幾乎無鎳、適合增材制造的新型醫(yī)用不銹鋼材料

時間：2022/5/7閱讀：1495

外科植入物的國家標準中對于植入物設(shè)計所用的金屬材料化學(xué)成分有著嚴格規(guī)定。以不銹鋼植入物為例，國家標準對于鋼的牌號及其中的Ni、 Cr 、Mo 、Mn等化學(xué)成分均做出了規(guī)定。[1]

但常見醫(yī)用不銹鋼，例如316L不銹鋼仍存在生物相容性及相關(guān)問題，包括不銹鋼植入人體后由于腐蝕或磨損造成腐蝕產(chǎn)物所引起的組織反應(yīng)（如出現(xiàn)水腫、感染、組織壞死等），從而導(dǎo)致疼痛和過敏反應(yīng)等。特別是不銹鋼中鎳離子析出誘發(fā)的病變。因此植入物設(shè)計領(lǐng)域仍需要低鎳和無鎳的醫(yī)用不銹鋼材料。

在原始材料發(fā)展的同時，外科植入物以及手術(shù)器械的制造技術(shù)也在不斷發(fā)展，其中基于粉末床激光熔化（LPBF）工藝的金屬3D打印技術(shù)已在該領(lǐng)域展示出了明確的產(chǎn)業(yè)化方向。對于增材制造技術(shù)而言，也同樣需要在化學(xué)成分和增材制造加工性能方面更為優(yōu)化的新型材料。

根據(jù)3D科學(xué)谷的市場觀察，Carpenter Technology 開發(fā)了一種增材制造醫(yī)用不銹鋼材料, 該材料幾乎不含鎳并且在激光粉末床熔合（L-PBF）3D打印系統(tǒng)中顯示出良好的加工性能。

為植入器械的質(zhì)量提升而優(yōu)化

化學(xué)成分的優(yōu)化

Carpenter 對新型醫(yī)用不銹鋼材料與傳統(tǒng)不銹鋼材料進行了比較。根據(jù)Carpenter 的數(shù)據(jù)，BioDur 108不銹鋼的鎳含量最高為0.05 wt％。除了針對患者優(yōu)化的化學(xué)成分外，BioDur 108還具有比BioDur 316LS 材料更好的機械性能。