Die neueste Entwicklung der medizinischen Edelstahlforschung
Medizinischer Edelstahl ist aufgrund seiner guten Biokompatibilität, mechanischen Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit von Körperflüssigkeiten, hervorragenden Verarbeitungs- und Umformeigenschaften und geringen Kosten zu einem weit verbreiteten medizinischen Implantatmaterial und medizinischen Werkzeugmaterial geworden. Medizinischer Edelstahl unterscheidet sich von industriellem Edelstahl. Es ist erforderlich, eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit (einschließlich Beständigkeit gegenüber interkristalliner Korrosion, Spannungskorrosion und anderer lokaler Korrosion) aufrechtzuerhalten, um einen vorzeitigen Ausfall implantierter Geräte zu verhindern, die Auflösung schädlicher Metallionen zu reduzieren und implantierte Geräte aus Edelstahl zu gewährleisten klinische Anwendung.
Daher verwendet medizinischer Edelstahl hauptsächlich austenitischen Edelstahl mit der besten Korrosionsbeständigkeit als Implantatmaterial. Derzeit werden 316L und 317L des Fe-Cr-Ni-Mo-Zusammensetzungssystems hauptsächlich in der klinischen Praxis mit stabilen austenitischen Strukturen verwendet. Material Edelstahl.
Aufgrund der relativ geringen Festigkeit und des hohen Elastizitätsmoduls von austenitischem Edelstahl enthält Stahl jedoch im Allgemeinen mehr als 10 % Nickel. Im Vergleich zu anderen Strukturmaterialien, die derzeit in klinischen Anwendungen eingesetzt werden, steht es vor zunehmenden Herausforderungen. Daher ist es von großer praktischer Bedeutung, neuen medizinischen Edelstahl zu entwickeln und die Leistung von medizinischem Edelstahl weiter zu verbessern. Gegenwärtig haben heimische Forschungseinrichtungen eine Reihe neuer medizinischer Edelstähle entwickelt, wie z. B. nickelfreier austenitischer Edelstahl mit hohem Stickstoffgehalt, antibakterieller Edelstahl und Edelstahl gegen ISR (In-Stent-Restenose) für kardiovaskuläre Stents.
Nickelfreier austenitischer Edelstahl mit hohem Stickstoffgehalt weist eine hervorragende Leistung auf
Angesichts der möglichen Schäden, die durch Nickel in Edelstahl verursacht werden, ist die Forschung und Entwicklung von nickelarmen und nickelfreien medizinischen austenitischen Edelstahl zu einem wichtigen Entwicklungs- und Anwendungstrend von medizinischem Edelstahl in der Welt geworden. Stickstoff (N) hat einen starken Einfluss auf die Stabilisierung des Austenitgefüges in Stahl. Daher kann die Verwendung von (Stickstoff + Mangan) als Ersatz für Nickel in Edelstahl die Austenitstruktur stabilisieren und die mechanischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl erheblich verbessern.
Leistung ist zum Hauptweg bei der Entwicklung von nickelfreiem austenitischem Edelstahl geworden. Der in der amerikanischen Werkstoffnorm (ASTM-F21) gelistete nickelfreie Edelstahl mit hohem Stickstoffgehalt (Fe-22Cr-1Mn-1Mo-2229N) wird seither auf dem europäischen und amerikanischen Medizinmarkt eingesetzt und ersetzt das Cr- Ni-Serie aus Edelstahl zur Verarbeitung von Knochenfixationsgeräten und chirurgischen Instrumenten.
Auch die Forschung meines Landes in diesem Bereich hat wichtige Fortschritte gemacht. Ein neuer Typ von medizinischem nickelfreiem austenitischem Edelstahl mit hohem Stickstoffgehalt (Fe-l7Cr-14Mn-2Mo-(0.45~0.7)N) wurde entwickelt, der ein nationales Erfindungspatent erhalten hat. Gleichzeitig wurde auch der Unternehmensstandard (QKJ.05.10-2008) für stickstoffreiche nickelfreie austenitische Edelstähle für die chirurgische Implantation verkündet.
