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高氮无镍不锈钢接骨板的轻量化设计及生物力学研究——空心结构的影响
临床应用的高氮奥氏体不锈钢具有优良的力学性能、腐蚀性能和生物相容性,特别是其强度达到医用316L不锈钢强度2倍左右,但是临床用植入器件并没有充分利用其高强度的优势而进行结构尺寸的优化设计.本文采用有限元方法模拟研究空心结构高氮无镍不锈钢接骨板内孔的数量及孔径变化对弯曲抗力和应力分布的影响规律,结果表明随着孔数和孔径的增加,接骨板的轻量化率呈线性提高,同时三点弯曲时的弯曲抗力也明显降低,均成线性关系,应力分布随着孔的加入逐渐均匀.对于高强度的高氮无镍不锈钢而言,采用三孔结构及孔径为接骨板厚50%的设计,可以实现约15%的轻量化,而且保持较高的抗弯曲性能.同时根据研究结果,建议临床用316L不锈钢接骨板和钛合金接骨板可以采用双孔结构,孔径控制在接骨板厚度的50%以内,能够实现10%左右的轻量化,同时弯曲抗力不明显下降.
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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
本文针对新型医用材料高氮无镍不锈钢与冠脉支架材料L605合金和316L不锈钢的生物相容性展开研究.血液相容性研究结果表明,3种材料均具有良好的抗溶血性能,但高氮无镍不锈钢抗溶血性能明显优于L605合金和316L不锈钢.细胞实验结果表明,相较于L605合金和316L不锈钢,高氮无镍不锈钢可以有效地抑制血管平滑肌细胞增殖,对于降低支架内再狭窄具有重要意义.
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新型高氮无镍不锈钢骨植入材料的体内外生物相容性研究
目的 探讨新型高氮无镍不锈钢(-HNS)骨植入材料的体内外生物相容性,为其临床应用提供安全性方面的科学依据.方法 对HNS开展了细胞毒性、溶血性、遗传毒性(Ames和MLA试验)和致癌性方面的体外实验研究;进一步选择不同的动物评价了其皮内反应、致敏性和急性/亚慢性全身毒性;并以316L医用不锈钢材料为对照,研究兔胫骨内植入4w、12w和26w后HNS材料与骨组织之间的生物相容性.结果 HNS无明显的细胞毒性:无溶血;未诱发鼠伤寒沙门氏菌的体外基因回复突变;未引起体外哺乳动物细胞L5178Y/TK+/-的TK基因突变和染色体诱变;体外细胞转化试验结果为阴性;未引起动物皮肤过敏和皮内反应、不引起小鼠的急性全身毒性反应;亚慢性全身毒性试验中SD大鼠均未见临床全身毒性症状、试验组和对照组之间的体重及主要脏器体重比的差异均无统计学意义(P＞0.05)、血液学和临床生化主要检测指标与对照组之间的差异均无统计学意义(P＞0.05),动物的心、肺、肝、脾、肾、脑等主要脏器均未见异常改变.HNS植入后各期的组织学分析表明:相比316L医用不锈钢,HNS能更明显促进骨种植体周围的新骨形成.结论 新型HNS骨植入材料对生物体全身组织器官无潜在的危害性,生物相容性好,具有临床应用前景.
