耐用耐腐蚀医疗器械必备关键金属材料

如今，医疗器械合同制造是蓬勃发展的行业。医疗设备采用特定金属制造，确保设备长期正常工作，无腐蚀风险或受周围环境影响，因这可能影响患者康复。

若您是医疗产品开发者或医疗环境用设备开发者，需谨慎选择制造材料。通常，对最高强度和耐用性有要求的应用，金属常比塑料或其他材料更受青睐，特别是承受巨大机械应力的工具或作为替代关节时。

此外，除纯机械性能外，医疗环境用金属还必须满足大多数其他产品无法达到的特定标准。例如，在人体组织或体液存在时，可能需要无毒。或需抵抗清洁化学品（如洗涤剂和酒精）。植入体用金属除无毒外，还必须无磁性和耐腐蚀。

理解这些材料差异及每种金属提供的多种可能性，为设计师选择适合应用的适当牌号或合金提供一定自由度。如今医疗器械和植入式设备制造商可从多种有效金属中选择。

本文研究哪些材料适合制造医疗器械。几种常见金属和合金已成为不可或缺之选。

不锈钢

将金属零件集成到医疗器械设计指令时，通常选择300系列不锈钢之一。

这些合金实际上无腐蚀。可制造从反光到哑光的各种表面光洁度；提供优异机械和物理性能；且易于冷成型或加工成不同零件。

不锈钢合金由17%-25%铬和8%-25%镍组成。铬的存在通过在合金表面形成致密、粘附、不可见的氧化铬膜提供一定耐腐蚀性。

不锈钢是许多类型医疗器械的理想材料。无毒、耐腐蚀、耐用，可抛光至极细表面易于清洁。

用于医疗植入体和身体穿刺最常见不锈钢为316和316L，耐腐蚀性高。这很重要，因血液中腐蚀可导致感染甚至死亡。许多人对镍过敏，因此可用低镍不锈钢替代。

大多数手术工具由440不锈钢制成。耐腐蚀性不如316，但含碳量高，可热处理制造极锋利切削刃。

也可用于镊子、止血钳等手术工具，要求耐用、易清洁消毒。此外，不锈钢网有时用于血管内支架。

钛

常用金属材料中，钛是制造医疗器械最受欢迎金属之一。除内用医疗设备外，还用于制造外用设备，如手术器械、牙科设备、骨科设备。纯钛最惰性、最贵——通常用于超高可靠性零件或手术后留在患者体内的零件。钛现在是不锈钢常见替代品，可制造骨支撑和骨替代物。强度耐用性与不锈钢相当，同时重量更轻，具有优异生物相容性。包括替代关节、起搏器外壳等金属植入体。

有专门用于制造医疗器械的医用级钛合金。Ti-6Al-4V ELI和Ti-6Al-4V是由4%钒和6%铝组成的合金。钛合金与人体和谐结合，非常适合医疗器械制造。钛合金也可制成各种穿刺件不足为奇。

医疗器械用其他钛类型包括Gr.23和Gr.5，为特定医疗器械制造商使用的特殊牌号。Ti-6Al-4V ELI和Ti-6Al-4V常用于制造牙种植体和牙科设备，主要因其高抗断裂性。

铜钛也耐细菌，是手术设备理想选择，因暴露于细菌无需担心污染，可安全用于发射辐射的设备。

铝

虽极少直接接触人体，但铝常用于各类支撑设备，要求轻、强、耐腐蚀。例子包括床架、轮椅、拐杖、骨科支架、输液架。因原生铝易生锈氧化，铝零件通常需喷漆或阳极氧化提高耐用性。

铌

铌是当今医疗设备用难熔特种金属之一。铌高度惰性和生物相容。除高导热、高导电等宝贵特性外，常用于制造起搏器小零件。钽是高多孔难熔金属，促进骨生长并粘附其上，故可用于骨存在处的植入体。该材料也用于诊断标记带。但因成本和稀有性，钽常作为复合材料使用。

钨

钨也常用于医疗设备，如微创腹腔镜和内窥镜手术用管。除提供机械强度外，钨还可用于需要不透射线场合，主要用于荧光检查应用。钨密度大于铅，也可作为环境无害铅替代品用于辐射屏蔽材料。

镍钛合金

镍钛合金由镍和钛组合制成。因超弹性特性，受力时以可逆方式响应。形状记忆是表达镍钛合金在特定温度下变形，然后暴露于高于转变温度时恢复原形的能力的术语。

因能承受大应变，镍钛合金广泛用作医疗器械设计工程理想材料。用此金属制造的医疗设备包括活检装置、小型抓取工具等。非常适合制造易扩张并扩大到大面积的医疗工具。

因独特性能和轻量化特点，镍钛合金非常适合制造生物医学应用，如钉子、心脏瓣膜工具、复杂间隔装置、骨锚、心脏瓣膜装置、各种植入体。

也可用于制造乳腺肿瘤定位的可定位标记和诊断线。这些设备因在乳腺癌诊断治疗中创伤小而受青睐。