一种新型医用高氮无镍不锈钢的生物相容性研究

新型医用无镍不锈钢(BIOSSN4)的细胞毒性评价（作者:___________单位: ___________邮编: ___________）作者：刘莹，韩雪松，战德松，贾红梅【摘要】目的：评价新型医用无镍不锈钢(BIOSSN4)的细胞毒性。

方法：将BIOSSN4的浸提液与体外培养的小鼠成纤维细胞L929接触后，进行MTT实验来评定材料的细胞毒性，并与传统的医用316L不锈钢的生物学性能相比较。

结果：BIOSSN4对细胞增殖的抑制作用小于316L不锈钢组，统计学分析结果显示：两种金属材料与阴性对照组的吸光度值之间的差异无统计学意义(P0.05)，与阳性对照组之间的吸光度值之间的差异有统计学意义(P0.05)。

结论：BIOSSN4无镍不锈钢具有微弱的细胞毒性，符合临床应用要求，为其应用提供了一定的生物学依据。

【关键词】无镍奥氏体不锈钢;细胞毒性;MTT试验AbstractObjective：To test the cytotoxicity of a new nickel free stainless steel(BIOSSN4)and to evaluate its biocompatibility by comparing its cytotoxicity with the traditional316L medicalstainless steel，Au alloy in vitro.Mthod：after mixing the maceration extraction of the materials and the cultures of L929 cells，we evaluated cytotoxicity by using tetrazolium based colorimetric assay.Results：the cytotoxicity of BIOSSN4was weaker than that of 316Lstainless steel.There was no significant difference among the 2 kinds of metal material and the negative control(P0.05)Conclution：the biological safety of BIOSS4 is considerly good.Key wordsnew nickel free stainless steel(BIOSSN4);cytotoxicity;MTT assy医用金属材料在诸多生物材料中，由于具有较高的强度和韧性，适用于修复和置换人体硬组织[1]。

·论著·不同冷变形量高氮不锈钢生物相容性研究马天驰1，刘继辉1，任伊宾2，卢利3，杨柯21.沈阳市口腔医院正畸科，辽宁沈阳110001;2.中国科学院金属研究所，辽宁沈阳110016;3.中国医科大学附属口腔医院口腔外科，辽宁沈阳110053［摘要］目的利用大鼠骨髓基质干细胞比较不同冷变形量高氮不锈钢的生物相容性差异。

方法选取拉伸率分别为0、14%、34%、64%的高氮不锈钢分别设为A、B、C、D组，通过细胞粘附性实验、MTT检测及碱性磷酸酶活性分析比较其生物相容性的不同。

结果随着冷变形量的不断增加，其生物相容性也在不断地提高，表面细胞的碱性磷酸酶活性及吸光度逐渐增大，细胞生长状态良好。

结论高氮钢的生物相容性随着冷变形量的增加而增加。

［关键词］冷变形量;高氮不锈钢;生物相容性;碱性磷酸酶中图分类号:Ｒ318DOIʒ10．16048/j．issn．2095-5561．2019．02．14文章编号:2095-5561(2019)02-0105-04Biocompatibility of high nitrogen stainless steel with different cold deformationMA Tian-chi，LIU Ji-hui，ＲEN Yi-bin，LU Li，YANG Ke(Department of Orthodontics，Stomatology Hospital of Shenyang，Shenyang 110001，China)Abstract:Objective To investigate the biocompatibility of high nitrogen stainless steel with different cold deformation using rat bone marrow stromal stem cells．Methods High-nitrogen stainless steels with tensile rates of0，14%，34%and64%were selected as Group A，B，C and D，respectively，and their biocompatibility was compared by cell adhesion assay，MTT assay and alkaline phospha-tase activity analysis．Ｒesults With the increase of cold deformation，the biocompatibility of the surface cells was also improved.The alkaline phosphatase activity and absorbance of the surface cells were increased，and the cells grew well．Conclusion The biocompati-bility of high nitrogen steel increases with the increase of cold deformation．Key words:Cold deformation;High nitrogen stainless steel;Biocompatibility;Alkaline phosphatase修复由外伤、肿瘤、畸形修复等导致的骨组织缺损是临床工作中面临的巨大问题［1］。

