专利名称：一种用于外科植入物的含稀土奥氏体不锈钢的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种含稀土奥氏体不锈钢，尤其涉及一种用于外科植入物的含稀土 奥氏体不锈钢。
背景技术：
随着人们生活水平的提高以及对于健康的不断追求，各种生物材料的需求量日益 增加，而生物医用金属材料尤其是不锈钢的用量非常大。目前，医用316L不锈钢制造的冠 脉支架在临床应用过程中会出现血栓及血管再狭窄等问题，生物安全性不尽人意。因此， 开发和制造出生物学性能更加优良的医用不锈钢及其产品，已经越来越受到人们的广泛关注。稀土元素具有独特的物理化学性质，应用范围广泛。研究证实稀土是一种生物微 量元素，属于低毒性物质，其毒性和铁差不多，适量摄入有助于提高机体的免疫力，但大量 补充则会造成对机体的危害[郭战勇，张宇生，张宏江.稀土，1998，18(1): 61-64， 72.]。人们很早就发现稀土的药理作用，从60年代以来，陆续发现稀土化合物具有一系 列特殊的药效作用，是Ca2+的优良拮抗剂，又有镇静止痛作用，可广泛用于治疗烧伤、炎症、 皮肤病、血栓病等。稀土元素在医药中的应用主要表现在如下几方面抗凝血作用、抑癌防 癌作用、抗肿瘤作用、消炎作用、杀菌作用、抗动脉硬化作用、降低血糖作用等[徐光宪.稀 土.北京冶金工业出版社.1995. 12. ZL 031284213]，利用稀土元素的生物学效应制 备的药物在临床上得到了应用。目前，人们又将稀土元素用于抗流感病毒的药物[专利申 请号031271480，公开号CN1493277A]、抗SARS病毒的药物[ZL03146172]、抗艾滋病毒的药 物[ZL021284458]及肾结石治疗药物[ZL028085574]等新领域。另外，在农业生产中，人们将稀土元素作为植物生长调节剂[ZL 031120342]、植物 营养液[ZL0211324603, ZL2003101019793]、饲料添加剂[ZL 200310115830. 0]、肥料[ZL 021223815]应用，达到增产增收的作用，同时表明稀土元素可被人体安全摄入。稀土元素在钢铁中的研究和应用已经有80多年的历史。由于稀土元素的化学性 质非常活泼，与0、s的化学亲和力强，其添加到钢中后，主要起到净化钢液(脱0、脱S)、变质 夹杂物及微合金化等作用，对钢的性能产生重要的影响。[余宗森.钢中稀土.北京冶 金工业出版社.1982. 5. ZL 03150101. X]。但是，截止目前，还没有人想到将具有药物作 用的稀土元素添加到不锈钢中来开发生物相容性更好的用于外科植入物的不锈钢。稀土元 素在医药、农业、钢铁等领域的应用使本发明的发明人得到了将其应用于不锈钢中来发挥 其生物学性能的启示。本发明中的含La不锈钢，可以用于制作各种外科植入物如冠脉支架、人工关节骨 棒(柄)、骨折固定用骨板及骨钉、牙科的齿冠、义齿种植体及矫形丝等等，也可用于手术器 具、医疗设备、家庭厨房用具、食品容器等其它领域。由于含La不锈钢中的La元素在人体 内应用时可以不断的溶解释放出来，因此，本不锈钢可长期发挥其生物学作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于外科植入物的含稀土奥氏体不锈钢，在不锈钢的 熔炼过程中，将具有抗凝血、抗癌、抗肿瘤和消炎作用的La元素添加到其中，并适当控制其 含量，使其能够在人体内应用期间可持续溶出释放La离子来发挥生物学作用，同时不要造 成毒性、过敏等不良反应，从而使含La不锈钢具有优良的生物相容性和安全性。通常，向钢中添加的稀土元素为混合稀土，并且其添加量不宜过高，以免破坏钢的 组织结构和恶化其性能。然而，将稀土元素与不锈钢相结合来开发新型医用不锈钢，通过含 稀土不锈钢在体内服役过程中发挥稀土元素的生物学作用，以提高医用不锈钢的抗凝血性 能和生物安全性，是本发明首先提出的目标。稀土元素种类的选择及含量的确定是本发明 中最重要的部分。本发明是这样来实现的，其特征是不锈钢中含有加入量为0. 15-0. 50 wt%的La， 并且钢中的S彡0. 005 wt%, P^ 0.01 wt%，加入的La元素以固溶状态及化合物的形式存 在于不锈钢基体中。含稀土奥氏体不锈钢的优选化学成分为: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 加入量为 0. 15-0. 50 wt%、余量为 Fe。还可含有Se、Ge合金元素中的一种或两种，加入量< 1 wt%。本发明的优点是且其浸提液中含有一定浓度的La离子来发挥生物学作用，细 胞毒性评价等级与316L不锈钢相当，满足外科植入物不锈钢的要求，并具有优良的力学性 能。
图1为含La不锈钢的X射线衍射图谱。图2为含La不锈钢的扫描电子显微镜背散射照片。图3为含La不锈钢的金相显微镜照片。
具体实施例方式根据本发明所设定的化学成分范围，在真空感应炉内冶炼了 4炉钢，冶炼过程中 采用氩气保护，纯稀土元素La在出钢前加入。4炉钢全部浇注成尺寸为Φ80πιπιΧ160πιπι、质 量为10 kg的钢锭各一个。另外，为了进行对比，用真空感应熔炼的方法制备了 316L不锈 钢，5炉钢的具体化学成分和稀土 La元素加入量如表1所示。表1实施例含La不锈钢及对比例316L不锈钢的化学成分(wt%)
权利要求
一种用于外科植入物的含稀土奥氏体不锈钢，其特征是不锈钢中含有加入量为0.15 0.50 wt%的La，并且钢中的S≤0.005 wt%，P≤0.01 wt%，加入的La元素以固溶状态及化合物的形式存在于不锈钢基体中。
2.根据权利要求1所述的一种用于外科植入物的含稀土奥氏体不锈钢，其特征是含 稀土奥氏体不锈钢的优选化学成分为: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 加入量为0. 15-0. 50 wt%、余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种用于外科植入物的含稀土奥氏体不锈钢，其特征是还可 含有Se、Ge合金元素中的一种或两种，加入量< 1 wt%。
全文摘要
一种用于外科植入物的含稀土奥氏体不锈钢，不锈钢中含有加入量为0.15-0.50wt%的La，并且钢中的S≤0.005wt%，P≤0.01wt%，加入的La元素以固溶状态及化合物的形式存在于不锈钢基体中。本发明的优点是且其浸提液中含有一定浓度的La离子来发挥生物学作用，细胞毒性评价等级与316L不锈钢相当，满足外科植入物不锈钢的要求，并具有优良的力学性能。
文档编号C22C38/44GK101985724SQ20101052183
公开日2011年3月16日 申请日期2010年10月28日 优先权日2010年10月28日
发明者李政纲, 杨化娟 申请人:南昌航空大学