316L不銹鋼因其優(yōu)良的性能和低廉的價(jià)格廣泛應(yīng)用于臨床及醫(yī)療領(lǐng)域。通過分析醫(yī)用316L不銹鋼目前存在的主要問題及發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)醫(yī)用316L不銹鋼近年來表面改性的新方法和新成果進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹，表明表面改性技術(shù)是解決臨床應(yīng)用問題的良好途徑，為醫(yī)用316L不銹鋼的醫(yī)學(xué)應(yīng)用提供了新的發(fā)展機(jī)遇。

0、引言

　　人口老齡化進(jìn)程的不斷加快，使得對(duì)于生物材料的需求日益增加。生物材料指的是一類用于與人體系統(tǒng)相結(jié)合，對(duì)人體進(jìn)行診斷、治療、修復(fù)或替換病損組織、器官或增進(jìn)其功能，且對(duì)人體組織、血液不產(chǎn)生不良影響的材料。生物材料的應(yīng)用廣泛，品種較多，按照材料組成和性質(zhì)分為：金屬材料、無機(jī)材料和有機(jī)材料。金屬材料包括：不銹鋼、鈷基合金、鈦合金等；無機(jī)材料包括：生物陶瓷、羥基磷灰石HA等；而有機(jī)材料包括：人工合成高分子材料和天然高分子材料。在生物材料中，金屬材料因其特殊性能(如良好的韌性、彈性、耐磨性、耐腐蝕性、生物相容性、非磁性)及合理價(jià)格，而被廣泛應(yīng)用于硬組織(骨科材料、承受材料及心血管支架等)的修復(fù)和替換。

　　不銹鋼是應(yīng)用最早的一類生物材料，至今已有半個(gè)多世紀(jì)的歷史。在醫(yī)用的不銹鋼材料中，奧氏體不銹鋼因其良好的機(jī)械性能、耐腐蝕性及低廉的價(jià)格，而受到廣泛的應(yīng)用。從1775年Icart報(bào)道可應(yīng)用鐵絲固定斷骨，1952年Blunt等報(bào)道含大約2%鉬的316型不銹鋼的性能比AISI302鋼好，到此后更適宜作為植入材料的超低碳AISI316L鋼的發(fā)展，不銹鋼作為生物材料經(jīng)歷了漫長的歷史過程。由于真空熔煉或電渣重熔工藝的采用，不銹鋼的性能得到了改善，使得AISI316及AISI316L成為主要的不銹鋼植入材料。

1、醫(yī)用316L不銹鋼目前存在的問題

　　自316L醫(yī)用不銹鋼成功開發(fā)以來，其在人工植入髖關(guān)節(jié)、整形外科裝置、正畸、心血管疾病等方面得到了廣泛的應(yīng)用，但是隨著對(duì)316L不銹鋼性能的進(jìn)一步研究及臨床觀察研究可知，醫(yī)用不銹鋼存在以下主要問題：

　　(1)表面硬度較低，耐磨性較差，在人體的體液環(huán)境中對(duì)點(diǎn)蝕敏感，且腐蝕將會(huì)通過細(xì)胞對(duì)電流的反應(yīng)，改變?nèi)梭w組織的PH值并釋放出Ni、Cr、Mo等對(duì)人體有害的金屬離子，引起局部組織過敏疼痛，甚至誘發(fā)癌變；

　　(2)彈性模量與人骨組織相差較大，易產(chǎn)生應(yīng)力遮擋，使假體松動(dòng)，產(chǎn)生骨吸收和萎縮現(xiàn)象，最終造成植入失效；

　　(3)生物相容性較差，表面無生物活性，植入人體環(huán)境后與人體系統(tǒng)形成形態(tài)結(jié)合，影響植入效果造成植入失敗。

2、醫(yī)用不銹鋼的研究及發(fā)展

　　為了克服上述缺點(diǎn)及不足，提高醫(yī)用不銹鋼的性能，廣大學(xué)者進(jìn)行了不斷地研究和改進(jìn)。

　　2.1、改進(jìn)傳統(tǒng)不銹鋼，研發(fā)新型不銹鋼

　　在醫(yī)用不銹鋼的臨床使用過程中，由于腐蝕和摩擦磨損產(chǎn)生的Ni離子富集于植入體附近，影響人體正常代謝功能，引發(fā)組織反應(yīng)等問題。大量臨床實(shí)驗(yàn)研究證明，Ni離子對(duì)人體是一種潛在的致敏因子。如圖1所示為不同時(shí)期Ni離子引起青少年過敏的情況。為了抑制Ni的溢出，降低人體系統(tǒng)危害，保證臨床應(yīng)用的安全性，除了通過改進(jìn)熔煉工藝或添加N元素提高傳統(tǒng)不銹鋼性能外，還研發(fā)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(nèi)再狹窄)不銹鋼等一系列新型醫(yī)用不銹鋼等。新型高氮無鎳奧氏體不銹鋼在保持傳統(tǒng)不銹鋼塑性性能的基礎(chǔ)上，大大提高了力學(xué)性能及摩擦性能等。

圖1 對(duì)Ni過敏青少年所占百分比

　　2.2、金屬表面改性處理

　　表面改性是指利用機(jī)械、物理或化學(xué)方法改變金屬材料表面及近表面的成分或結(jié)構(gòu)，獲得生物惰性或活性表面層，提高材料性能的技術(shù)。在生物醫(yī)學(xué)工程中，表面改性技術(shù)常用于提高金屬植入材料的耐磨性、耐腐蝕性及生物相容性[7]。常用的表面改性方法主要包括：表面熱處理、機(jī)械處理、化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、離子注入等。隨著對(duì)生物材料臨床應(yīng)用要求的不斷提高及復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用，利用表面改性技術(shù)彌補(bǔ)傳統(tǒng)醫(yī)用金屬材料不足并獲得新型復(fù)合性能，實(shí)現(xiàn)其工程應(yīng)用并滿足不同領(lǐng)域的特殊要求，已經(jīng)成為重點(diǎn)研究的課題之一。

3、醫(yī)用316L不銹鋼表面改性的研究現(xiàn)狀

　　http://www.mp99x.cn/material/material/034956.html

4、結(jié)束語

　　316L不銹鋼因其優(yōu)良的力學(xué)性能及低廉的價(jià)格受到廣泛的臨床應(yīng)用。隨著醫(yī)學(xué)的深入研究及發(fā)展，對(duì)于醫(yī)用316L不銹鋼的性能要求愈加提升。從單層涂層到復(fù)合涂層的制備，從單元素到多種元素的應(yīng)用，表面改性技術(shù)雖然在一定程度上提高了316L不銹鋼的耐腐蝕性、生物相容性等，但依然還有很多地方需要去完善，如何改進(jìn)表面改性技術(shù)，進(jìn)一步提高醫(yī)用316L不銹鋼性能，成為研究人員面臨的又一新型挑戰(zhàn)。