生物醫學材料(biomedical material)指(zhi)的是一類(lei)具有(you)特殊(shu)性能(neng)、特種功能(neng),用于(yu)人(ren)工器官(guan)、外科修復(fu)(fu)、理療康(kang)復(fu)(fu)、診(zhen)斷、治療疾患,而對(dui)人(ren)體組(zu)織不(bu)會產生不(bu)良影響的材料。


 生物醫用不(bu)銹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)即制定了(le)外(wai)(wai)科植(zhi)入(ru)用不銹鋼的國(guo)家(jia)標準,1994年(nian)經(jing)過(guo)修改(gai),2003年(nian)又重新修改(gai)為GB 4234-2003《外(wai)(wai)科植(zhi)入(ru)物(wu)用不銹鋼》。該標準列入(ru)了(le)兩個鋼號,其化學成分見表9.79。


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 表9.79中所列鋼(gang)號(hao)的(de)鋼(gang)棒的(de)力(li)(li)學(xue)性能應符合表9.80的(de)規(gui)定,這些牌號(hao)的(de)鋼(gang)絲(si)、鋼(gang)板和鋼(gang)帶的(de)力(li)(li)學(xue)性能規(gui)定見GB 4234-2003《外科植入(ru)物用不銹鋼(gang)》。


表 80.jpg


2017年我(wo)國制定了GB 4234-2017《外科(ke)植(zhi)入(ru)物金屬(shu)材(cai)料(liao)》,該標(biao)準力求與國際(ji)標(biao)準保(bao)持一致。該標(biao)準預(yu)計分為(wei)14個部(bu)分,其(qi)中(zhong)第1部(bu)分為(wei)鍛(duan)造不銹鋼(gang),第9部(bu)分為(wei)鍛(duan)造高氮不銹鋼(gang),其(qi)余為(wei)其(qi)他類金屬(shu)材(cai)料(liao)。目前(qian)只發布(bu)了GB 4234.1-2017《外科(ke)植(zhi)入(ru)物 金屬(shu)材(cai)料(liao)第1部(bu)分:鍛(duan)造不銹鋼(gang)》,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 不銹鋼的棒材(cai)、絲材(cai)、板材(cai)和(he)帶材(cai)的力學(xue)性能應(ying)符合(he)表9.81的規定。


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 不銹(xiu)鋼中(zhong)的(de)(de)(de)鉻(ge)可(ke)形(xing)成鈍化膜改善鋼的(de)(de)(de)抗腐(fu)蝕(shi)(shi)能力,鎳起到穩定奧氏體組織(zhi)的(de)(de)(de)作用,降低Si、Mn等雜質元素(su)和(he)非金屬夾(jia)雜物(wu),可(ke)進一步提高(gao)鋼的(de)(de)(de)抗腐(fu)蝕(shi)(shi)能力。


 材料的制造和(he)加(jia)(jia)工(gong)工(gong)藝也在比較寬(kuan)的范圍(wei)內影響材料的力(li)學性能(neng)和(he)耐蝕性能(neng)。對(dui)于低純(chun)度(du)(du)醫(yi)用不銹(xiu)(xiu)鋼,一般采用真(zhen)空或非真(zhen)空熔煉工(gong)藝生產,而高純(chun)度(du)(du)的醫(yi)用不銹(xiu)(xiu)鋼應采用雙(shuang)真(zhen)空冶煉工(gong)藝力(li)求鋼的高純(chun)凈。臨床(chuang)應用較多(duo)的是(shi)高純(chun)度(du)(du)醫(yi)用不銹(xiu)(xiu)鋼。冷加(jia)(jia)工(gong)后(hou)采用機械拋(pao)光或電解拋(pao)光可(ke)提高器(qi)件(jian)表面光潔度(du)(du),可(ke)增加(jia)(jia)植入器(qi)件(jian)的使(shi)用壽命(ming)。醫(yi)用不銹(xiu)(xiu)鋼在骨外科和(he)齒科中應用較廣泛,在其(qi)他方面也有不少應用。


 醫用(yong)不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)生物(wu)(wu)相容性(xing)與(yu)其(qi)(qi)在(zai)肌體(ti)(ti)內的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)行為(wei)及(ji)(ji)(ji)其(qi)(qi)所(suo)造成(cheng)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)產物(wu)(wu)所(suo)引起(qi)的(de)(de)(de)組(zu)織反應(ying)有關(guan)。其(qi)(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)行為(wei)涉及(ji)(ji)(ji)均勻腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、縫隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、磨蝕(shi)(shi)(shi)(shi)和疲(pi)勞腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。常見(jian)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)(shi)由于鉬含量不(bu)足及(ji)(ji)(ji)外力擦傷、劃傷所(suo)致(zhi)。縫隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、磨蝕(shi)(shi)(shi)(shi)也是(shi)(shi)常見(jian)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),常因(yin)設計不(bu)合(he)理導(dao)致(zhi)應(ying)力及(ji)(ji)(ji)磨損(sun)。由于腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)會(hui)造成(cheng)金屬離(li)子(zi)或其(qi)(qi)他化合(he)物(wu)(wu)進(jin)入周圍組(zu)織和整個(ge)肌體(ti)(ti),引起(qi)某些不(bu)良組(zu)織學反應(ying),在(zai)多數情(qing)況下(xia),人體(ti)(ti)只能容忍微(wei)量濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)金屬腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)物(wu)(wu)存在(zai)。醫用(yong)不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)造成(cheng)其(qi)(qi)長(chang)期(qi)植(zhi)入的(de)(de)(de)穩定性(xing)差,其(qi)(qi)密度(du)和彈性(xing)模量與(yu)人體(ti)(ti)硬組(zu)織相距較大,導(dao)致(zhi)力學相容性(xing)差,本身(shen)無(wu)生物(wu)(wu)活性(xing),難以和生物(wu)(wu)組(zu)織形成(cheng)牢固的(de)(de)(de)結合(he),溶出的(de)(de)(de)鎳離(li)子(zi)有可(ke)能誘發腫瘤的(de)(de)(de)形成(cheng)。上(shang)述原因(yin)造成(cheng)醫用(yong)不(bu)銹鋼應(ying)用(yong)比例呈下(xia)降趨勢。