專利名稱：一種用于外科植入物的含稀土奧氏體不銹鋼的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種含稀土奧氏體不銹鋼，尤其涉及一種用于外科植入物的含稀土 奧氏體不銹鋼。
背景技術：
隨著人們生活水平的提高以及對于健康的不斷追求，各種生物材料的需求量日益 增加，而生物醫用金屬材料尤其是不銹鋼的用量非常大。目前，醫用316L不銹鋼制造的冠 脈支架在臨床應用過程中會出現血栓及血管再狹窄等問題，生物安全性不盡人意。因此， 開發和制造出生物學性能更加優良的醫用不銹鋼及其產品，已經越來越受到人們的廣泛關注。稀土元素具有獨特的物理化學性質，應用范圍廣泛。研究證實稀土是一種生物微 量元素，屬于低毒性物質，其毒性和鐵差不多，適量攝入有助于提高機體的免疫力，但大量 補充則會造成對機體的危害[郭戰勇，張宇生，張宏江.稀土，1998，18(1): 61-64， 72.]。人們很早就發現稀土的藥理作用，從60年代以來，陸續發現稀土化合物具有一系 列特殊的藥效作用，是Ca2+的優良拮抗劑，又有鎮靜止痛作用，可廣泛用于治療燒傷、炎癥、 皮膚病、血栓病等。稀土元素在醫藥中的應用主要表現在如下幾方面抗凝血作用、抑癌防 癌作用、抗腫瘤作用、消炎作用、殺菌作用、抗動脈硬化作用、降低血糖作用等[徐光憲.稀 土.北京冶金工業出版社.1995. 12. ZL 031284213]，利用稀土元素的生物學效應制 備的藥物在臨床上得到了應用。目前，人們又將稀土元素用于抗流感病毒的藥物[專利申 請號031271480，公開號CN1493277A]、抗SARS病毒的藥物[ZL03146172]、抗艾滋病毒的藥 物[ZL021284458]及腎結石治療藥物[ZL028085574]等新領域。另外，在農業生產中，人們將稀土元素作為植物生長調節劑[ZL 031120342]、植物 營養液[ZL0211324603, ZL2003101019793]、飼料添加劑[ZL 200310115830. 0]、肥料[ZL 021223815]應用，達到增產增收的作用，同時表明稀土元素可被人體安全攝入。稀土元素在鋼鐵中的研究和應用已經有80多年的歷史。由于稀土元素的化學性 質非常活潑，與0、s的化學親和力強，其添加到鋼中后，主要起到凈化鋼液(脫0、脫S)、變質 夾雜物及微合金化等作用，對鋼的性能產生重要的影響。[余宗森.鋼中稀土.北京冶 金工業出版社.1982. 5. ZL 03150101. X]。但是，截止目前，還沒有人想到將具有藥物作 用的稀土元素添加到不銹鋼中來開發生物相容性更好的用于外科植入物的不銹鋼。稀土元 素在醫藥、農業、鋼鐵等領域的應用使本發明的發明人得到了將其應用于不銹鋼中來發揮 其生物學性能的啟示。本發明中的含La不銹鋼，可以用于制作各種外科植入物如冠脈支架、人工關節骨 棒(柄)、骨折固定用骨板及骨釘、牙科的齒冠、義齒種植體及矯形絲等等，也可用于手術器 具、醫療設備、家庭廚房用具、食品容器等其它領域。由于含La不銹鋼中的La元素在人體 內應用時可以不斷的溶解釋放出來，因此，本不銹鋼可長期發揮其生物學作用。
發明內容
