本发明专利技术提供了一种血管支架用高氮奥氏体不锈钢材料，所述不锈钢其化学成分组成及重量百分比为：Cr：16～20%，Mn：12～20%，Mo：1～3%，Cu：0.5～2%，Ni≤0.05%，N：0.7～1.2%，W：0.5～8%，RE：0.05-0.5%，C≤0.08%，Si：0.3～4%，S≤0.010%，P≤0.02%，Fe：余量；其中RE为稀土元素；其中RE为稀土元素。本发明专利技术高氮不锈钢主要用于血管支架的加工，通过加铜、氮和稀土元素提高不锈钢的血液相容性，通过加入钨合金提高不锈钢的密度，该不锈钢具有在X射线下优良的可视性，同时不含潜在毒性镍元素，还可用在外科植入物、医疗器械、食品餐饮器械、首饰及其它与人体经常接触的不锈钢产品方面，也可应用于化工、环保等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于合金领域，特别提供一种血管支架用高氮奥氏体不锈钢。
技术介绍
动脉粥样硬化是近年来威胁人类健康的常见疾病，冠状动脉内支架手术是冠状动脉粥样硬化性心脏病患者血运重建的一种非常重要的方法。如今冠状动脉支架术后再狭窄的问题随着药物洗脱支架(drug-eluting stents, DES)的出现得到很大程度的改善,但是药物洗脱支架由于血管内皮化不全或延迟导致的中远期支架内血栓有可能再次增加支架内再狭窄的发生几率。目前普遍认为，血管支架内再狭窄主要是血管内膜受到支架的机械刺激后诱导平滑肌细胞的迁移和过度增殖所致。虽然药物洗脱支架借助药物改善和推迟了内膜增生，降低了术后再狭窄率，但是支架表面药物释放后支架网格对内皮组织的机械刺激持续存在，而且残留的高分子材料以及来自支架金属自身腐蚀溶出的金属离子(如镍、锰、钥等)可能会加强这种刺激。因此降低或减少支架对内膜组织的刺激一直是支架制造厂商和临床医生关心的重要问题。因此发展新型支架用材料，减少或去除其中对内膜组织有刺激或过敏等副作用的金属元素，同时添加有益血管组织的合金化元素来提高其生物相容性，能够从根本上降低支架材料对血管内膜组织的刺激。目前采用高强度的合金或不锈钢加工的精细网丝的支架已经在临床获得应用，并表现出优良的性能，网丝尺寸平均在70 μ m，但是细网丝支架带来的问题就是支架在X射线下的可视性较差，所以提高支架材料的密度至关重要。医用高氮无镍不锈钢经过了近20年的研究与发展，目前已经有2种外科植入用高氮无镍奥氏体不锈钢列入美国ASTM材料标准中(ASTM F2229-02, F2581-07)，并开始应用于临床，主要是骨科领域。在国内中国科学院金属研究所率先开展了氮强化奥氏体无镍不锈钢的研究，授权专利是“一种医用植入奥氏体不锈钢材料”(专利号:03110896.2)，所保护的医用无镍奥氏体不锈钢氮含量在0.4% 0.7% (质量含量)，但是其奥氏体稳定性较差，而且其密度仅7.7kg.m_3，加工成细网丝支架后的可视性较差。因此特别针对血管支架加工使用的高密度高强度的高氮奥氏体不锈钢的研发势在必行。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供了一种具有优良的血液相容性和X射线下良好可视性的血管支架用高氮奥氏体不锈钢材料，该材料在现有高氮无镍不锈钢的基础上添加对血管组织有益的稀土 RE元素、硅元素、铜元素和氮元素来提高不锈钢的血液相容性，同时添加高密度钨元素提高不锈钢的密度来增加不锈钢在X射线下的可视性，且不含毒性镍元素。本专利技术具体提供了一种血管支架用高氮奥氏体不锈钢，其特征在于:所述不锈钢其化学成分组成及重量百分比为:铬Cr: 16 20%，锰Mn:12 20%，钥Mo:1 3%，铜Cu:0.5 2%，镍 Ni ( 0.05%,氮 N:0.7 1.2%,钨 W:0.5 8%，RE:0.05-0.5%,碳 C ≤ 0.08%,硅S1:0.3 4%，硫S≤0.010%，磷P≤0.02%，铁Fe:余量；其中RE为稀土元素。优选为铬 Cr: 16 18%，锰 Mn: 14 16%，钥 Mo:1 2%，铜 Cu:0.75 1.5%,镍 Ni ( 0.05%,氮 N:0.8 1.0%,钨 W:2 4%，RE:0.05-0.2%,碳 C 彡 0.03%,硅 Si:0.5 2%，硫 S 彡 0.010%,磷P < 0.02%，铁Fe:余量。本专利技术所提供的无镍高氮奥氏体不锈钢中，为了避免镍元素的潜在致敏和致癌等危害，考虑到冶金原料中镍的残余含量，本专利技术高氮奥氏体不锈钢中控制镍Ni ( 0.05%。