https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4115763/

Việc lựa chọn vật liệu nền chokim VABBảnh hưởng trực tiếp đến độ bền, độ bền và khả năng tương thích sinh học của chúng. Hiện tại, các sản phẩm phổ thông sử dụng-thép không gỉ y tế loại 316 (SS316). Bài viết này tiết lộ lý do tại sao nó trở thành lựa chọn ưa thích của ngành bằng cách kiểm tra thành phần hóa học, tính chất cơ học và khả năng tương thích xử lý bề mặt của nó.

Thành phần hóa học: Nền tảng chống ăn mòn

SS316 chứa molypden (2%–3%), giúp nó có khả năng chống ăn mòn rỗ trong môi trường clorua (chẳng hạn như chất dịch cơ thể) cao hơn đáng kể so với thép không gỉ 304. Với hàm lượng carbon được kiểm soát dưới 0,08%, nó tránh được sự ăn mòn giữa các hạt. Hàm lượng niken từ 10%–14% đảm bảo độ ổn định của cấu trúc vi mô austenit, duy trì các đặc tính không có từ tính ngay cả sau khi làm việc ở nhiệt độ lạnh-rất quan trọng đối với sinh thiết dưới hướng dẫn MRI{11}}vì vật liệu từ tính có thể phá vỡ tính đồng nhất của từ trường.

Tính chất cơ học: Sự cân bằng giữa độ cứng và độ dẻo dai

Yêu cầu về độ cứng đối với kim VABB là HRC 30–40 (khoảng HB 285–380). SS316 ở trạng thái-như đã nhận có độ cứng tương đối thấp (HRB 70–90), nhưng có thể tăng lên phạm vi mục tiêu thông qua quá trình kéo nguội và xử lý lão hóa. Độ cứng này đảm bảo rằng đầu kim có thể xuyên qua mô sợi dày đặc một cách trơn tru, đồng thời tránh bị gãy do giòn. Độ bền chảy phải lớn hơn hoặc bằng 205 MPa và độ bền kéo Lớn hơn hoặc bằng 515 MPa, đủ để chịu được áp suất âm chân không (khoảng 80 kPa) và mô-men xoắn cắt của lưỡi dao.

Khả năng tương thích xử lý bề mặt: Chất nền lý tưởng cho quá trình thụ động và đánh bóng điện hóa

Crom (16%–18%) trong SS316 nhanh chóng tạo thành màng thụ động Cr₂O₃ dày đặc trong quá trình thụ động, với độ dày khoảng 2–5 nm. Trong quá trình đánh bóng bằng điện, sự hiện diện của molypden thúc đẩy quá trình hòa tan anốt đồng đều hơn, làm giảm khả năng xảy ra các khuyết tật "vỏ cam". Ngoài ra, hệ số giãn nở nhiệt của SS316 (17,3×10⁻⁶/độ ) rất phù hợp với vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt trong quá trình đánh dấu bằng laze, dẫn đến các cạnh có dấu vết sắc nét, không có vết nứt.

Tuân thủ quy định và tương thích sinh học

SS316 tuân thủ tiêu chuẩn ASTM F899 và đã vượt qua thử nghiệm tương thích sinh học ISO 10993 (kết quả âm tính đối với thử nghiệm độc tế bào, độ nhạy và kích ứng). Chỉ thị RoHS (2011/65/EU và các bản sửa đổi) hạn chế sáu chất độc hại bao gồm chì và thủy ngân; Bản thân SS316 không chứa các thành phần này và nhà cung cấp phải cung cấp bản tuyên bố tuân thủ nghiêm ngặt. Các nhà sản xuất cũng được yêu cầu duy trì hồ sơ truy xuất nguồn gốc cho từng lô, bao gồm cả số lò theo tiêu chuẩn ISO 13485.

So sánh với các vật liệu khác

Để so sánh, hợp kim titan (Ti-6Al-4V), mặc dù có khả năng tương thích sinh học tốt hơn nhưng có độ cứng tương đối thấp (HRC 30–35) và giá thành cao; hợp kim coban-crom có ​​độ cứng cao hơn (HRC 40–50), nhưng khó xử lý và đắt tiền. SS316 đạt được sự cân bằng tốt nhất giữa hiệu quả chi phí, khả năng gia công và hiệu suất tổng thể, do đó chiếm hơn 95% thị phần kim VABB.

Phần kết luận

Lựa chọn vật liệu chưa bao giờ là một quyết định riêng biệt. SS316 đã trở thành "câu trả lời tiêu chuẩn" cho kim VABB vì nó đáp ứng hoàn hảo các yêu cầu lâm sàng về độ bền, khả năng chống ăn mòn, khả năng hiển thị và hiệu quả về chi phí-.