新型医用无镍不锈钢的生物相容性评价刘莹;张文君;韩雪松;战德松【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2015(000)047【摘要】BACKGROUND:BIOSSN4 nickel-free stainless steel is an austenitic medical stainless steel material, which has passed the standard hemolysis test, cytotoxicity assays and sensitization test of the National Institute for the Control of Pharmaceutical and Biological Products. OBJECTIVE:To evaluate theinvitro cytotoxicity and corrosion resistance of a new medical BIOSSN4 nickel-free stainless steel. METHODS:The L929 mouse fibroblasts suspension was seeded in 96-wel plates at a concentration of 1×108 /L, and were divided into five groups. BIOSSN4 nickel-free stainless steel extract, 316L stainless steel extract, gold aloy extract, lead material extract (positive control) and RPMI1640 medium (negative control) were added respectively. After 1, 2 and 3 days of culture, cel morphology was observed. The absorbance value in each group was determined using MTT assay. The relative cel proliferation rate was calculated. Toxicity grading was evaluated. In the simulated oral environment, the eletric potential of corrosion, current density of corrosion and polarization resistance of BIOSSN4 no-nickel stainless steel, 316L stainless steel and gold aloy were determined. RESULTS AND CONCLUSION:Within 3 days of culture, in lead material extract group, cels shrunk; the number of cels significantlyreduced; the relative growth rate was lower than that in the other four groups (P < 0.05). In the other four groups, the cel morphology was good, and the relative growth rate was over 75%. The toxicity of BIOSSN4 nickel-free stainless steel extract, 316L stainless steel extract and gold aloy extract was grade 1. The toxicity of lead material extract was grades 2-3. These results demonstrate that BIOSSN4 nickel-free&nbsp;stainless steel has good biocompatibility. The corrosion resistance of BIOSSN4 nickel-free stainless steel is higher than that of the 316L stainless steel but lower than that of the gold aloys.%背景：BIOSSN4无镍不锈钢是一种奥氏体医用不锈钢材料，在中国药品生物制品检定所通过了标准的溶血实验、细胞毒性实验和致敏实验。

医用无镍不锈钢的血液相容性的研究的开题报告
一、选题背景
在现代医疗技术中，使用无菌医用器械和医用设备已成为医疗中不可或缺的组成部分。

而医用无镍不锈钢作为新型医用材料，由于其稳定性强、耐腐蚀性好等优点受到了广
泛的关注和应用。

在血液接触应用方面，医用无镍不锈钢的血液相容性显然成为了目
前研究的热点之一。

二、研究目的
本研究的主要目的是探究医用无镍不锈钢的血液相容性，并通过实验研究掌握其表面
形貌和表面化学性质对血液的影响，为优化无菌医用器械和医用设备的设计和制造提
供理论和实践依据。

三、研究内容
1. 文献综述：对现有文献进行搜集和分析，了解国内外针对医用无镍不锈钢血液相容
性研究的历史、现状和发展方向。

2. 实验设计：采用生物相容性测试方法，通过医用无镍不锈钢表面形貌和表面化学性
质的实验测试，研究其与血液接触的相关性，并确定不同表面形貌和表面化学性质对
血液反应的影响。

3. 数据分析：通过对实验结果的统计分析和数据处理，探究医用无镍不锈钢的血液相
容性和对血液的影响机制。

四、研究意义
血液相容性是医用器械和医用设备的重要性能之一，而医用无镍不锈钢的血液相容性
研究将在医疗设计中具有重要的应用价值，有助于为新型医用器械和医用设备的设计
和材料选取提供可靠的理论和实践依据，推动我国医用无镍不锈钢的研发和应用。

