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        醫用不銹鋼的三種應用

        來源:頂亮金屬 | 發布日期:2022-07-16 | 瀏覽:0

        因為醫用不銹鋼的生物相容性很好、力學性能優良、耐體液腐蝕性能出眾、并且有可靠的加工成型性能和相對便宜的成本,正在受到臨床醫用植入材料和醫療工具材料應用的廣泛歡迎。

        因為醫用不銹鋼與其他領域不銹鋼有很大區別,其被要求能保持穩定較好的耐腐蝕性能(包括耐晶間腐蝕、應力腐蝕等局部腐蝕),以便防止植入醫療器械快速失效,并降低有害的金屬離子溶出,從而保證不銹鋼植入器械臨床應用的安全可靠性。所以醫用不銹鋼一般是采取耐腐蝕性能最好的奧氏體不銹鋼作為植入材料,現在臨床上大量使用的的主要是Fe-Cr-Ni-Mo成分體系的316L、317L等為代表的穩定奧氏體結構的不銹鋼材料。

        醫用不銹鋼

        316L醫用不銹鋼剪刀

        不過因為奧氏體不銹鋼的強度相對低些,彈性模量又偏高,所以其實在不銹鋼中一般是加入10%以上的鎳元素,這和目前臨床應用的其他結構材料相比是有失分的。所以如何發展新型醫用不銹鋼,增強醫用不銹鋼的使用性能,是非常重要的??上驳氖菄鴥纫验_發出高氮無鎳奧氏體不銹鋼、抗菌不銹鋼、心血管支架用抗ISR(支架內再狹窄)不銹鋼等一系列新型醫用不銹鋼。

        高氮無鎳奧氏體不銹鋼性能優異

        因為不銹鋼中的鎳元素可能會有害人體,所以開發低鎳和無鎳醫用奧氏體不銹鋼就是全球醫用不銹鋼的主要發展方向。氮元素能強烈穩定不銹鋼中奧氏體結構,所以利用(氮+錳)來代替不銹鋼中的鎳元素,一方面能穩定奧氏體結構,還能明顯增強不銹鋼的力學性能和耐腐蝕性能。已經位列美國材料標準中(ASTM-F2229)的高氮無鎳不銹鋼(Fe-21Cr-22Mn-1Mo-1N)廣泛應用在歐美醫療市場,并用來代替Cr-Ni系不銹鋼來加工骨固定器械和手術工具。

        國內同樣開發成功另一種新型醫用高氮無鎳奧氏體不銹鋼(Fe-l7Cr-14Mn-2Mo-(0.45~0.7)N),已獲得國家發明專利,另外還頒布了外科植入用高氮無鎳奧氏體不銹鋼的企業標準(QKJ.05.10-2008)。大量的科學實踐證明,和316L不銹鋼相比,這種新型高氮無鎳不銹鋼的力學性能,拉伸強度、疲勞強度和耐磨性等更強,且材料的塑性相當,另外耐點蝕性能和抗凝血性能也顯著更好。

        抗菌不銹鋼的運用廣泛

        有數據顯示,美國每年就有多達200萬例的院內感染發生,其中有100萬例的院內感染是因植入醫療器械而引發。在英國,每年因治療植入醫療器械引發的細菌感染須要花費700萬~1100萬英鎊。而且,隨著越來越多的耐藥菌出現,對細菌感染的治療愈加困難。所以抗菌不銹鋼的發展前景是非常廣闊的。在醫用不銹鋼化學成分的基礎上添加抗菌元素,并經過適當的抗菌熱處理而賦予不銹鋼殺菌功能。這會使抗菌不銹鋼有能力強烈抑制在其表面形成細菌生物膜,進而來抑制由細菌生物膜而引起的感染。所以含銅抗菌不銹鋼能在骨科、口腔科等硬組織修復和替換,以及心血管支架介入等醫學臨床領域中發揮其獨特的抗菌性能和必要的力學承載能力。

        用來制造心血管支架的抗ISR不銹鋼

        心血管介入這一治療方法醫治了很多因為冠脈狹窄而引發冠心病的患者。但是,支架植入后易引發ISR這一臨床問題,特別是在支架植入后的3-6個月內,ISR的發生率高達20%~30%。而經科學發現微量銅元素對人體心血管系統有諸多益處,那么如果有微量銅元素在支架原位持續地釋放,就能從材料方面達到抑制支架內再狹窄的發生。

        因此國內研究機構以臨床上廣泛應用的心血管支架用316L不銹鋼為成分基礎,開發出心血管支架用含銅不銹鋼,使其在植入后能夠在原位持續地釋放出微量銅元素,從而使支架在起到力學支持的同時,還有抑制ISR的作用。研究結果表明,含銅不銹鋼可明顯減少血小板在其表面的黏附,進而降低血栓的形成傾向。所以可以看到含銅不銹鋼應該有顯著的抑制ISR發生的醫學功能,因此制造心血管支架的抗ISR不銹鋼應是非常有發展前途的。

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