醫(yī)用不銹鋼由于具有良好的生物相容性、力學(xué)性能、耐體液腐蝕性能、優(yōu)良加工成型性能和低廉的成本，已經(jīng)成為臨床廣泛應(yīng)用的醫(yī)用植入材料和醫(yī)療工具材料。醫(yī)用不銹鋼與工業(yè)用不銹鋼不同，要求其保持優(yōu)良的耐蝕性能(包括耐晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕等局部腐蝕)，從而防止植入器械過(guò)早失效，減少有害金屬離子溶出，保證不銹鋼植入器械臨床應(yīng)用的安全性。因此，醫(yī)用不銹鋼主要采用具有最佳耐蝕性能的奧氏體不銹鋼作為植入材料，目前臨床上大量應(yīng)用的主要是Fe-Cr-Ni-Mo成分體系的316L、317L等具有穩(wěn)定奧氏體結(jié)構(gòu)的不銹鋼材料。

但是，由于奧氏體不銹鋼的強(qiáng)度相對(duì)較低，彈性模量較高，鋼中一般含有10%以上的鎳元素，與目前臨床應(yīng)用的其他結(jié)構(gòu)材料相比，面臨越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。因而發(fā)展新型醫(yī)用不銹鋼，進(jìn)一步提高醫(yī)用不銹鋼的使用性能，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前，國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)已開(kāi)發(fā)出高氮無(wú)鎳奧氏體不銹鋼、抗菌不銹鋼、心血管支架用抗ISR(支架內(nèi)再狹窄)不銹鋼等一系列新型醫(yī)用不銹鋼。

高氮無(wú)鎳奧氏體不銹鋼性能優(yōu)異

針對(duì)不銹鋼含有鎳元素可能帶來(lái)的危害，研究開(kāi)發(fā)低鎳和無(wú)鎳醫(yī)用奧氏體不銹鋼已經(jīng)成為國(guó)際上醫(yī)用不銹鋼的一個(gè)主要發(fā)展和應(yīng)用趨勢(shì)。氮(N)具有強(qiáng)烈穩(wěn)定鋼中奧氏體結(jié)構(gòu)的作用，因此利用(氮+錳)來(lái)代替不銹鋼中的鎳元素，即可穩(wěn)定奧氏體結(jié)構(gòu)，又可顯著提高不銹鋼的力學(xué)性能和耐腐蝕性能，成為發(fā)展無(wú)鎳型奧氏體不銹鋼的主要方式。列入美國(guó)材料標(biāo)準(zhǔn)中(ASTM-F2229)的高氮無(wú)鎳不銹鋼(Fe-21Cr-22Mn-1Mo-1N)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用在歐美醫(yī)療市場(chǎng)，并用于替代Cr-Ni系列不銹鋼來(lái)加工骨固定器械和手術(shù)工具。

我國(guó)在這方面的研究也取得了重要進(jìn)展，開(kāi)發(fā)出了一種新型醫(yī)用高氮無(wú)鎳奧氏體不銹鋼(Fe-l7Cr-14Mn-2Mo-(0.45~0.7)N)，已獲得國(guó)家發(fā)明專利，同時(shí)，還頒布了外科植入用高氮無(wú)鎳奧氏體不銹鋼的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(QKJ.05.10-2008)。大量研究表明，與316L不銹鋼相比，這種新型高氮無(wú)鎳不銹鋼具有更優(yōu)異的力學(xué)性能，拉伸強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和耐磨性等提高2倍以上，不銹鋼加工廠，塑性相當(dāng)，同時(shí)耐點(diǎn)蝕性能和抗凝血性能也明顯提高。該高氮無(wú)鎳不銹鋼的力學(xué)性能具體見(jiàn)下表。

