说起医用植入金属资料，许多人或许会在第一时间想起用于骨折内固定的钢板和螺钉。现在运用较多的是奥氏体不锈钢。奥氏体不锈钢无磁性、抗腐蚀功能好、易加工成形，它不仅被用于制作骨折内固定器械，还被广泛用于制作人工关节、各种齿冠、冠桥、固定支架、植入电极、人工心脏瓣膜等。但是，现在这些资料却因其组分的原因还存在一定问题。

近来，在国家“863”方案、国家自然科学基金重点项目、中科院常识立异重要方向性项目以及省市方面的赞助下，由我国科学院金属研讨所杨柯研讨员领导的生物医用资料与器材课题组取得了重要发展。他们研制的新式医用高氮无镍奥氏体不锈钢在我国药品生物制品检定所经过了细胞毒性、溶血、致敏反响、急性毒性实验、血栓实验及遗传毒性等重要生物学功能查验，并在广州军区总医院完结了植入动物实验研讨

让人又爱又恨的镍

在其时被广泛运用的医用奥氏体不锈钢中，镍是一种重要的合金化元素。杨柯通知《科学时报》记者：“它的首要作用是使不锈钢构成安稳的奥氏体结构，从而改进不锈钢的耐腐蚀性、可塑性、可焊接性和韧性等功能，安稳的奥氏体结构还可以使不锈钢具有无磁性。医用316L和317L奥氏体不锈钢中的镍含量要求在10%~14%，医用304L不锈钢中的镍含量也在8%~10%。”但是，镍又是一种潜在的致敏因子，许多的临床表现现已证明，镍及其化合物会对人类发作损害。其间最常见的损害是镍触摸性皮炎，发病率较高，过敏性强者会发作湿疹。“当与人体触摸时，镍离子可经过毛孔和皮脂腺渗透到皮肤里边去，引起皮肤过敏发炎，其临床表现为皮炎和湿疹。”杨柯说道，“现在欧盟运用的1欧元和2欧元硬币中镍元素的开释就或许使有镍过敏倾向的人群的皮肤引起激烈的过敏反响。”

更应引起人们警觉的是：镍离子在生物体内富集还或许诱发毒性效应，发作细胞损坏和发炎反响，对生物体有致畸、致癌的损害性。而含镍医用金属资料植入人体后，因为不可避免的腐蚀、磨损，镍离子等金属离子会开释到接近安排，易诱发过敏、感染等安排反响，特别是对镍过敏的患者尤为严重。著名医学杂志《柳叶刀》（The Lancet）曾经有报导指出，不锈钢心血管支架中镍、铬和钼等金属离子开释引起的过敏反响或许是心血管支架再狭隘的间接原因之一。

正是因为镍元素对人体的损害，许多国家对日用和医用金属资料中的镍含量拟定了越来越高的要求，相关规范中所答应的最高镍含量也越来越低。鉴于含镍医用金属资料或许对人体健康形成的损害，专家建议最好的方法就是严厉制止或约束各种直触摸摸人体的金属资料（如植入器材、牙科资料、首饰等）中的镍含量。

以氮代镍的科技攻关

杨柯课题组在医用无镍不锈钢方面的研讨从2000年就开端了。杨柯说：“其时的方针是为了开发一种不锈钢新资料，用于替代心血管支架用的医用316L不锈钢，并开发出新一代心血管支架。”

但是，任何一项新技能的探索都不是一往无前的。杨柯通知记者：“在研讨过程中遇到了许多科学问题或技能难关需求咱们处理。”新式不锈钢的研讨开发思维是以氮元素替代镍元从来安稳不锈钢的奥氏体结构，由此带来的首要科学问题包含新式不锈钢的化学成分优化规划（特别是钢中氮含量的优化断定）、高氮不锈钢的锻炼和加工、氮对不锈钢生物相容性的影响规则及相关机理等。例如高氮无镍奥氏体不锈钢比较传统医用不锈钢仅仅是成分上的差异，即摒弃了镍而加入了氮，而奥氏体结构未变，但其却表现出更为优秀的血液相容性，是加氮的贡献还是去镍的影响，国内外的研讨者也没有给出清晰的定论。

经过几年的研讨，杨柯的团队发现，首先是镍的去除改进了不锈钢的血液相容性，而跟着钢中氮含量的进步，高氮无镍奥氏体不锈钢的血液相容性也会逐步进步。杨柯介绍说：“咱们还与东北大学资料与冶金学院的姜周华教授领导的课题组协作，霸占了高氮不锈钢的锻炼难题，取得
了化学成分合格的实验资料。”

据杨柯介绍，在研讨中，他们还遇到了许多其他困难，例如在实验研讨中需求许多的新鲜血液，因为现在国家对血液控制非常严厉，供给之前需求重复检测，致使他们得到的都是几天后的陈腐血液，影响实验成果。“为了确保实验的准确性，确保许多的重复实验的顺利进行，许多情况下是详细担任这个项目的任伊宾博士自愿献血来完结实验，他已为这项实验献血10屡次。”杨柯说。

在杨柯团队研讨开发过程中，相继得到了国家“863”项目、国家自然科学基金重点项目、中科院常识立异重要方向性项目以及省市当地等方面的赞助。“正是因为许多资金的支撑，才使咱们可以展开许多的研讨和测验作业，取得了许多实验研讨成果，并取得了最终的成功。”杨柯说道。

等待2012年谋福患者

现在，杨柯团队关于新式高氮无镍奥氏体不锈钢的产品开发首要会集在骨科医疗器械和心血管支架。他们研制的新资料的细胞毒性、溶血、致敏反响、急性毒性实验、血栓实验及遗传毒性等生物安全性方面现已在我国药品生物制品检定所经过了查验。别的，选用无镍奥氏体不锈钢和医用317L不锈钢制作的微型骨板，也在广州军区总医院运用新西兰大白兔进行了3个月的股骨骨折重建内固定比照研讨，实验成果表明无镍奥氏体不锈钢适宜用于加工骨板和骨螺钉等内固定植入器材。杨柯泄漏，无镍奥氏体不锈钢心血管支架的动物实验将在2010年上半年开端。

现在，国际上只要一家美国公司开发的医用高氮无镍奥氏体不锈钢和一家瑞典公司开发的加氮低镍医用奥氏体不锈钢现已在欧美商场得到许多运用。而国内现在只要中科院金属研讨所正在进行医用无镍奥氏体不锈钢及相关医疗器械的研制作业，具有自主常识产权，并与国际水平相当。杨柯说：“无镍奥氏体不锈钢植入器材开发在完结动物实验后，还需求完结国家规定的临床植入实验，然后才干取得试生产答应，投入临床运用。因为临床实验以及相应产品批阅的周期较长，咱们预计2011年开端临床实验，争取在2012年取得商场准入。”

杨柯指出，跟着相关基础性研讨作业的不断深入，医用高氮无镍奥氏体不锈钢在资料锻炼和加工工艺方面的日渐老练，必将会推进这一新式医用不锈钢的临床运用及发展。新式无镍奥氏体不锈钢在医疗器械、食品餐饮器械、首饰及其他与人体常常触摸的不锈钢产品方面都将会有很大的需求商场，并有或许逐步替代现有的含镍医用不锈钢。