Medisch roestvrij staal is een veelgebruikt medisch implantaatmateriaal en medisch hulpmiddelmateriaal geworden vanwege de goede biocompatibiliteit, mechanische eigenschappen, corrosieweerstand van lichaamsvloeistoffen, uitstekende verwerkings- en vormeigenschappen en lage kosten. Medisch roestvrij staal is anders dan industrieel roestvrij staal. Het is vereist om uitstekende corrosieweerstand te behouden (inclusief weerstand tegen interkristallijne corrosie, spanningscorrosie en andere lokale corrosie), om voortijdig falen van geïmplanteerde apparaten te voorkomen, het oplossen van schadelijke metaalionen te verminderen en geïmplanteerde roestvrijstalen apparaten te garanderen. klinische toepassing.
Daarom gebruikt medisch roestvrij staal voornamelijk austenitisch roestvrij staal met de beste corrosieweerstand als implantaatmateriaal. Momenteel worden 316L en 317L van het Fe-Cr-Ni-Mo samenstellingssysteem voornamelijk gebruikt in de klinische praktijk met stabiele austenitische structuren. Roestvrij staal materiaal.
Vanwege de relatief lage sterkte en hoge elasticiteitsmodulus van austenitisch roestvast staal bevat staal echter over het algemeen meer dan 10% nikkel. Vergeleken met andere structurele materialen die momenteel in klinische toepassingen worden gebruikt, staat het voor toenemende uitdagingen. Daarom is het van groot praktisch belang om nieuw medisch roestvrij staal te ontwikkelen en de prestaties van medisch roestvrij staal verder te verbeteren. Op dit moment hebben binnenlandse onderzoeksinstellingen een reeks nieuwe medische roestvrij staalsoorten ontwikkeld, zoals hoogstikstof nikkelvrij austenitisch roestvrij staal, antibacterieel roestvrij staal en anti-ISR (in-stent restenose) roestvrij staal voor cardiovasculaire stents.
Nikkelvrij austenitisch roestvrij staal met een hoog stikstofgehalte heeft uitstekende prestaties
Gezien de mogelijke schade veroorzaakt door nikkel in roestvrij staal, is onderzoek en ontwikkeling van laag-nikkel en nikkelvrij medisch austenitisch roestvrij staal een belangrijke ontwikkeling en toepassingstrend van medisch roestvrij staal in de wereld geworden. Stikstof (N) heeft een sterk effect op het stabiliseren van de austenietstructuur in staal. Daarom kan het gebruik van (stikstof + mangaan) ter vervanging van nikkel in roestvrij staal de austenietstructuur stabiliseren en de mechanische eigenschappen en corrosieweerstand van roestvrij staal aanzienlijk verbeteren.
Prestaties zijn de belangrijkste manier geworden om nikkelvrij austenitisch roestvast staal te ontwikkelen. Het hoogstikstof nikkelvrije roestvrij staal (Fe-21Cr-22Mn-1Mo-1N) vermeld in de Amerikaanse materiaalnorm (ASTM-F2229) is begonnen te worden gebruikt in de Europese en Amerikaanse medische markten en wordt gebruikt om de Cr- Ni-serie van roestvrij staal voor het verwerken van apparatuur voor botfixatie en chirurgische instrumenten.
Het onderzoek van mijn land op dit gebied heeft ook belangrijke vooruitgang geboekt. Er is een nieuw type medisch hoogstikstof nikkelvrij austenitisch roestvrij staal (Fe-l7Cr-14Mn-2Mo-(0.45~0.7)N) ontwikkeld, dat een nationaal uitvindingsoctrooi heeft verkregen. Tegelijkertijd werd ook de ondernemingsnorm (QKJ.05.10-2008) van hoogstikstof nikkelvrij austenitisch roestvrij staal voor chirurgische implantatie afgekondigd.