抗菌不銹鋼應(yīng)用前景廣闊

數(shù)據(jù)顯示，在美國(guó)，每年就有多達(dá)200萬(wàn)例的院內(nèi)感染發(fā)生，其中有100萬(wàn)例的院內(nèi)感染是因植入醫(yī)療器械而引發(fā)。在英國(guó)，每年因治療植入醫(yī)療器械引發(fā)的細(xì)菌感染須要花費(fèi)700萬(wàn)~1100萬(wàn)英鎊。而且，隨著越來(lái)越多的耐藥細(xì)菌出現(xiàn)，對(duì)細(xì)菌感染的治療愈加困難。為此，2011年我國(guó)衛(wèi)生部、總后勤部制訂下發(fā)了《2011年抗菌藥物臨床應(yīng)用專項(xiàng)整治活動(dòng)方案》，決定在全國(guó)、全軍范圍內(nèi)開(kāi)展抗菌藥物臨床應(yīng)用的專項(xiàng)整治活動(dòng)。可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)在我國(guó)醫(yī)療領(lǐng)域，抗菌不銹鋼的應(yīng)用將越來(lái)越廣。

抗菌不銹鋼是在醫(yī)用不銹鋼化學(xué)成分的基礎(chǔ)上添加抗菌元素，并經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)目咕鸁崽幚矶x予不銹鋼殺菌功能。進(jìn)一步的研究表明，抗菌不銹鋼可強(qiáng)烈抑制在其表面形成細(xì)菌生物膜，進(jìn)而可抑制由細(xì)菌生物膜而引起的感染發(fā)生。因此，含銅抗菌不銹鋼有望在骨科、口腔科等硬組織修復(fù)和替換，以及心血管支架介入等醫(yī)學(xué)臨床領(lǐng)域中發(fā)揮其獨(dú)特的抗菌性能和必要的力學(xué)承載能力。

各種不同類型的不銹鋼正在日益廣泛和成功地用于各種不同的海洋環(huán)境中。必需指出，在海水中不銹鋼要長(zhǎng)期免于腐蝕需要復(fù)雜的防腐工程技術(shù)和大量投資。奧氏體和馬氏體不銹鋼很久以來(lái)就用于航海動(dòng)力裝置上的過(guò)熱器管道以及透平機(jī)葉片。在這些裝置中要保持低氯化物含量是很不容易的，因?yàn)楹胶?dòng)力裝置的應(yīng)用技術(shù)與一般發(fā)電裝置的基本原理并無(wú)差別。不銹鋼也正在用于遠(yuǎn)洋商船上的大容量化學(xué)容器，其使用情況在某些方面與陸地化工廠的使用條件截然不同。

大多數(shù)不銹鋼牌號(hào)在海洋條件下應(yīng)用都能得到滿意的結(jié)果，但不同牌號(hào)則對(duì)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂表現(xiàn)敏感。以410型為代表的馬氏體鋼和430型為代表的鐵素體鋼，在海洋條件下，數(shù)月內(nèi)便會(huì)生銹。這種均勻銹蝕可通過(guò)機(jī)械打磨加以去除。比較受歡迎的不銹鋼是奧氏體不銹鋼，因?yàn)樗目逛P蝕能力較強(qiáng)（但由于應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂則例外）。隨著時(shí)間遷移，奧氏體不銹鋼也會(huì)發(fā)黑。如果由于美觀或其它方面的原因，這種發(fā)黑也可以通過(guò)打磨去除。不銹鋼在海水中很少會(huì)產(chǎn)生均勻銹燭，所以在實(shí)際使用中可不必?fù)?dān)心。

推進(jìn)器海洋上的拖輪和其它船只上的推進(jìn)器可由鑄造不銹鋼CF－8（相當(dāng)干304型不銹鋼）制成。當(dāng)船只不航行時(shí)，從推進(jìn)器主軸通過(guò)軸承到船體，構(gòu)成一個(gè)導(dǎo)電的金屬回路。相當(dāng)于成分為410型不銹鋼的鑄造推進(jìn)器也經(jīng)常披選用，并在其它方面得到廣泛應(yīng)用如用于破冰船等。

近代不銹鋼技術(shù)的發(fā)展，已開(kāi)始采用復(fù)相奧氏體－鐵素體不銹鋼20Cr－8Ni－3.5Mo來(lái)鑄造遠(yuǎn)洋巨輪上大型推進(jìn)器（重達(dá)3000kg）。316l不銹鋼板