生物醫(yi)學(xue)材(cai)料(biomedical material)指的是一類具有特(te)殊(shu)性能、特(te)種(zhong)功(gong)能,用于人工器(qi)官、外科修復、理療康復、診斷、治療疾患,而(er)對人體(ti)組織不(bu)會產生不(bu)良影響的材(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(nian)即制定了外科植入用不(bu)銹鋼的國家標準(zhun),1994年(nian)經過修改(gai),2003年(nian)又重新修改(gai)為GB 4234-2003《外科植入物用不(bu)銹鋼》。該標準(zhun)列入了兩個(ge)鋼號,其化學(xue)成分(fen)見(jian)表9.79。

表(biao)9.79中所列(lie)鋼(gang)(gang)號的鋼(gang)(gang)棒(bang)的力(li)學性(xing)能應符(fu)合表(biao)9.80的規(gui)定(ding),這些(xie)牌號的鋼(gang)(gang)絲、鋼(gang)(gang)板(ban)和鋼(gang)(gang)帶的力(li)學性(xing)能規(gui)定(ding)見GB 4234-2003《外(wai)科植入物用不銹鋼(gang)(gang)》。

2017年我國(guo)制定了GB 4234-2017《外科(ke)植入物金屬材料》,該(gai)標準力求(qiu)與國(guo)際標準保持一致。該(gai)標準預計分為(wei)14個(ge)部分,其中(zhong)第(di)1部分為(wei)鍛造(zao)不(bu)銹(xiu)鋼(gang),第(di)9部分為(wei)鍛造(zao)高氮(dan)不(bu)銹(xiu)鋼(gang),其余為(wei)其他類金屬材料。目前只發(fa)布了GB 4234.1-2017《外科(ke)植入物 金屬材料第(di)1部分:鍛造(zao)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)》,代替了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 不銹鋼的棒材、絲材、板材和帶材的力(li)學性能(neng)應符(fu)合表9.81的規(gui)定。

不銹鋼中的(de)鉻(ge)可形成鈍化膜(mo)改善(shan)鋼的(de)抗腐蝕能力,鎳起(qi)到穩定奧氏體組織的(de)作用,降(jiang)低Si、Mn等雜質元素(su)和非金(jin)屬夾(jia)雜物,可進一步提(ti)高鋼的(de)抗腐蝕能力。
材料的(de)制(zhi)造和加(jia)(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝也在(zai)比較(jiao)寬的(de)范(fan)圍內影響材料的(de)力學性(xing)(xing)能(neng)和耐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)。對于低純度(du)醫用(yong)(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)鋼,一般采用(yong)(yong)(yong)真空或非真空熔(rong)煉(lian)工(gong)(gong)藝生產,而(er)高(gao)純度(du)的(de)醫用(yong)(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)鋼應(ying)采用(yong)(yong)(yong)雙真空冶(ye)煉(lian)工(gong)(gong)藝力求鋼的(de)高(gao)純凈。臨(lin)床應(ying)用(yong)(yong)(yong)較(jiao)多的(de)是高(gao)純度(du)醫用(yong)(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)鋼。冷加(jia)(jia)工(gong)(gong)后采用(yong)(yong)(yong)機(ji)械拋光(guang)或電解拋光(guang)可提高(gao)器件表面(mian)光(guang)潔(jie)度(du),可增(zeng)加(jia)(jia)植入器件的(de)使用(yong)(yong)(yong)壽命。醫用(yong)(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)骨外科和齒科中應(ying)用(yong)(yong)(yong)較(jiao)廣泛,在(zai)其他(ta)方面(mian)也有(you)不(bu)少應(ying)用(yong)(yong)(yong)。
醫用不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)生物(wu)(wu)相(xiang)容性與其(qi)(qi)在(zai)肌體內的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)行(xing)為及(ji)其(qi)(qi)所造(zao)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產物(wu)(wu)所引起(qi)的(de)(de)(de)(de)組織(zhi)(zhi)反(fan)應(ying)(ying)(ying)有關(guan)。其(qi)(qi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)行(xing)為涉(she)及(ji)均勻腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)、縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、磨蝕(shi)(shi)(shi)和(he)疲勞(lao)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。常見的(de)(de)(de)(de)是點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)是由于鉬(mu)含量不(bu)(bu)足及(ji)外(wai)力(li)擦傷(shang)、劃(hua)傷(shang)所致。縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、磨蝕(shi)(shi)(shi)也(ye)是常見的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),常因設計不(bu)(bu)合理導致應(ying)(ying)(ying)力(li)及(ji)磨損(sun)。由于腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)會造(zao)成(cheng)(cheng)金(jin)屬離子或(huo)其(qi)(qi)他化合物(wu)(wu)進入(ru)周圍組織(zhi)(zhi)和(he)整個肌體,引起(qi)某(mou)些不(bu)(bu)良組織(zhi)(zhi)學反(fan)應(ying)(ying)(ying),在(zai)多數情況下,人體只能(neng)容忍(ren)微量濃度的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)物(wu)(wu)存在(zai)。醫用不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)造(zao)成(cheng)(cheng)其(qi)(qi)長期植入(ru)的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)性差,其(qi)(qi)密度和(he)彈性模量與人體硬組織(zhi)(zhi)相(xiang)距較大,導致力(li)學相(xiang)容性差,本身無生物(wu)(wu)活性,難以和(he)生物(wu)(wu)組織(zhi)(zhi)形成(cheng)(cheng)牢固的(de)(de)(de)(de)結合,溶出(chu)的(de)(de)(de)(de)鎳離子有可能(neng)誘發腫瘤的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)。上述原因造(zao)成(cheng)(cheng)醫用不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)應(ying)(ying)(ying)用比例呈下降趨勢。

