生物醫學材料(biomedical material)指的(de)是一類具有特殊性能、特種(zhong)功能,用于人(ren)工(gong)器官(guan)、外科修復、理療康(kang)復、診斷、治療疾患,而對人(ren)體組織(zhi)不會產(chan)生不良影(ying)響的(de)材料。


 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用(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的國家標準(zhun),1994年經過修改(gai)(gai),2003年又重新修改(gai)(gai)為GB 4234-2003《外科植入物(wu)用(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼》。該標準(zhun)列入了兩(liang)個鋼號,其化學(xue)成分見表(biao)9.79。


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 表9.79中所(suo)列鋼(gang)號(hao)的鋼(gang)棒的力(li)學性能應(ying)符合表9.80的規定(ding)(ding),這些牌號(hao)的鋼(gang)絲、鋼(gang)板和鋼(gang)帶的力(li)學性能規定(ding)(ding)見GB 4234-2003《外科植入(ru)物(wu)用不銹(xiu)鋼(gang)》。


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2017年我國(guo)制定了(le)(le)GB 4234-2017《外科(ke)植入(ru)物金屬(shu)(shu)材料(liao)(liao)》,該(gai)標準力求與國(guo)際標準保持一致。該(gai)標準預計分(fen)為14個部(bu)分(fen),其(qi)中第1部(bu)分(fen)為鍛(duan)造(zao)(zao)不銹鋼,第9部(bu)分(fen)為鍛(duan)造(zao)(zao)高氮(dan)不銹鋼,其(qi)余(yu)為其(qi)他類金屬(shu)(shu)材料(liao)(liao)。目前只發布了(le)(le)GB 4234.1-2017《外科(ke)植入(ru)物 金屬(shu)(shu)材料(liao)(liao)第1部(bu)分(fen):鍛(duan)造(zao)(zao)不銹鋼》,代替了(le)(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)銹鋼的(de)棒材(cai)(cai)、絲材(cai)(cai)、板材(cai)(cai)和(he)帶材(cai)(cai)的(de)力學(xue)性(xing)能應符合(he)表9.81的(de)規定。


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 不銹鋼中的鉻可(ke)形成(cheng)鈍化膜改善鋼的抗(kang)腐蝕能(neng)(neng)力,鎳起到穩定奧氏體組(zu)織的作用,降低(di)Si、Mn等(deng)雜質(zhi)元素和非金屬夾雜物,可(ke)進一步提高鋼的抗(kang)腐蝕能(neng)(neng)力。


 材料(liao)的制(zhi)造和加工(gong)工(gong)藝(yi)也在(zai)(zai)比較寬的范圍內影響材料(liao)的力學性(xing)能和耐蝕(shi)性(xing)能。對于低純(chun)(chun)(chun)度醫用(yong)(yong)(yong)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),一(yi)般采用(yong)(yong)(yong)真空或(huo)非真空熔煉(lian)工(gong)藝(yi)生產,而高純(chun)(chun)(chun)度的醫用(yong)(yong)(yong)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)應(ying)采用(yong)(yong)(yong)雙真空冶(ye)煉(lian)工(gong)藝(yi)力求鋼(gang)(gang)的高純(chun)(chun)(chun)凈。臨床應(ying)用(yong)(yong)(yong)較多(duo)的是高純(chun)(chun)(chun)度醫用(yong)(yong)(yong)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。冷加工(gong)后采用(yong)(yong)(yong)機械拋光(guang)或(huo)電解拋光(guang)可(ke)提高器件表面(mian)光(guang)潔度,可(ke)增(zeng)加植入器件的使(shi)用(yong)(yong)(yong)壽命。醫用(yong)(yong)(yong)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)骨(gu)外科和齒科中(zhong)應(ying)用(yong)(yong)(yong)較廣泛,在(zai)(zai)其他方面(mian)也有不(bu)(bu)(bu)少應(ying)用(yong)(yong)(yong)。


 醫用不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)相(xiang)容性(xing)(xing)(xing)與其(qi)在(zai)肌體(ti)內(nei)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)行為及(ji)(ji)其(qi)所(suo)造成的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)產物(wu)所(suo)引起的(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)織(zhi)反應(ying)有關。其(qi)腐(fu)蝕(shi)(shi)行為涉及(ji)(ji)均勻腐(fu)蝕(shi)(shi)、點蝕(shi)(shi)、縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)(shi)、磨(mo)(mo)蝕(shi)(shi)和(he)(he)疲勞腐(fu)蝕(shi)(shi)。常見(jian)的(de)(de)(de)(de)是(shi)點蝕(shi)(shi)是(shi)由于鉬含量不(bu)(bu)足及(ji)(ji)外力(li)擦(ca)傷、劃傷所(suo)致。縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)(shi)、磨(mo)(mo)蝕(shi)(shi)也是(shi)常見(jian)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi),常因設計不(bu)(bu)合(he)理導(dao)致應(ying)力(li)及(ji)(ji)磨(mo)(mo)損(sun)。由于腐(fu)蝕(shi)(shi)會造成金屬離子或其(qi)他化合(he)物(wu)進(jin)入周圍組(zu)(zu)織(zhi)和(he)(he)整(zheng)個肌體(ti),引起某些不(bu)(bu)良組(zu)(zu)織(zhi)學(xue)反應(ying),在(zai)多(duo)數(shu)情況下,人(ren)體(ti)只能(neng)容忍微量濃度的(de)(de)(de)(de)金屬腐(fu)蝕(shi)(shi)物(wu)存(cun)在(zai)。醫用不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)造成其(qi)長期植入的(de)(de)(de)(de)穩定性(xing)(xing)(xing)差(cha)(cha),其(qi)密度和(he)(he)彈性(xing)(xing)(xing)模量與人(ren)體(ti)硬組(zu)(zu)織(zhi)相(xiang)距較大,導(dao)致力(li)學(xue)相(xiang)容性(xing)(xing)(xing)差(cha)(cha),本身無生(sheng)(sheng)物(wu)活性(xing)(xing)(xing),難(nan)以和(he)(he)生(sheng)(sheng)物(wu)組(zu)(zu)織(zhi)形(xing)成牢固的(de)(de)(de)(de)結合(he),溶出的(de)(de)(de)(de)鎳離子有可能(neng)誘發腫瘤的(de)(de)(de)(de)形(xing)成。上述原因造成醫用不(bu)(bu)銹(xiu)鋼應(ying)用比例呈下降趨勢(shi)。