Een groot aantal onderzoeken heeft aangetoond dat dit nieuwe type hoogstikstof nikkelvrij roestvast staal in vergelijking met 316L roestvast staal betere mechanische eigenschappen heeft. De treksterkte, vermoeiingssterkte en slijtvastheid worden meer dan twee keer verhoogd. De antistollingswerking is ook aanzienlijk verbeterd.
Het toepassingsperspectief van antibacterieel roestvrij staal is breed
Uit gegevens blijkt dat er in de Verenigde Staten jaarlijks maar liefst 2 miljoen ziekenhuisinfecties zijn, waarvan 1 miljoen ziekenhuisinfecties worden veroorzaakt door geïmplanteerde medische hulpmiddelen. In het VK kost het jaarlijks 7 tot 11 miljoen pond om bacteriële infecties veroorzaakt door geïmplanteerde medische hulpmiddelen te behandelen. Bovendien, naarmate er steeds meer resistente bacteriën verschijnen, wordt de behandeling van bacteriële infecties steeds moeilijker.
Hiertoe hebben het ministerie van Volksgezondheid en de afdeling Algemene Logistiek van mijn land in 2011 het "Speciale saneringsactiviteitenplan voor de klinische toepassing van antimicrobiële geneesmiddelen" opgesteld en uitgegeven en besloten om speciale saneringsactiviteiten uit te voeren voor de klinische toepassing van antimicrobiële medicijnen in het hele land en in het hele leger. Het is te voorzien dat in de toekomst de toepassing van antibacterieel roestvrij staal in de medische sector van mijn land steeds breder zal worden.
Antibacterieel roestvrij staal is gebaseerd op de chemische samenstelling van medisch roestvrij staal met antibacteriële elementen, en na een geschikte antibacteriële warmtebehandeling heeft het roestvrij staal een sterilisatiefunctie. Verdere studies hebben aangetoond dat antibacterieel roestvrij staal de vorming van bacteriële biofilm op het oppervlak sterk kan remmen, waardoor het optreden van infecties veroorzaakt door bacteriële biofilm wordt geremd.
Daarom wordt verwacht dat het koperbevattende antibacteriële roestvrij staal zijn unieke antibacteriële eigenschappen en noodzakelijke mechanische belastbaarheid zal uitoefenen bij de reparatie en vervanging van harde weefsels zoals orthopedie en stomatologie, evenals op medisch-klinische gebieden zoals cardiovasculaire stentinterventie .
Anti-ISR roestvrij staal zal naar verwachting worden gebruikt bij de vervaardiging van cardiovasculaire stents
De cardiovasculaire interventie heeft een groot aantal patiënten behandeld met coronaire hartziekte veroorzaakt door kransslagaderstenose. Na stentimplantatie is het echter gemakkelijk om het klinische probleem van ISR te veroorzaken, vooral binnen 3 ~ 6 maanden na stentimplantatie, de incidentie van ISR is zo hoog als 20% ~ 30%. Studies hebben aangetoond dat sporenkoper veel voordelen heeft voor het cardiovasculaire systeem van het menselijk lichaam. Indien het sporenkoper continu in situ in de stent wordt afgegeven, kan het optreden van restenose in de stent uit materieel oogpunt worden onderdrukt.
Hiertoe hebben binnenlandse onderzoeksinstellingen koperhoudend roestvrij staal voor cardiovasculaire stents ontwikkeld op basis van het veelgebruikte, klinisch veelgebruikte roestvrij staal 316L voor cardiovasculaire stents, dat na implantatie continu koperelementen in situ kan afgeven. Zodat de stent ISR kan remmen tijdens het spelen van mechanische ondersteuning.
Onderzoeksresultaten tonen aan dat koperhoudend roestvrij staal de hechting van bloedplaatjes op het oppervlak aanzienlijk kan verminderen, waardoor de neiging tot trombusvorming wordt verminderd. Het is duidelijk dat het koperbevattende roestvrij staal de medische functie zou moeten hebben om het optreden van ISR significant te remmen, en daarom wordt verwacht dat het zal worden gebruikt bij de vervaardiging van cardiovasculaire stents.