本专利技术所提供的无镍高氮奥氏体不锈钢，为了保证优良的力学性能和耐蚀性能，特别是冷加工性能，严格控制合金中的碳含量，本专利技术高氮奥氏体不锈钢中碳含量最好控制在 CS0.08%。本专利技术所提供的高氮奥氏体不锈钢含有氮元素，首先氮是稳定奥氏体组织的合金元素，氮的奥氏体化能力大约是镍的20-30倍。为保证钢的单一稳定奥氏体结构、优良的力学性能和高的耐蚀性，氮含量应控制在0.7%以上，其次合金中的氮元素在人体内是宏量元素，而且腐蚀过程形成的NH4+或NH3,少量的NH3或NH4+可以水解形成局部弱碱性环境而提高其生物相容性和血液相容性。根据化学反应3N0+2NH3<^>5N+3H20,氮原子和水反应除了生成NH3外，还可以生成NO，而NO与心血管疾病关系密切，NO可促进血管舒张，防止动脉粥样斑块和硬化的形成和发展，NO也可抑制血小板的活化和聚集，被称为内源性血小板聚集和粘附抑制物，其作用机制与扩血管作用相似。本专利技术中较高的的氮含量有助于不锈钢表面钝化层在缓慢腐蚀过程中，形成NO或NH3等氮化物改善植入物部位的生物相容性。但是合金中过多的氮影响合金的冷热加工性能，因此考虑到冶金学因素及对冷加工性及冷成形性能的影响，本专利技术高氮奥氏体不锈钢中氮含量控制在0.7 1.2%。本专利技术所提供的高氮奥氏体不锈钢含有铬元素，在生物医学上，铬是一种必需的微量元素。三价铬是人体必需的，具有重要的营养作用，胰岛素发挥作用时需要铬参加。铬参与调节脂肪和胆固醇的代谢，微量的铬可以预防动脉硬化，恢复血管壁弹性。同时铬是高氮不锈钢具有耐蚀性最主要的合金元素，在氧化介质中，铬能使合金表面上迅速生成氧化铬(例如Cr2O3)的钝化膜，提高不锈钢的耐蚀性。由于铬是不锈钢中主要的耐蚀元素，而且也提高合金中氮的溶解度，考虑到铬是 铁素体形成元素，本专利技术高氮奥氏体不锈钢中铬含量控制在16 20%。本专利技术所提供的高氮奥氏体不锈钢含有锰元素，首先合金中的锰是人体必需的微量元素，锰在动植物及人体内均有重要的作用，是酶的辅因子，可促进维生素合成，锰参与蛋白质的合成代谢，还能激活DNA聚合酶等。Mn离子还可以通过与Ni离子竞争靶细胞(如自然杀伤细胞NKC)上的受体，抑制致敏Ni离子的吸收，从而改变镍离子所致的亚细胞破坏等。其次合金中的锰元素是奥氏体形成元素，具有强烈稳定高氮不锈钢奥氏体基体的作用。在本专利技术不锈钢中锰元素另一重要的作用是增加钢中氮的溶解度，考虑到合金中的氮含量，本专利技术高氮奥氏体不锈钢中锰含量控制在12 20%。本专利技术所提供的高氮奥氏体不锈钢含有钥元素，首先作为外科植入用合金，钢中的钥同时也是一种重要的人体必需微量元素，钥元素对人体的心血管具有特殊的保护作用。其次钥加入高氮不锈钢中主要用来提高钢的耐蚀性特别是耐点蚀及缝隙腐蚀等性能。考虑到钥是铁素体形成元素，本专利技术高氮奥氏体不锈钢中钥含量控制在I 3%。本专利技术所提供的高氮奥氏体不锈钢含有铜元素，首先铜是较弱的奥氏体化元素，还适当提高耐蚀性。其次铜是一种重要的人体必需微量元素，铜是构成通栏蛋白的重要成分，参与铁的代谢和抗氧化。而且铜对心血管系统有重要的作用，铜对心脏和动脉中主要结缔组织的形成是必不可少的，铜是使心脏和动脉壁富有弹性的纤维物质和弹性硬蛋白形成酶的组成部分。同时铜离子还有一定的广谱抗菌功能，少量的铜元素还可以提高不锈钢的耐蚀性和冷成型性能，铜在含镍奥氏体不锈钢中可以和镍形成固溶体而存在，但是在高氮无镍不锈钢中缺乏和铜形成固溶体的合金元素，铜的溶解度有限，严重影响其热加工性能，考虑到高氮无镍不锈钢中铜含量若高于2%就会明显影响钢的可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种血管支架用高氮奥氏体不锈钢，其特征在于：所述不锈钢其化学成分组成及重量百分比为：铬Cr：16～20%，锰Mn：12～20%，钼Mo：1～3%，铜Cu：0.5～2%，镍Ni≤0.05%，氮N：0.7～1.2%，钨W：0.5～8%，RE：0.05?0.5%，碳C≤0.08%，硅Si：0.3～4%，硫S≤0.010%，磷P≤0.02%，铁Fe：余量；其中RE为稀土元素。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：任伊宾，王青川，邵传伟，肖克沈，杨柯，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：
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