生(sheng)物醫學材(cai)料(biomedical material)指的(de)是(shi)一類具有(you)特殊性能、特種功(gong)能,用(yong)于人工(gong)器(qi)官、外(wai)科修(xiu)復、理療(liao)康復、診斷(duan)、治療(liao)疾患,而(er)對(dui)人體組織不(bu)會產(chan)生(sheng)不(bu)良影響的(de)材(cai)料。
生物醫用不銹(xiu)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年即制定了外科植入(ru)用(yong)不銹鋼(gang)的國家標(biao)準(zhun),1994年經(jing)過修改(gai),2003年又重新修改(gai)為GB 4234-2003《外科植入(ru)物用(yong)不銹鋼(gang)》。該標(biao)準(zhun)列入(ru)了兩個鋼(gang)號,其化學成分見表9.79。

表(biao)9.79中(zhong)所列鋼(gang)號的鋼(gang)棒的力(li)學性能應符合表(biao)9.80的規(gui)定(ding),這些(xie)牌號的鋼(gang)絲(si)、鋼(gang)板和鋼(gang)帶的力(li)學性能規(gui)定(ding)見GB 4234-2003《外科植入物用不銹鋼(gang)》。

2017年我國制(zhi)定了(le)GB 4234-2017《外(wai)科(ke)植入物(wu)(wu)金屬材(cai)料》,該標(biao)(biao)準力求與(yu)國際(ji)標(biao)(biao)準保持(chi)一致。該標(biao)(biao)準預計分(fen)(fen)為(wei)14個(ge)部分(fen)(fen),其中第1部分(fen)(fen)為(wei)鍛(duan)造不(bu)銹鋼,第9部分(fen)(fen)為(wei)鍛(duan)造高氮不(bu)銹鋼,其余為(wei)其他類金屬材(cai)料。目前只發布了(le)GB 4234.1-2017《外(wai)科(ke)植入物(wu)(wu) 金屬材(cai)料第1部分(fen)(fen):鍛(duan)造不(bu)銹鋼》,代(dai)替(ti)了(le)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(bu)銹鋼(gang)的(de)棒材、絲材、板材和帶(dai)材的(de)力學(xue)性能應符(fu)合表9.81的(de)規定。

不銹鋼(gang)中(zhong)的(de)鉻可(ke)形(xing)成鈍化膜改善鋼(gang)的(de)抗(kang)腐(fu)蝕能力(li),鎳起到(dao)穩(wen)定(ding)奧氏體(ti)組織的(de)作用,降低Si、Mn等雜質元素(su)和非金屬夾雜物,可(ke)進(jin)一步(bu)提高鋼(gang)的(de)抗(kang)腐(fu)蝕能力(li)。
材料(liao)的(de)(de)制造(zao)和加(jia)(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)也(ye)在(zai)比較寬(kuan)的(de)(de)范圍內影響材料(liao)的(de)(de)力學性(xing)能和耐蝕性(xing)能。對(dui)于(yu)低純度(du)(du)(du)醫用(yong)(yong)(yong)不銹鋼,一般采(cai)用(yong)(yong)(yong)真空(kong)或(huo)(huo)非(fei)真空(kong)熔(rong)煉工(gong)藝(yi)生(sheng)產(chan),而高純度(du)(du)(du)的(de)(de)醫用(yong)(yong)(yong)不銹鋼應(ying)采(cai)用(yong)(yong)(yong)雙真空(kong)冶煉工(gong)藝(yi)力求鋼的(de)(de)高純凈。臨床應(ying)用(yong)(yong)(yong)較多的(de)(de)是(shi)高純度(du)(du)(du)醫用(yong)(yong)(yong)不銹鋼。冷加(jia)(jia)工(gong)后采(cai)用(yong)(yong)(yong)機械拋光或(huo)(huo)電解拋光可提(ti)高器件(jian)表(biao)面(mian)(mian)光潔度(du)(du)(du),可增加(jia)(jia)植入器件(jian)的(de)(de)使用(yong)(yong)(yong)壽命。醫用(yong)(yong)(yong)不銹鋼在(zai)骨外科和齒科中應(ying)用(yong)(yong)(yong)較廣(guang)泛,在(zai)其他方面(mian)(mian)也(ye)有不少應(ying)用(yong)(yong)(yong)。
醫用不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)生(sheng)物相容性與其(qi)在肌體(ti)內的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)行(xing)為及(ji)其(qi)所(suo)造成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)產物所(suo)引起的(de)(de)(de)組(zu)織反應有關。其(qi)腐(fu)蝕(shi)(shi)行(xing)為涉(she)及(ji)均勻(yun)腐(fu)蝕(shi)(shi)、點蝕(shi)(shi)、縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)、磨(mo)蝕(shi)(shi)和疲(pi)勞腐(fu)蝕(shi)(shi)。常見的(de)(de)(de)是點蝕(shi)(shi)是由于(yu)鉬含量(liang)不足(zu)及(ji)外力擦傷、劃傷所(suo)致(zhi)。縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)、磨(mo)蝕(shi)(shi)也是常見的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi),常因設計不合理導致(zhi)應力及(ji)磨(mo)損。由于(yu)腐(fu)蝕(shi)(shi)會造成(cheng)(cheng)金(jin)(jin)屬離子(zi)或其(qi)他化合物進入周圍組(zu)織和整(zheng)個(ge)肌體(ti),引起某些不良組(zu)織學反應,在多數情況下,人體(ti)只(zhi)能(neng)容忍(ren)微(wei)量(liang)濃度的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬腐(fu)蝕(shi)(shi)物存在。醫用不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)造成(cheng)(cheng)其(qi)長期植入的(de)(de)(de)穩定(ding)性差(cha),其(qi)密度和彈性模量(liang)與人體(ti)硬組(zu)織相距較大,導致(zhi)力學相容性差(cha),本身(shen)無生(sheng)物活(huo)性,難以和生(sheng)物組(zu)織形(xing)成(cheng)(cheng)牢固(gu)的(de)(de)(de)結合,溶(rong)出的(de)(de)(de)鎳離子(zi)有可能(neng)誘(you)發腫(zhong)瘤的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)。上述(shu)原因造成(cheng)(cheng)醫用不銹鋼(gang)(gang)應用比(bi)例呈下降趨勢(shi)。

