生物醫學材料(biomedical material)指的是(shi)一類具(ju)有特(te)(te)殊性(xing)能、特(te)(te)種功能,用于(yu)人(ren)工器官、外科(ke)修復、理(li)療康復、診斷、治療疾患,而對人(ren)體(ti)組(zu)織(zhi)不會產(chan)生不良影(ying)響的材料。
生物醫用不銹鋼(gang)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(wai)科植(zhi)入(ru)用不銹(xiu)鋼的國家標(biao)準,1994年經(jing)過修(xiu)改(gai),2003年又(you)重新(xin)修(xiu)改(gai)為(wei)GB 4234-2003《外(wai)科植(zhi)入(ru)物用不銹(xiu)鋼》。該標(biao)準列入(ru)了兩個(ge)鋼號,其(qi)化學成(cheng)分(fen)見表9.79。

表9.79中(zhong)所列(lie)鋼(gang)(gang)號的(de)鋼(gang)(gang)棒(bang)的(de)力(li)學(xue)性能應符(fu)合表9.80的(de)規定,這(zhe)些牌號的(de)鋼(gang)(gang)絲、鋼(gang)(gang)板和(he)鋼(gang)(gang)帶的(de)力(li)學(xue)性能規定見GB 4234-2003《外科植入物用不銹鋼(gang)(gang)》。

2017年我國制(zhi)定了GB 4234-2017《外科(ke)植入物金(jin)(jin)(jin)屬材料(liao)》,該(gai)標(biao)準力求與國際(ji)標(biao)準保持(chi)一致。該(gai)標(biao)準預計分為(wei)14個部(bu)分,其(qi)中第1部(bu)分為(wei)鍛(duan)造不銹(xiu)(xiu)鋼,第9部(bu)分為(wei)鍛(duan)造高氮不銹(xiu)(xiu)鋼,其(qi)余(yu)為(wei)其(qi)他類金(jin)(jin)(jin)屬材料(liao)。目前只發布了GB 4234.1-2017《外科(ke)植入物 金(jin)(jin)(jin)屬材料(liao)第1部(bu)分:鍛(duan)造不銹(xiu)(xiu)鋼》,代替(ti)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(xiu)鋼的棒材(cai)(cai)、絲材(cai)(cai)、板(ban)材(cai)(cai)和(he)帶(dai)材(cai)(cai)的力(li)學性能應符合表9.81的規定。

不(bu)銹鋼(gang)(gang)中的(de)鉻可(ke)(ke)形成鈍(dun)化膜改(gai)善(shan)鋼(gang)(gang)的(de)抗腐蝕能力,鎳起到穩定奧氏體組織的(de)作用,降低Si、Mn等雜(za)質元素(su)和(he)非金屬夾雜(za)物,可(ke)(ke)進(jin)一步提高鋼(gang)(gang)的(de)抗腐蝕能力。
材料的制造和加工工藝(yi)也在比(bi)較寬的范圍內影響材料的力(li)(li)學性能和耐蝕(shi)性能。對于低純度(du)(du)醫用(yong)(yong)不銹鋼(gang),一般采(cai)用(yong)(yong)真空(kong)或非真空(kong)熔煉(lian)工藝(yi)生產,而高純度(du)(du)的醫用(yong)(yong)不銹鋼(gang)應(ying)采(cai)用(yong)(yong)雙真空(kong)冶煉(lian)工藝(yi)力(li)(li)求鋼(gang)的高純凈。臨床應(ying)用(yong)(yong)較多的是(shi)高純度(du)(du)醫用(yong)(yong)不銹鋼(gang)。冷加工后采(cai)用(yong)(yong)機械拋(pao)光或電(dian)解拋(pao)光可提(ti)高器(qi)件(jian)表面光潔度(du)(du),可增加植入器(qi)件(jian)的使用(yong)(yong)壽命。醫用(yong)(yong)不銹鋼(gang)在骨外科和齒科中應(ying)用(yong)(yong)較廣泛,在其他方面也有不少(shao)應(ying)用(yong)(yong)。
醫用(yong)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)生物(wu)相容性(xing)(xing)與其(qi)(qi)(qi)在肌(ji)體(ti)內的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)行為及其(qi)(qi)(qi)所(suo)造成(cheng)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物(wu)所(suo)引起的(de)(de)(de)組(zu)織反應(ying)(ying)有(you)關(guan)。其(qi)(qi)(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)行為涉及均勻(yun)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、點蝕(shi)(shi)、縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、磨(mo)(mo)蝕(shi)(shi)和(he)疲(pi)勞腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。常(chang)見(jian)的(de)(de)(de)是點蝕(shi)(shi)是由于(yu)鉬含量(liang)不(bu)足及外(wai)力擦傷、劃傷所(suo)致。縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、磨(mo)(mo)蝕(shi)(shi)也是常(chang)見(jian)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),常(chang)因(yin)設計不(bu)合(he)理導(dao)(dao)致應(ying)(ying)力及磨(mo)(mo)損(sun)。由于(yu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)會造成(cheng)金屬(shu)離子(zi)或其(qi)(qi)(qi)他化合(he)物(wu)進入周(zhou)圍組(zu)織和(he)整個肌(ji)體(ti),引起某些不(bu)良組(zu)織學反應(ying)(ying),在多數情況下,人體(ti)只能容忍微量(liang)濃(nong)度的(de)(de)(de)金屬(shu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)物(wu)存在。醫用(yong)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)造成(cheng)其(qi)(qi)(qi)長(chang)期植入的(de)(de)(de)穩定(ding)性(xing)(xing)差(cha),其(qi)(qi)(qi)密度和(he)彈性(xing)(xing)模量(liang)與人體(ti)硬(ying)組(zu)織相距(ju)較大,導(dao)(dao)致力學相容性(xing)(xing)差(cha),本身(shen)無(wu)生物(wu)活性(xing)(xing),難以和(he)生物(wu)組(zu)織形(xing)成(cheng)牢(lao)固的(de)(de)(de)結合(he),溶(rong)出的(de)(de)(de)鎳離子(zi)有(you)可能誘發腫(zhong)瘤的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)。上述原因(yin)造成(cheng)醫用(yong)不(bu)銹鋼(gang)應(ying)(ying)用(yong)比例呈下降趨勢。

