В настоящее время медицинская аустенитная нержавеющая сталь, представленная 316L или 317L, широко используется для изготовления высококачественных медицинских устройств, таких как различные искусственные суставы, устройства внутренней фиксации переломов и сердечно-сосудистые стенты. Однако после имплантации медицинской нержавеющей стали в организм человека из-за неизбежной следов коррозии или износа содержащиеся в ней ионы металлов неизбежно растворяются, что может вызвать неблагоприятные гистологические реакции, такие как отек, аллергия, инфекция и некроз тканей. Среди них нержавеющая сталь 316L содержит более 10% никеля. Клинические исследования доказали, что растворение ионов никеля в медицинских металлических материалах помимо сенсибилизации и воспалительных реакций может также вызывать образование опухолей или тромбозов. Поэтому разработка новой медицинской нержавеющей стали, не содержащей никеля, стала основной тенденцией развития медицинской нержавеющей стали. Среди них наиболее перспективной является новая медицинская нержавеющая сталь, в которой вместо никеля используется азот, что не только позволяет избежать потенциальных опасностей, связанных с никелем, но также обладает превосходными механическими свойствами и биосовместимостью.
В 1999 году американская компания CARPENTER исследовала и разработала новый тип медицинской аустенитной нержавеющей стали с высоким-азотом, никелем-(Fe-21Cr-22Mn-1Mo-1N). Эта медицинская нержавеющая сталь обладает превосходной биосовместимостью, низкой воспалительной реакцией и механическими свойствами, которые значительно лучше, чем у традиционной нержавеющей стали 316L. С помощью клеточной культуры in vitro и испытаний на биосовместимость после имплантации в большеберцовую кость овцы было доказано, что нержавеющая сталь с высоким содержанием -безазота, никеля- аналогична совместимости с костной тканью с титановыми сплавами и, как ожидается, заменит традиционную медицинскую нержавеющую сталь 316L и медицинский титановый сплав Ti6Al4V. Испытание также доказало, что нержавеющая сталь с высоким содержанием -безазота, никеля-не обладает генотоксичностью и тератогенностью. В 2004 году Япония применила высокотемпературную-обработку азотирования для получения материала из нержавеющей стали Fe24Cr2Mo(0,62~0,92)N с высоким содержанием азота, который не содержит никеля и марганца. Результаты оценки цитотоксичности лучше, чем у медицинской нержавеющей стали 316L. В 2009 году Япония имплантировала крысам пористую нержавеющую сталь с высоким содержанием -азота и никеля-. Результаты показали, что пористая нержавеющая сталь с высоким содержанием -безазота, никеля- позволяет костным клеткам и другим тканям прорастать в отверстия, демонстрируя превосходную биосовместимость и механическую стабильность. В последние годы недавно разработанный медицинский аустенит с высоким-высоким содержанием азота и никеля-не только обладает высокой прочностью и высокой твердостью (близок к медицинским сплавам на основе кобальта-), но также обладает лучшей устойчивостью к коррозии биологическими жидкостями и коррозионной стойкостью, чем традиционная хром-медицинская нержавеющая сталь и сплавы на основе кобальта. Биосовместимость, поэтому очень перспективно стать новым поколением недорогих медицинских имплантатов из нержавеющей стали, постепенно заменяя медицинскую хромоникелевую нержавеющую сталь и медицинские сплавы на основе кобальта.
В настоящее время среди сердечно-сосудистых стентов наблюдается тенденция к созданию стентов с тонкой сеткой. Превосходные механические свойства и совместимость с кровью новой медицинской нержавеющей стали, не содержащей-никеля, показывают перспективы ее применения в качестве идеального материала для стентов. Немецкие исследования показывают, что сердечно-сосудистые стенты, изготовленные из аустенитной нержавеющей стали с высоким содержанием -безазота, никеля-, имеют лучшую поддержку и подходят для создания более тонких сеток стентов. В США разработан коронарный стент из нержавеющей стали с высоким содержанием-безазот-никеля-с минимальной сеткой 45 микрон и степенью покрытия поверхности кровеносных сосудов всего от 8% до 9%. В Китае новый коронарный стент из нержавеющей стали с высоким содержанием -безазота, никеля-, разработанный совместно Институтом исследования металлов Китайской академии наук и технологической компанией Zhongke Yian, имеет средний диаметр ячеек 70 микрон.
Благодаря своим хорошим механическим и технологическим свойствам новая нержавеющая сталь с высоким содержанием -азота и никеля-может использоваться в качестве хирургических имплантатов и играет важную роль в ортопедическом восстановительном лечении. В настоящее время на рынок поступили новые хирургические имплантаты, произведенные в США из нержавеющей стали с высоким содержанием -азота и никеля-. Общее количество медицинской нержавеющей стали, используемой в изделиях для хирургических имплантатов в моей стране, ежегодно достигает более 400 тонн. По мере углубления реформы национальной системы медицинского страхования моей страны более широко будут использоваться высококачественные-и недорогие-медицинские имплантаты из нержавеющей стали. Исследования и разработка новой нержавеющей стали с высоким содержанием -безазота и никеля-не только имеют огромные социальные потребности, но и имеют большое стратегическое значение.
