Blog về Loại thép không gỉ cấp y tế Sử dụng và xu hướng ngành công nghiệp

Trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, việc lựa chọn vật liệu là tối quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sự an toàn của bệnh nhân và kết quả điều trị. Thép không gỉ, một hợp kim carbon thấp, đã trở nên không thể thiếu trong các ứng dụng y tế nhờ khả năng chống ăn mòn vượt trội, dễ làm sạch và tương thích sinh học. Tuy nhiên, không phải tất cả các biến thể thép không gỉ đều phù hợp để sử dụng trong y tế, với những khác biệt đáng kể về thành phần, tính chất và ứng dụng giữa các loại khác nhau.

Thép không gỉ về cơ bản là một hợp kim dựa trên sắt có chứa ít nhất 10,5% crom. Hàm lượng crom này rất quan trọng — nó phản ứng với oxy để tạo thành một lớp oxit mỏng, ổn định, ngăn chặn sự hình thành gỉ. Tỷ lệ phần trăm crom cao hơn sẽ tăng cường khả năng chống oxy hóa. Nhiều hợp kim cấp y tế cũng chứa niken (giúp cải thiện độ dẻo) và molypden (giải quyết những nhược điểm về ăn mòn của niken).

Lớp oxit tự sửa chữa này làm cho thép không gỉ đặc biệt có giá trị trong môi trường y tế, nơi các khuyết tật trên bề mặt có thể chứa vi khuẩn. Các ứng dụng y tế được hưởng lợi từ bề mặt không xốp, tính trơ hóa học và khả năng chịu được quá trình khử trùng lặp đi lặp lại của vật liệu mà không bị suy giảm.

Điều quan trọng cần lưu ý là không có định nghĩa chính thức nào về thép không gỉ "cấp y tế". Sự khác biệt giữa thép tiêu chuẩn và thép phẫu thuật chủ yếu nằm ở khả năng chống ăn mòn. Thép phẫu thuật thường chứa ít nhất 13% crom với các phương pháp xử lý chuyên biệt, trong khi các biến thể cấp cấy ghép có các yêu cầu về thành phần nghiêm ngặt hơn.

• Khả năng chống ăn mòn: Chịu được dịch cơ thể và các quy trình khử trùng
• Tương thích sinh học: Phản ứng bất lợi tối thiểu với mô người
• Khả năng làm sạch: Bề mặt nhẵn ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn
• Độ bền cơ học: Duy trì tính toàn vẹn khi sử dụng lặp đi lặp lại
• Khả năng sản xuất: Có thể được tạo hình chính xác thành các dụng cụ phức tạp

Mặc dù thép phẫu thuật thường được sử dụng cho các cấy ghép tạm thời, nhưng vẫn có những lo ngại liên quan đến hàm lượng niken. Mặc dù thường được coi là không gây dị ứng, nhưng sự ăn mòn và hao mòn có thể giải phóng các ion hoặc hạt niken vào cơ thể. Ngoài ra, thép không gỉ dễ bị ăn mòn kẽ hở — một mối quan tâm đặc biệt đối với các tấm và vít được cấy ghép.

Cả niken và crom đều được phân loại là chất gây ung thư, mặc dù dạng hợp kim của chúng trong thép làm giảm đáng kể rủi ro. Mối nguy hiểm thực tế phụ thuộc vào:

• Dạng và cấu hình vật liệu
• Số lượng phơi nhiễm
• Con đường phơi nhiễm

Đối với các cấy ghép vĩnh viễn, các lựa chọn thay thế không chứa niken như BioDur® 108 tồn tại, trong khi polyme là một lựa chọn khả thi khác trong nhiều ứng dụng.

Hợp kim chủ lực này (18% crom, 8% niken) mang lại khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và được sử dụng rộng rãi cho ống y tế, thùng chứa và đồ đạc trong bệnh viện. Mặc dù không thích hợp cho cấy ghép, nhưng tính trơ hóa học của nó làm cho nó trở nên lý tưởng cho các thiết bị tiếp xúc với chất khử trùng.

Việc bổ sung 2-3% molypden giúp 316 có khả năng chống rỗ vượt trội. Biến thể carbon thấp của nó (316L, ≤0,03% carbon) đáp ứng các tiêu chuẩn ASTM F138/F139 cho cấy ghép, có khả năng hàn và chống ăn mòn được tăng cường. Hàm lượng niken 10-15% mang lại khả năng tạo hình đặc biệt trong khi vẫn duy trì các đặc tính không từ tính.

Với 12-14% crom, loại thép martensitic này có thể được xử lý nhiệt đến độ cứng cao, làm cho nó trở nên lý tưởng cho các dụng cụ phẫu thuật. Tuy nhiên, khả năng chống ăn mòn của nó chỉ giới hạn ở các ứng dụng không cấy ghép.

Đôi khi được gọi là "thép lưỡi dao cạo", hợp kim martensitic carbon cao này tồn tại ở các biến thể 440B và 440C. Mặc dù khó gia công sau khi làm cứng, nhưng khả năng giữ cạnh đặc biệt của nó phù hợp với các dụng cụ cắt chính xác.

Hợp kim làm cứng kết tủa này (17% crom, 4% niken) mang lại khả năng chống mài mòn vượt trội cho các dụng cụ phẫu thuật. Các tính chất cân bằng của nó giảm thiểu sự cong vênh trong quá trình chế tạo trong khi vẫn duy trì khả năng chống ăn mòn tương đương với thép 304.

Sự phát triển của thép không gỉ y tế tập trung vào việc phát triển các hợp kim có độ bền cao hơn, cải thiện khả năng tương thích sinh học và các đặc tính kháng khuẩn. Các kỹ thuật sản xuất tiên tiến cho phép chế tạo dụng cụ chính xác hơn, trong khi sự kết hợp vật liệu có thể mang lại các đặc tính hiệu suất vượt trội cho các thiết bị y tế thế hệ tiếp theo.