医用高氮无镍奥氏体不锈钢（BIONFSSN4）的生物安全性任伊宾，杨柯中国科学院金属研究所针对含镍医用不锈钢（如316L不锈钢）在临床使用过程中存在的镍危害及氮在钢中的有益作用，中国科学院金属研究所研究开发出新型的医用高氮无镍奥氏体不锈钢（授权专利：ZL 03110896.2），该不锈钢新材料是在现有医用奥氏体不锈钢Fe-18Cr-14Ni-3Mo（参见标准GB4234和ISO5832-1以及ASTM F138,139）的化学成分基础上，采用氮元素（0.6%以上）和锰元素（从小于2%提高到15%）共同替代具有潜在毒副作用的镍元素（从14%降到小于0.1%，属原材料带入）的成分设计思想，开发出的Fe-17Cr-15Mn-3Mo-N型医用高氮无镍奥氏体不锈钢（BIONFSSN4）。

目前国内还没有形成医用高氮无镍奥氏体不锈钢的相应产品和标准，国外只有美国CARPENTER公司开发生产的108合金是一种商品化的外科植入用高氮无镍不锈钢（参见美国ASTM F2229），其也是一种Fe-Cr-Mn-Mo-N型高氮无镍奥氏体不锈钢，目前已在骨科等医疗器械中得到应用。

从金属所开发的BIONFSSN4不锈钢化学成分设计的生物安全性角度考虑，可通过与美国的108合金及国标规定的医用奥氏体不锈钢的化学成分进行对比来进行评估，见表1。

BIONFSSN4不锈钢与108合金相比，其中的主要合金元素铬含量（17-19%）和锰含量（14-16%）均低于108合金中的铬含量（19-23%）和锰含量（21-24%），钼含量（2-4%）与现有国标规定的含镍医用不锈钢中的钼含量相同，但略高于108合金中的钼含量（1-1.5%），碳含量（不大于0.03%）和氮含量（0.6-0.8%）均低于108合金中的碳含量（不大于0.08%）和氮含量（0.85-1.1%），较低的碳含量和氮含量更有利于高氮无镍不锈钢的冷热加工和成型。

由此可见，金属所开发的高氮无镍奥氏体不锈钢中的合金元素含量均在现已临床应用的医用不锈钢（合金）的生物安全成分范围之内。

国产新型高氮不锈钢耐腐蚀性能研究
贾静焕;詹中伟;孙志华;赵明亮;盛伟
【期刊名称】《电镀与涂饰》
【年(卷),期】2024(43)2
【摘要】[目的]高氮不锈钢具有高强韧、抗疲劳、耐磨损、耐腐蚀等优点,在航空航天、机械制造、石油化工和海洋工程领域备受关注。

国内在研发高氮不锈钢过程中主要关注其制备工艺、组织结构及力学性能,耐蚀性方面的研究较少。

[方法]在不同温度(280、595和630°C)下对国产30Cr15Mo1N高氮不锈钢材料进行回火处理,得到二次析出相尺寸不同的组织。

通过电化学测试、浸泡腐蚀试验和中性盐雾试验,结合形貌分析,研究了高氮不锈钢的二次析出相对其耐蚀性的影响。

[结果]随回火温度升高,30Cr15Mo1N高氮不锈钢中的二次析出相增加、尺寸增大。

280℃回火处理的30Cr15Mo1N高氮不锈钢在不同介质中的腐蚀速率最低,具有最优异的耐电化学腐蚀和盐雾腐蚀性能。

[结论]析出相对30Cr15Mo1N高氮不锈钢的腐蚀行为具有重要影响,析出相尺寸增大对其耐蚀性不利。

【总页数】7页(P84-90)
【作者】贾静焕;詹中伟;孙志华;赵明亮;盛伟
【作者单位】中国航发北京航空材料研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TG172
【相关文献】
1.新型高氮无镍不锈钢与L605合金及316L不锈钢生物相容性对比研究
2.一种新型高氮奥氏体不锈钢高周疲劳性能的研究
3.钨含量对新型高铬锰氮双相不锈钢Cr29Mn12Ni2N0.6Wx组织和性能的影响
4.一种新型高氮奥氏体不锈钢高周疲劳性能的研究
5.超级高氮奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能及氮的影响
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

溶血试验评价奥氏体无镍不锈钢生物相容性（作者:___________单位: ___________邮编: ___________）【摘要】目的：通过溶血试验初步评价奥氏体无镍不锈钢的生物相容性。

