作為工學背景的醫(yī)械研發(fā)人,可能已經(jīng)對不銹鋼材料的不同有所了解。
然而,醫(yī)用和非醫(yī)用不銹鋼的差異仍是我們研發(fā)中必須重點關注的內(nèi)容。
上一篇初次分享了不銹鋼的選材解析(點擊查看),這次來更進一步分享不銹鋼這種材質(zhì),特別是304、304L、316、316L、316LVM、304V等常見牌號。
醫(yī)用與非醫(yī)用不銹鋼的核心區(qū)別
首先,醫(yī)用和非醫(yī)用不銹鋼的最大區(qū)別體現(xiàn)在生物相容性和耐腐蝕性上。
生物相容性:材料與人體的“親和力”
醫(yī)用不銹鋼不僅需要具備良好的物理性能,還需要與人體組織和體液接觸時,不會引起過敏、排斥反應或長期損害。而普通的不銹鋼(如304不銹鋼)雖然抗腐蝕性較強,但缺乏經(jīng)過嚴格認證的生物相容性,因此不適合長期與人體接觸。
耐腐蝕性:能否在體內(nèi)長期穩(wěn)定工作
醫(yī)用不銹鋼必須具備極強的抗腐蝕性,以應對人體內(nèi)復雜的環(huán)境,尤其是血液、體液、鹽分、酸性物質(zhì)等。而非醫(yī)用不銹鋼的耐腐蝕性則較低,長期暴露在體內(nèi)環(huán)境中容易產(chǎn)生腐蝕,影響器械的使用壽命和安全性。
常見不銹鋼牌號:304、304L、304V、316、316L、316LVM的區(qū)別
304不銹鋼:最常見的非醫(yī)用不銹鋼
成分:304不銹鋼含有18%鉻和8%鎳,因此具有良好的耐腐蝕性,常用于廚房設備、家電等領域。
應用:由于它的抗腐蝕性不如316系列,所以不適用于醫(yī)療器械中直接與體液接觸的器械。
缺點:雖然304不銹鋼適合大部分日常應用,但其在含氯環(huán)境中(如體液)會面臨較大的腐蝕風險。
304L不銹鋼:低碳版本,適用于焊接工藝要求較高的場合
成分:304L是304不銹鋼的低碳版本,碳含量更低,降低了焊接后可能出現(xiàn)的晶間腐蝕。
應用:304L主要用于不要求特別高耐腐蝕性、但對焊接要求較高的應用場合。
優(yōu)勢:304L能夠在焊接后保持更好的耐腐蝕性,尤其是在醫(yī)療器械的某些組件中被廣泛使用,如導管、手術器械等。
304V不銹鋼:改良版304,適合某些醫(yī)用器械
成分與工藝:304V是304不銹鋼的改良版,采用真空冶煉技術,減少了雜質(zhì),增強了材料的抗腐蝕性能。
應用:304V常用于手術器械、導管等器械中,尤其是需要高精度和耐腐蝕性的產(chǎn)品。
優(yōu)勢:304V的低碳含量和改良工藝使其在要求較高的場合中表現(xiàn)出色,但仍不適用于長期植入體內(nèi)的器械。
316不銹鋼:廣泛應用于醫(yī)療器械,但不適用于長期植入
成分:316不銹鋼含有16-18%鉻、10-14%鎳和2-3%鉬。鉬的加入大大提高了其耐氯化物腐蝕的能力,尤其適用于更為嚴苛的環(huán)境。
應用:316不銹鋼廣泛應用于醫(yī)療器械中,如一些手術器械、導管等長期接觸體液的器械。它的耐腐蝕性比304更強,但仍不適用于長期植入體內(nèi)的器械。
缺點:316不銹鋼的生物相容性雖好,但與更高要求的316LVM相比,其精度和純度稍遜。
316L不銹鋼:低碳版本,廣泛用于醫(yī)療植入物
成分:316L比316的碳含量更低,這降低了晶間腐蝕的風險。
應用:由于其生物相容性和耐腐蝕性非常優(yōu)異,316L不銹鋼廣泛用于血管支架、人工關節(jié)、心臟起搏器外殼等需要長期與人體接觸的植入物。
優(yōu)勢:316L不銹鋼經(jīng)常被用于要求長期穩(wěn)定性的醫(yī)療器械,尤其是涉及血液和體液長期接觸的器械。
316LVM不銹鋼:高級醫(yī)用不銹鋼,專為長期植入物設計
成分與工藝:316LVM是316L的不銹鋼在真空冶煉(Vacuum Melted)處理下的版本。通過真空冶煉工藝,316LVM的純度進一步提高,減少了有害雜質(zhì),極大地增強了生物相容性。
應用:316LVM不銹鋼因其純度和穩(wěn)定性,被廣泛用于長期植入人體的器械,如血管支架、脊柱植入物等。優(yōu)勢:它的耐腐蝕性和抗疲勞性比316L更強,能夠在體內(nèi)環(huán)境中保持更長時間的穩(wěn)定性,且減少金屬離子析出,降低排斥反應。
醫(yī)用不銹鋼的選擇:如何確保安全與性能?
在選擇不銹鋼材料時,我們不僅要考慮抗腐蝕性和生物相容性,還需要根據(jù)器械的使用環(huán)境、負荷和耐久性要求來選材。
植入型器械(如血管支架、人工關節(jié))需要選擇316L或316LVM這類具有優(yōu)異生物相容性和耐腐蝕性的材料。
非植入型器械(如外科手術工具、導管)則可以選擇304L或304V,它們的耐腐蝕性和強度足夠應對常規(guī)的醫(yī)療使用要求。
最后,按慣例,留個互動話題你的工作經(jīng)歷中,是否有遇到過因為不銹鋼選擇不當導致的設計挑戰(zhàn)或材料問題,你認為哪些因素是決定材料選擇的最關鍵?