在同一句話中一提到“無菌材料”及“不銹鋼”,很多人會立刻想到醫院的環境。雖然不銹鋼本身不能天然滅菌,但它作為無菌材料有許多醫療用途。那是因為它可以反復用烈性消毒化學品處理而不會降低品質。在醫院和醫療機構這是特別重要的,來自外部有害的微生物在這些地方很容易蔓延。有兩種醫療應用,即植入物和工具的無菌性特別重要。
骨(gu)科植入(ru)物,如膝、髖和(he)其他關(guan)節置(zhi)換等,以及相關(guan)的螺絲、板(ban)和(he)線通常(chang)用(yong)(yong)不銹(xiu)鋼制成。使用(yong)(yong)的其他金屬包括鈷基合金(常(chang)常(chang)含有鎳(nie))和(he)鈦基合金。不銹(xiu)鋼植入(ru)物在關(guan)節運動時通常(chang)與聚乙(yi)烯硬塑(su)料(liao)摩擦。其他一些(xie)設計使用(yong)(yong)陶瓷(ci)植入(ru)物。關(guan)節置(zhi)換手術的數量在世(shi)界范圍內迅速增加。
對植入(ru)材料要求不僅與人體(ti)兼容而且(qie)與后處理診(zhen)斷技(ji)術如(ru)X射線和(he)磁(ci)共振(zhen)成像(MRI)兼容。為(wei)使MRI檢查安全(quan)地(di)進(jin)行,植入(ru)物必須(xu)只含非鐵磁(ci)性材料。為(wei)了(le)確保不含有(you)鐵磁(ci)性的(de)鐵素體(ti)相,在這些奧(ao)氏體(ti)不銹鋼中額外(wai)添加了(le)奧(ao)氏體(ti)形成元素如(ru)鎳、氮(dan)和(he)錳。
四種(zhong)常(chang)用(yong)的不(bu)銹鋼植入材料行(xing)業規范(fan)是ASTM F138(S31673),F1314(S20910),F1586( S31675) 和(he)F2229(S29108)。由于這些(xie)標(biao)準要求的合金要非常(chang)“干凈”,即(ji)非金屬夾雜(za)物(wu),如(ru)硫化(hua)物(wu)、硅(gui)酸鹽和(he)氧(yang)化(hua)物(wu)的含量(liang)低,它們通常(chang)使用(yong)電(dian)渣重熔(ES R)生產。ES R是一個超(chao)精煉工序,能使不(bu)銹鋼具有滿足(zu)這些(xie)規范(fan)要求的優良(liang)的顯微(wei)清潔水平(ping)。它也能滿足(zu)這些(xie)ASTM 標(biao)準對(dui)植入材料的其他特殊要求,如(ru)具有細晶粒組(zu)織。
長期臨床經驗證實,符合ASTM F138的(de)S31673不(bu)銹鋼(gang)制(zhi)成的(de)植入物與人體的(de)生物兼容(rong)性(xing)是可以接受的(de)。這種不(bu)銹鋼(gang)是幾(ji)種進行新(xin)材(cai)料(liao)生物兼容(rong)性(xing)比較的(de)對照(zhao)材(cai)料(liao)之一(yi)。 F138標(biao)準注明了(le)外科手術(shu)植入材(cai)料(liao)無法保證避免不(bu)良反應,如在體內發炎。一(yi)種用(yong)做植入物的(de)鎳含量非常(chang)低(di)的(de)鋼(gang)種(S29108)可用(yong)于(yu)對金(jin)屬(shu)特(te)別敏感的(de)病(bing)人。
在骨科植入物(wu)中使(shi)用(yong)的一(yi)(yi)些不銹鋼鋼種也(ye)可用(yong)于(yu)制作骨螺釘(ding)、骨和髖骨釘(ding)、板和線。對(dui)于(yu)那些需要超(chao)高機械(xie)強(qiang)度(du)(du)的螺釘(ding),使(shi)用(yong)UNSS17400(通常(chang)叫做17-4PH或630型)不銹鋼。這是一(yi)(yi)個沉淀硬化鋼種,可通過熱(re)處(chu)理獲得所需的強(qiang)度(du)(du)。
不(bu)銹鋼的(de)另一個主(zhu)要應用是醫(yi)療工(gong)具和儀器(qi)。這些產品(pin)的(de)市場在(zai)世界范圍內約(yue)300億美元(yuan),不(bu)銹鋼占很(hen)大一部分。含鎳不(bu)銹鋼用于制造牽引器(qi)(在(zai)進行手術時,約(yue)束(shu)下面的(de)器(qi)官(guan)和組織),刀和其(qi)他(ta)切割和鑿孔工(gong)具,鑷子(zi),鉗子(zi)和剪(jian)刀。
近(jin)代醫學的(de)發展使微(wei)創(chuang)手(shou)(shou)術(shu)興起(qi),即外(wai)科(ke)手(shou)(shou)術(shu)只有(you)一個(ge)小(xiao)切口,或者(zhe)根(gen)本就沒有(you)。對病人的(de)好處包(bao)括減少身體(ti)創(chuang)傷(shang),恢復更快,縮(suo)短住院時間、降低醫療費用。因(yin)此(ci),醫院需要更多為這些手(shou)(shou)術(shu)設計的(de)儀器(qi)(直徑小(xiao)但長(chang))。從全球范圍來(lai)看,微(wei)創(chuang)手(shou)(shou)術(shu)設備的(de)生產不(bu)斷上升(sheng),每年增長(chang)了近(jin)8%。
用于醫療工(gong)具和儀器的(de)(de)(de)不銹鋼必(bi)須有特定的(de)(de)(de)力學(xue)性能(neng)并能(neng)承受體液(ye)和清洗、消毒殺菌所用的(de)(de)(de)化學(xue)品。
它們也必須符合行業規范(fan)。ISO 7153/1包含(han)可供外科(ke)(ke)手(shou)術、牙科(ke)(ke)和(he)骨(gu)科(ke)(ke)儀器使用(yong)不銹鋼的概覽和(he)選擇說明,ASTM (美國(guo)材料試驗協(xie)會)F899是外科(ke)(ke)手(shou)術器械用(yong)鍛軋不銹鋼的一個標準規范(fan)。
不(bu)銹鋼(gang)外科手(shou)術器械通常是(shi)用硬化馬氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)制造的(de)(de)。常見的(de)(de)鋼(gang)種(zhong)包括(kuo)431(S43100 ),420F(S42020),440C(S44004)和17-4PH(S17400)。這些(xie)材(cai)料中的(de)(de)某些(xie)鋼(gang)種(zhong)鎳含(han)量可達4%。
人們(men)熟(shu)悉的(de)(de)奧氏體不銹(xiu)鋼鋼種304型(S30400)和316L型(S31603)被用于制造強度和硬(ying)度要求不高的(de)(de)器械。它們(men)比400系硬(ying)化馬氏體不銹(xiu)鋼的(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)性能要好得多(duo)。
值(zhi)得一提的是(shi),“外科手術不銹鋼(gang)”這個詞常(chang)被廣告商利用來描述珠寶、表帶甚至炊具,通常(chang)是(shi)指300系鋼(gang)種(zhong)之一;但是(shi)該術語不精確,沒(mei)有(you)指定任何特定合金的技術條(tiao)件。
醫(yi)療保健方(fang)面不斷進(jin)步發(fa)展,了(le)解不銹(xiu)鋼,特別是含鎳不銹(xiu)鋼有助于使(shi)這些進(jin)步得以實(shi)現。