本發明的目的在于提供一種用于外科植入物的含稀土奧氏體不銹鋼，在不銹鋼的 熔煉過程中，將具有抗凝血、抗癌、抗腫瘤和消炎作用的La元素添加到其中，并適當控制其 含量，使其能夠在人體內應用期間可持續溶出釋放La離子來發揮生物學作用，同時不要造 成毒性、過敏等不良反應，從而使含La不銹鋼具有優良的生物相容性和安全性。通常，向鋼中添加的稀土元素為混合稀土，并且其添加量不宜過高，以免破壞鋼的 組織結構和惡化其性能。然而，將稀土元素與不銹鋼相結合來開發新型醫用不銹鋼，通過含 稀土不銹鋼在體內服役過程中發揮稀土元素的生物學作用，以提高醫用不銹鋼的抗凝血性 能和生物安全性，是本發明首先提出的目標。稀土元素種類的選擇及含量的確定是本發明 中最重要的部分。本發明是這樣來實現的，其特征是不銹鋼中含有加入量為0. 15-0. 50 wt%的La， 并且鋼中的S彡0. 005 wt%, P^ 0.01 wt%，加入的La元素以固溶狀態及化合物的形式存 在于不銹鋼基體中。含稀土奧氏體不銹鋼的優選化學成分為:C ( 0. 02 wt%、Cr :17· 0-18. 0 wt%、Ni 13. 0-14. 0 wt%、Mo 2. 5-3. 0 wt%、Mn 彡 2. 0 wt%、Si 彡 0. 75 wt%、S 彡 0. 005 wt%,P ^ 0. 01 wt%、La 加入量為 0. 15-0. 50 wt%、余量為 Fe。還可含有Se、Ge合金元素中的一種或兩種，加入量< 1 wt%。本發明的優點是且其浸提液中含有一定濃度的La離子來發揮生物學作用，細 胞毒性評價等級與316L不銹鋼相當，滿足外科植入物不銹鋼的要求，并具有優良的力學性 能。
圖1為含La不銹鋼的X射線衍射圖譜。圖2為含La不銹鋼的掃描電子顯微鏡背散射照片。圖3為含La不銹鋼的金相顯微鏡照片。
具體實施例方式根據本發明所設定的化學成分范圍，在真空感應爐內冶煉了 4爐鋼，冶煉過程中 采用氬氣保護，純稀土元素La在出鋼前加入。4爐鋼全部澆注成尺寸為Φ80πιπιΧ160πιπι、質 量為10 kg的鋼錠各一個。另外，為了進行對比，用真空感應熔煉的方法制備了 316L不銹 鋼，5爐鋼的具體化學成分和稀土 La元素加入量如表1所示。表1實施例含La不銹鋼及對比例316L不銹鋼的化學成分(wt%)
權利要求
一種用于外科植入物的含稀土奧氏體不銹鋼，其特征是不銹鋼中含有加入量為0.15 0.50 wt%的La，并且鋼中的S≤0.005 wt%，P≤0.01 wt%，加入的La元素以固溶狀態及化合物的形式存在于不銹鋼基體中。
2.根據權利要求1所述的一種用于外科植入物的含稀土奧氏體不銹鋼，其特征是含 稀土奧氏體不銹鋼的優選化學成分為:C ( 0. 02 wt%、Cr :17. 0-18. 0 wt%、Ni :13· 0-14. 0 wt%、Mo 2. 5-3. 0 wt%、Mn ^ 2. 0 wt%、Si 彡 0. 75 wt%、S 彡 0. 005 wt%, P ^ 0. 01 wt%、La 加入量為0. 15-0. 50 wt%、余量為Fe。
3.根據權利要求1所述的一種用于外科植入物的含稀土奧氏體不銹鋼，其特征是還可 含有Se、Ge合金元素中的一種或兩種，加入量< 1 wt%。
全文摘要
一種用于外科植入物的含稀土奧氏體不銹鋼，不銹鋼中含有加入量為0.15-0.50wt%的La，并且鋼中的S≤0.005wt%，P≤0.01wt%，加入的La元素以固溶狀態及化合物的形式存在于不銹鋼基體中。本發明的優點是且其浸提液中含有一定濃度的La離子來發揮生物學作用，細胞毒性評價等級與316L不銹鋼相當，滿足外科植入物不銹鋼的要求，并具有優良的力學性能。
文檔編號C22C38/44GK101985724SQ20101052183
公開日2011年3月16日 申請日期2010年10月28日 優先權日2010年10月28日
發明者李政綱, 楊化娟 申請人:南昌航空大學