Eine Vielzahl von Studien hat gezeigt, dass dieser neue Typ von nickelfreiem Edelstahl mit hohem Stickstoffgehalt im Vergleich zu Edelstahl 316L bessere mechanische Eigenschaften aufweist. Die Zugfestigkeit, Dauerfestigkeit und Verschleißfestigkeit werden um mehr als das Doppelte erhöht. Auch die gerinnungshemmende Leistung wird deutlich verbessert.
Die Anwendungsperspektive von antibakteriellem Edelstahl ist breit
Die Daten zeigen, dass es in den Vereinigten Staaten jedes Jahr bis zu 2 Millionen nosokomiale Infektionen gibt, von denen 1 Million nosokomiale Infektionen durch implantierte medizinische Geräte verursacht werden. In Großbritannien kostet die Behandlung bakterieller Infektionen, die durch implantierte medizinische Geräte verursacht werden, jedes Jahr 7 bis 11 Millionen Pfund. Darüber hinaus wird die Behandlung bakterieller Infektionen immer schwieriger, da immer mehr resistente Bakterien auftreten.
Zu diesem Zweck haben das Gesundheitsministerium und die allgemeine Logistikabteilung meines Landes im Jahr 2011 den „Plan für spezielle Sanierungsaktivitäten für die klinische Anwendung antimikrobieller Arzneimittel 2011“ formuliert und herausgegeben und beschlossen, spezielle Sanierungsaktivitäten für die klinische Anwendung von durchzuführen antimikrobielle Medikamente landesweit und im gesamten Militär. Es ist absehbar, dass die Anwendung von antibakteriellem Edelstahl im medizinischen Bereich meines Landes in Zukunft immer breiter werden wird.
Antibakterieller Edelstahl basiert auf der chemischen Zusammensetzung von medizinischem Edelstahl mit antibakteriellen Elementen und besitzt nach entsprechender antibakterieller Wärmebehandlung eine Sterilisationsfunktion. Weitere Studien haben gezeigt, dass antibakterieller Edelstahl die Bildung eines bakteriellen Biofilms auf seiner Oberfläche stark hemmen kann, wodurch das Auftreten von Infektionen durch bakteriellen Biofilm verhindert wird.
Daher wird erwartet, dass der kupferhaltige antibakterielle Edelstahl seine einzigartigen antibakteriellen Eigenschaften und die notwendige mechanische Belastbarkeit bei der Reparatur und dem Ersatz von Hartgeweben wie Orthopädie und Stomatologie sowie in medizinisch-klinischen Bereichen wie der kardiovaskulären Stent-Intervention entfalten kann .
Es wird erwartet, dass Anti-ISR-Edelstahl bei der Herstellung von Herz-Kreislauf-Stents verwendet wird
Die kardiovaskuläre Intervention hat eine große Anzahl von Patienten mit koronarer Herzkrankheit, die durch eine Koronararterienstenose verursacht wurde, behandelt. Nach der Stentimplantation ist es jedoch leicht, das klinische Problem der ISR zu verursachen, insbesondere innerhalb von 3 bis 6 Monaten nach der Stentimplantation, die Inzidenz von ISR beträgt 20 bis 30 %. Studien haben gezeigt, dass Spuren von Kupfer viele Vorteile für das Herz-Kreislauf-System des menschlichen Körpers haben. Wird das Spurenkupfer im Stent kontinuierlich in situ freigesetzt, kann das Auftreten einer Restenose im Stent aus stofflicher Sicht unterdrückt werden.
Zu diesem Zweck haben heimische Forschungseinrichtungen kupferhaltigen Edelstahl für kardiovaskuläre Stents auf Basis des klinisch weit verbreiteten 316L-Edelstahls für kardiovaskuläre Stents entwickelt, der nach Implantation in situ kontinuierlich Kupferspuren freisetzen kann. Damit kann der Stent ISR beim Spielen mechanisch unterstützen.
Forschungsergebnisse zeigen, dass kupferhaltiger Edelstahl die Adhäsion von Blutplättchen auf seiner Oberfläche deutlich reduzieren kann und damit die Neigung zur Thrombusbildung verringert. Es ist ersichtlich, dass der kupferhaltige Edelstahl die medizinische Funktion haben sollte, das Auftreten von ISR signifikant zu hemmen, so dass von ihm erwartet wird, dass er bei der Herstellung von kardiovaskulären Stents verwendet wird.