該標(biao)準預計分為(wei)14個部(bu)(bu)分,其(qi)中第(di)1部(bu)(bu)分為(wei)鍛造不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),第(di)9部(bu)(bu)分為(wei)鍛造高氮不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),其(qi)余為(wei)其(qi)他類(lei)金(jin)屬(shu)材料。目(mu)前只發布了GB 4234.1-2017《外科(ke)植入物(wu) 金(jin)屬(shu)材料第(di)1部(bu)(bu)分:鍛造不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)》,代替(ti)了GB 4234-2003。


在GB 4234.1-2017中保留了GB 4234-2003列入的00Cr18Ni14Mo3,其化學成分除Mo含量調整為2.25%~3.0%以外,其他均與表9.79中所列相同。對該鋼的顯微組織的要求:固溶處理后鋼中不得有殘余δ鐵素體、χ相和σ相存在;熱軋處理后的鋼材中非金屬夾雜物的細系均不得大于1.5級,粗系不得大于1.0級;檢查最終熱處理后及最終冷變形前的晶粒度級別不應粗于5級。


00Cr18Ni14Mo3 不銹鋼的(de)棒材、絲材、板材和帶材的(de)力學(xue)性(xing)能應符合表(biao)9.81的(de)規定。


表 81.jpg


 不銹鋼(gang)中的(de)鉻(ge)可形成鈍化膜(mo)改善鋼(gang)的(de)抗腐蝕(shi)能力(li),鎳起到穩(wen)定(ding)奧氏體組織的(de)作用,降低Si、Mn等(deng)雜質元素和非(fei)金(jin)屬夾(jia)雜物,可進一(yi)步提高鋼(gang)的(de)抗腐蝕(shi)能力(li)。


 材料(liao)的(de)制(zhi)造(zao)和加工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝(yi)也在(zai)比較寬的(de)范圍內(nei)影響材料(liao)的(de)力(li)學性(xing)能(neng)和耐蝕性(xing)能(neng)。對于低純(chun)度(du)(du)醫用(yong)不(bu)銹鋼(gang),一般采用(yong)真空(kong)(kong)或非真空(kong)(kong)熔煉工(gong)(gong)藝(yi)生(sheng)產(chan),而高(gao)純(chun)度(du)(du)的(de)醫用(yong)不(bu)銹鋼(gang)應(ying)采用(yong)雙真空(kong)(kong)冶煉工(gong)(gong)藝(yi)力(li)求鋼(gang)的(de)高(gao)純(chun)凈。臨(lin)床應(ying)用(yong)較多(duo)的(de)是高(gao)純(chun)度(du)(du)醫用(yong)不(bu)銹鋼(gang)。冷加工(gong)(gong)后采用(yong)機械(xie)拋光(guang)或電解拋光(guang)可提高(gao)器(qi)件(jian)表面光(guang)潔(jie)度(du)(du),可增(zeng)加植入器(qi)件(jian)的(de)使用(yong)壽命。醫用(yong)不(bu)銹鋼(gang)在(zai)骨(gu)外(wai)科(ke)和齒科(ke)中應(ying)用(yong)較廣泛,在(zai)其他(ta)方面也有不(bu)少應(ying)用(yong)。


 醫(yi)用(yong)(yong)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)生物(wu)相(xiang)容(rong)性(xing)與其(qi)(qi)(qi)(qi)在肌體內(nei)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)行(xing)為(wei)及其(qi)(qi)(qi)(qi)所造(zao)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)產物(wu)所引起的(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)反應(ying)有(you)(you)關。其(qi)(qi)(qi)(qi)腐(fu)蝕(shi)行(xing)為(wei)涉及均(jun)勻腐(fu)蝕(shi)、點(dian)蝕(shi)、縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)、磨(mo)蝕(shi)和(he)(he)疲(pi)勞腐(fu)蝕(shi)。常見(jian)的(de)(de)(de)(de)是點(dian)蝕(shi)是由于鉬含量(liang)(liang)不足及外力(li)擦傷、劃(hua)傷所致(zhi)。縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)、磨(mo)蝕(shi)也是常見(jian)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi),常因設(she)計不合理(li)導致(zhi)應(ying)力(li)及磨(mo)損。由于腐(fu)蝕(shi)會(hui)造(zao)成(cheng)(cheng)金(jin)屬離子或其(qi)(qi)(qi)(qi)他化合物(wu)進入周圍組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)和(he)(he)整個肌體,引起某些不良組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)學(xue)反應(ying),在多數情況下(xia)(xia),人(ren)體只能容(rong)忍微量(liang)(liang)濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬腐(fu)蝕(shi)物(wu)存在。醫(yi)用(yong)(yong)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)造(zao)成(cheng)(cheng)其(qi)(qi)(qi)(qi)長期(qi)植入的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)性(xing)差,其(qi)(qi)(qi)(qi)密度(du)和(he)(he)彈(dan)性(xing)模量(liang)(liang)與人(ren)體硬組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)相(xiang)距較大,導致(zhi)力(li)學(xue)相(xiang)容(rong)性(xing)差,本身無生物(wu)活(huo)性(xing),難以和(he)(he)生物(wu)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)形成(cheng)(cheng)牢(lao)固的(de)(de)(de)(de)結合,溶出(chu)的(de)(de)(de)(de)鎳離子有(you)(you)可能誘發腫(zhong)瘤的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)。上述原因造(zao)成(cheng)(cheng)醫(yi)用(yong)(yong)不銹(xiu)鋼(gang)應(ying)用(yong)(yong)比例呈下(xia)(xia)降趨勢。