方法:首先制备半径5 mm、厚1 mm奥氏体无镍不锈钢金属片。

将金属试件放入试管中，试管中加入10 ml生理盐水，另取2个试管做对照组，阴性对照组：10 ml生理盐水，阳性对照组：10 ml蒸馏水。

每个试管中加入人稀释抗凝血0.2 ml，水浴后测定各管吸光度。

按下式计算溶血率：溶血率=(样品吸光度-阴性吸光度)/(阳性吸光度-阴性吸光度)。

结果:奥氏体无镍不锈钢试件的溶血率为3.831%，小于5%。

结论:奥氏体无镍不锈钢不会引起人的急性溶血。

【关键词】奥氏体无镍不锈钢;生物相容性;溶血试验;溶血AbstractObjective：To preliminarily evaluate the biocompatibility of austenitic nickel free stainless steel with in haemolysis test.Methods：First austenitic nickel free stainless steel was made into wafers of5mmdiameter and 1mm thickness.Then the material was put separately in the cuvette with10ml physiological saline solution as the test group，while those in the cuvette with10ml distilled water or10ml physiological solution were taken as the positive control group and the negative control group.The human blood(0.2ml)was added into each cuvette.Haemolysis rate was measured according to the formula of (the absorbance value of austenitic nickel free stainless steel the absorbance value of negative control group)/(the absorbance value of positive control group the absorbance value of austenitic nickel free stainless steel).Results：haemolysis rate of the austenitic nickel free stainless steel was 3(831%，which was lower than5%.Conclusion：the austenitic nickel free stainless steel will not induce acute haemolysis.Key wordsaustenitic nickel free stainless steel;biocompatibiliby haemolysis口腔临床的修复治疗与材料学密不可分。

医用高氮无镍不锈钢的研究及应用现状作者：任伊宾来源：《新材料产业》 2015年第7期文/任伊宾中国科学院金属研究所医用不锈钢是最早开发应用的医用金属材料之一，其加工性能优异、制造技术成熟、价格低廉，因而在临床上被广泛应用于加工各种器件或植入件。

医用不锈钢的发展一直和工业不锈钢的发展同步，不锈钢在1913年发明后，304不锈钢在1926年就开始用作人体骨科植入材料，同时随着耐蚀性更好的316不锈钢的发明，临床上从20世纪50年代开始用316不锈钢逐渐取代了304不锈钢。

在20世纪60年代，冶金技术的进步使316不锈钢中的碳（C）含量降低到0.03%以内，不仅解决了不锈钢的晶间腐蚀问题，而且具有优异的生物相容性，从此超低碳的316L不锈钢在医学领域被广泛应用[1]。

近几十年由于氮（N)能显著提高不锈钢的力学性能和耐蚀性，氮强化的医用不锈钢以及无镍(Ni）的高氮不锈钢也开始应用于临床。

目前用于临床的医用不锈钢按其组织主要包括医用马氏体不锈钢、医用奥氏体不锈钢和少量医用沉淀硬化型不锈钢3种类型，其中医用马氏体不锈钢和沉淀硬化型不锈钢具有高硬度和高强度，多用于制作外科手术器械，而医用奥氏体不锈钢具有良好的力学性能、耐腐蚀性能和优良的生物相容性，已经广泛应用于医疗领域，316L不锈钢为其典型代表。

目前，以316L或317L为代表的医用奥氏体不锈钢被广泛用来制作各种人工关节、骨折内固定器械和心血管支架等高端医疗器械产品。

但是医用不锈钢植入人体以后，由于不可避免的微量腐蚀或磨损，必然使其中含有的金属离子溶出，可能引起水肿、过敏、感染、组织坏死等不良组织学反应[2]。

其中316L不锈钢中含镍10%以上，临床研究已经证明，医用金属材料中镍离子的溶出，除引起致敏和发炎反应外，还可能会诱发肿瘤或血栓的形成[3]。

因此近年来，除了继续优化冶金制备技术和表面改性技术来改善和解决现有医用不锈钢临床应用问题外，研究开发新型医用无镍不锈钢已经成为医用不锈钢主要的发展趋势。