316L不銹鋼因其優良的性能和低廉的價格廣泛應用于臨床及醫療領域。通過分析醫用316L不銹鋼目前存在的主要問題及發展狀況，對醫用316L不銹鋼近年來表面改性的新方法和新成果進行了較為詳細的介紹，表明表面改性技術是解決臨床應用問題的良好途徑，為醫用316L不銹鋼的醫學應用提供了新的發展機遇。

0、引言

　　人口老齡化進程的不斷加快，使得對于生物材料的需求日益增加。生物材料指的是一類用于與人體系統相結合，對人體進行診斷、治療、修復或替換病損組織、器官或增進其功能，且對人體組織、血液不產生不良影響的材料。生物材料的應用廣泛，品種較多，按照材料組成和性質分為：金屬材料、無機材料和有機材料。金屬材料包括：不銹鋼、鈷基合金、鈦合金等；無機材料包括：生物陶瓷、羥基磷灰石HA等；而有機材料包括：人工合成高分子材料和天然高分子材料。在生物材料中，金屬材料因其特殊性能(如良好的韌性、彈性、耐磨性、耐腐蝕性、生物相容性、非磁性)及合理價格，而被廣泛應用于硬組織(骨科材料、承受材料及心血管支架等)的修復和替換。

　　不銹鋼是應用最早的一類生物材料，至今已有半個多世紀的歷史。在醫用的不銹鋼材料中，奧氏體不銹鋼因其良好的機械性能、耐腐蝕性及低廉的價格，而受到廣泛的應用。從1775年Icart報道可應用鐵絲固定斷骨，1952年Blunt等報道含大約2%鉬的316型不銹鋼的性能比AISI302鋼好，到此后更適宜作為植入材料的超低碳AISI316L鋼的發展，不銹鋼作為生物材料經歷了漫長的歷史過程。由于真空熔煉或電渣重熔工藝的采用，不銹鋼的性能得到了改善，使得AISI316及AISI316L成為主要的不銹鋼植入材料。

1、醫用316L不銹鋼目前存在的問題

　　自316L醫用不銹鋼成功開發以來，其在人工植入髖關節、整形外科裝置、正畸、心血管疾病等方面得到了廣泛的應用，但是隨著對316L不銹鋼性能的進一步研究及臨床觀察研究可知，醫用不銹鋼存在以下主要問題：

　　(1)表面硬度較低，耐磨性較差，在人體的體液環境中對點蝕敏感，且腐蝕將會通過細胞對電流的反應，改變人體組織的PH值并釋放出Ni、Cr、Mo等對人體有害的金屬離子，引起局部組織過敏疼痛，甚至誘發癌變；

　　(2)彈性模量與人骨組織相差較大，易產生應力遮擋，使假體松動，產生骨吸收和萎縮現象，最終造成植入失效；

　　(3)生物相容性較差，表面無生物活性，植入人體環境后與人體系統形成形態結合，影響植入效果造成植入失敗。

2、醫用不銹鋼的研究及發展

　　為了克服上述缺點及不足，提高醫用不銹鋼的性能，廣大學者進行了不斷地研究和改進。

　　2.1、改進傳統不銹鋼，研發新型不銹鋼

　　在醫用不銹鋼的臨床使用過程中，由于腐蝕和摩擦磨損產生的Ni離子富集于植入體附近，影響人體正常代謝功能，引發組織反應等問題。大量臨床實驗研究證明，Ni離子對人體是一種潛在的致敏因子。如圖1所示為不同時期Ni離子引起青少年過敏的情況。為了抑制Ni的溢出，降低人體系統危害，保證臨床應用的安全性，除了通過改進熔煉工藝或添加N元素提高傳統不銹鋼性能外，還研發出高氮無鎳奧氏體不銹鋼、抗菌不銹鋼、心血管支架用抗ISR(支架內再狹窄)不銹鋼等一系列新型醫用不銹鋼等。新型高氮無鎳奧氏體不銹鋼在保持傳統不銹鋼塑性性能的基礎上，大大提高了力學性能及摩擦性能等。

圖1 對Ni過敏青少年所占百分比

　　2.2、金屬表面改性處理

　　表面改性是指利用機械、物理或化學方法改變金屬材料表面及近表面的成分或結構，獲得生物惰性或活性表面層，提高材料性能的技術。在生物醫學工程中，表面改性技術常用于提高金屬植入材料的耐磨性、耐腐蝕性及生物相容性[7]。常用的表面改性方法主要包括：表面熱處理、機械處理、化學氣相沉積、物理氣相沉積、離子注入等。隨著對生物材料臨床應用要求的不斷提高及復合材料的廣泛應用，利用表面改性技術彌補傳統醫用金屬材料不足并獲得新型復合性能，實現其工程應用并滿足不同領域的特殊要求，已經成為重點研究的課題之一。

3、醫用316L不銹鋼表面改性的研究現狀

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4、結束語

　　316L不銹鋼因其優良的力學性能及低廉的價格受到廣泛的臨床應用。隨著醫學的深入研究及發展，對于醫用316L不銹鋼的性能要求愈加提升。從單層涂層到復合涂層的制備，從單元素到多種元素的應用，表面改性技術雖然在一定程度上提高了316L不銹鋼的耐腐蝕性、生物相容性等，但依然還有很多地方需要去完善，如何改進表面改性技術，進一步提高醫用316L不銹鋼性能，成為研究人員面臨的又一新型挑戰。