微创手术器械设计与制造医用不锈钢选择

由于手术器械对强度、硬度、刚性、韧性、耐磨性和耐腐蚀性能等方面的特殊要求，因此通常采用不锈钢制造。不锈钢包括马氏体和奥氏体两种。对一些需要较高强度、硬度、刚性和耐磨性的器械一般采用马氏体不锈钢制造，如止血钳、手术剪和医用镊等。马氏体不锈钢在制成器械过程中需经过淬火+回火处理，以提高器械的强度、硬度、刚性、耐磨性和耐腐蚀性能，并具备适当的韧性。对一些在强度、硬度、刚性和耐磨性方面相对要求不高但需要良好耐腐蚀性能的器械则采用奥氏体不锈钢制造，如骨科植入物中的接骨钢板、接骨螺钉和非植入物中的手术刀柄等。奥氏体不锈钢在制成器械过程中需经过固溶处理+冷变形处理，以使器械在具备最佳耐腐蚀性能的同时，具备足够的强度和硬度。目前，钛及钛合金材料正逐步扩大在手术器械中的应用，其性能更优于奥氏体不锈钢，如人体永久性植入的微型整形板、微形接骨螺钉及精细高端手术器械等

1．马氏体不锈钢   由于材料的固有特性，马氏体不锈钢的耐腐蚀性能很难和奥氏体不锈钢相比，因此在精磨和抛光成形后必须经过表面处理，通常采用镀铬和钝   化两种方式：   1) 镀铬的原理是通过表面形成的镀铬层来增强耐腐蚀性能。这种表面处理方式有两点不足：一方面一些器械的刃口部位是金属本体，还得依靠自身的耐腐蚀性能；其次是镀铬层很薄且致密性低，要求器械在使用过程中不能受到碰撞冲击，否则容易导致镀层损伤，并在损伤处出现介质（如病人体液、药剂、消毒试剂和灭菌试剂）和高温（如高温灭菌）腐蚀。   2) 钝化的原理是通过硝酸钝化在表面形成一层致密的氧化物膜，以达到将腐蚀性介质阻止于金属基体以外的目的。钝化膜致密且稳定性好，较镀铬层相比具有更优异的耐腐蚀性能。但采用钝化工艺的器械在使用中也怕碰撞冲击，一旦钝化膜破裂，将丧失阻隔腐蚀性介质的能力，导致钝化膜破损处出现早期腐蚀。  

 2．奥氏体不锈钢尽管奥氏体不锈钢本身已具备很强的耐酸碱腐蚀能力，但为了发挥更佳的耐腐蚀能力，有些产品（特别是植入人体的产品）仍要经过硝酸钝化处理，使其表面形成致密的钝化膜，更具有抗人体介质侵蚀的能力。  

3．马氏体和奥氏体不锈钢之间的特性差异及其共性两种类型的不锈钢材料其特性具有明显的差异。奥氏体不锈钢耐酸碱腐蚀能力很强，但在强度、硬度、刚性等方面不如马氏体不锈钢。而马氏体不锈钢虽然强度、硬度、刚性等较好，但耐酸碱腐蚀能力又远远比不上奥氏体不锈钢，只具有相对的耐腐蚀性能。不管马氏体不锈钢还是奥氏体不锈钢，如果在非中性且潮湿的环境下表面均会产生原电池效应，其加速形成的点蚀往往比强酸碱作用造成的破坏更大。因此，采用这两种材料制成的器械在使用和维护保养过程中能否严格遵守操作规范就显得格外重要，这也是有效延长器械使用寿命的关键。