生物(wu)醫學(xue)材料(liao)(biomedical material)指的是一類具(ju)有(you)特殊性能、特種功(gong)能,用(yong)于人工器官、外科修復、理療康(kang)復、診斷、治療疾患,而對人體組(zu)織不會產生不良影響的材料(liao)。


 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(guo)在1984年(nian)即(ji)制定了外科植入(ru)(ru)用不銹鋼(gang)的國(guo)家標準(zhun)(zhun),1994年(nian)經過修改,2003年(nian)又重(zhong)新(xin)修改為GB 4234-2003《外科植入(ru)(ru)物用不銹鋼(gang)》。該標準(zhun)(zhun)列入(ru)(ru)了兩(liang)個鋼(gang)號,其化(hua)學成分見表9.79。


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 表9.79中所列鋼(gang)(gang)(gang)號的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)棒的(de)(de)(de)力學性能應符(fu)合表9.80的(de)(de)(de)規(gui)定(ding),這些牌號的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)絲、鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)和鋼(gang)(gang)(gang)帶的(de)(de)(de)力學性能規(gui)定(ding)見(jian)GB 4234-2003《外科植(zhi)入物用(yong)不銹鋼(gang)(gang)(gang)》。


表 80.jpg


2017年我國(guo)制定了(le)(le)GB 4234-2017《外科(ke)植入物(wu)金屬材(cai)料》,該(gai)標準力求與國(guo)際標準保(bao)持一致。該(gai)標準預計(ji)分(fen)為14個部(bu)分(fen),其中第1部(bu)分(fen)為鍛造不(bu)銹鋼(gang),第9部(bu)分(fen)為鍛造高(gao)氮(dan)不(bu)銹鋼(gang),其余(yu)為其他(ta)類金屬材(cai)料。目(mu)前只發布了(le)(le)GB 4234.1-2017《外科(ke)植入物(wu) 金屬材(cai)料第1部(bu)分(fen):鍛造不(bu)銹鋼(gang)》,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 不銹鋼的(de)棒材(cai)(cai)、絲材(cai)(cai)、板材(cai)(cai)和帶材(cai)(cai)的(de)力學(xue)性能應(ying)符合表9.81的(de)規定。


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 不銹鋼(gang)中(zhong)的鉻可形成鈍化膜改善鋼(gang)的抗腐蝕能力,鎳起到穩定(ding)奧(ao)氏(shi)體組織的作用,降低(di)Si、Mn等雜質元素和非金屬夾雜物,可進一步(bu)提(ti)高(gao)鋼(gang)的抗腐蝕能力。


 材料(liao)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)造和加(jia)(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)也在(zai)(zai)比較(jiao)寬的(de)(de)(de)(de)范圍(wei)內影響材料(liao)的(de)(de)(de)(de)力學性能和耐蝕性能。對于(yu)低純度(du)醫(yi)用(yong)(yong)(yong)不銹(xiu)鋼(gang),一(yi)般采用(yong)(yong)(yong)真(zhen)(zhen)空或非真(zhen)(zhen)空熔(rong)煉(lian)工(gong)藝(yi)生產,而高(gao)純度(du)的(de)(de)(de)(de)醫(yi)用(yong)(yong)(yong)不銹(xiu)鋼(gang)應采用(yong)(yong)(yong)雙真(zhen)(zhen)空冶煉(lian)工(gong)藝(yi)力求鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)高(gao)純凈。臨床應用(yong)(yong)(yong)較(jiao)多的(de)(de)(de)(de)是高(gao)純度(du)醫(yi)用(yong)(yong)(yong)不銹(xiu)鋼(gang)。冷加(jia)(jia)工(gong)后采用(yong)(yong)(yong)機械拋(pao)光(guang)或電(dian)解拋(pao)光(guang)可提高(gao)器件表(biao)面光(guang)潔(jie)度(du),可增加(jia)(jia)植入器件的(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)(yong)壽命。醫(yi)用(yong)(yong)(yong)不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)骨外科和齒科中應用(yong)(yong)(yong)較(jiao)廣泛,在(zai)(zai)其他方面也有不少應用(yong)(yong)(yong)。


 醫用不(bu)(bu)銹鋼的(de)生物(wu)相容性(xing)與其(qi)在(zai)肌體內的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)行為及(ji)(ji)其(qi)所造成(cheng)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)產物(wu)所引起(qi)的(de)組織(zhi)反應(ying)有關。其(qi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)行為涉及(ji)(ji)均勻腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、縫(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、磨蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)和疲勞腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。常(chang)見的(de)是(shi)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)由于鉬(mu)含量不(bu)(bu)足及(ji)(ji)外力(li)擦傷、劃傷所致。縫(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、磨蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)也是(shi)常(chang)見的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),常(chang)因(yin)設計不(bu)(bu)合(he)理導(dao)(dao)致應(ying)力(li)及(ji)(ji)磨損。由于腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)會造成(cheng)金(jin)屬離(li)子或其(qi)他化合(he)物(wu)進入(ru)周圍組織(zhi)和整個肌體,引起(qi)某些不(bu)(bu)良(liang)組織(zhi)學(xue)反應(ying),在(zai)多數情況下(xia),人體只能(neng)容忍微量濃(nong)度(du)的(de)金(jin)屬腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)物(wu)存在(zai)。醫用不(bu)(bu)銹鋼的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)造成(cheng)其(qi)長(chang)期(qi)植入(ru)的(de)穩(wen)定性(xing)差,其(qi)密度(du)和彈性(xing)模量與人體硬組織(zhi)相距較(jiao)大,導(dao)(dao)致力(li)學(xue)相容性(xing)差,本身無(wu)生物(wu)活性(xing),難以(yi)和生物(wu)組織(zhi)形(xing)(xing)成(cheng)牢固的(de)結合(he),溶出的(de)鎳離(li)子有可(ke)能(neng)誘(you)發腫瘤的(de)形(xing)(xing)成(cheng)。上述原因(yin)造成(cheng)醫用不(bu)(bu)銹鋼應(ying)用比例呈(cheng)下(xia)降趨勢(shi)。