[发明专利]具有抗菌性的医用不锈钢及其制备方法

说明书

本发明属于不锈钢技术领域，具体涉及具有抗菌性的医用不锈钢及其制备方法，按重量百分比计，该不锈钢的化学成分如下：C:0.05—0.07、Mn：1‑3、Cr:15—22、Ti：0.5—1、Mo：0.8—1，N：0.3—0.4、Cu：3—5、P＜0.03、S＜0.03、Ag：2‑3，余量为铁，钢中杂质元素含量符合医用不锈钢国家标准中的相应要求，具有比较好的抗菌效果，满足医疗用途。

技术领域

本发明属于不锈钢技术领域，具体涉及具有抗菌性的医用不锈钢及其制备方法。

背景技术

不锈钢因具有优异的强韧性及抗弯曲疲劳强度、良好的加工性能、成本低廉等优势，广泛应用于人工关节(骻、膝、肩、踝、肘、腕、指关节等)、骨创伤产品(髓内钉、钢板、螺钉等)、脊柱矫形内固定系统等骨科植入物产品，以及口腔正畸产品(托槽、带环、矫治弓丝、支抗用种植体)和心血管支架等介入治疗器械产品等医疗器械。316L、317L、304等是医用不锈钢中的典型代表。然而，作为常见的术后并发症，有关医用不锈钢等医疗器械引发的细菌感染已经成为21世纪医学领域内亟待解决的重要问题之一。据统计，美国骨科植入物相关感染的年发病率达到4.3％左右。根据世界卫生组织(WHO)颁布的《院内感染防治实用手册》中的有关数据，每天全世界有超过1400万人在遭受院内感染的痛苦，其中60％的细菌感染与使用的医疗器械有关。骨科等术后感染会直接造成患者伤口经久不愈，经常会导致手术失败，甚至导致慢性骨髓炎等并发症，不仅给患者带来了巨大的身心痛苦和沉重的经济负担，也会对医院和社会等造成不同程度的负面影响。因此研究开发自身具有细菌抗感染功能的新型医用材料，以消除或减少相关医疗器械引发的细菌感染性疾病具有重要的社会经济意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供具有抗菌性的医用不锈钢及其制备方法，具有比较好的抗菌效果，满足医疗用途。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

具有抗菌性的医用不锈钢，按重量百分比计，该不锈钢的化学成分如下：C:0.05—0.07、Mn：1-3、Cr:15—22、Ti：0.5—1、Mo：0.8—1，N：0.3—0.4、Cu：3—5、P＜0.03、S＜0.03、Ag：2-3，余量为铁，钢中杂质元素含量符合医用不锈钢国家标准中的相应要求。

优选的，按重量百分比计，该不锈钢的化学成分如下：C:0.05、Mn：2、Cr:22、Ti：1、Mo：1、N：0.4，Cu：5、P＜0.03、S＜0.03、Ag：3，余量为铁。

优选的，按重量百分比计，该不锈钢的化学成分如下：C:0.07、Mn：3、Cr:15、Ti：1、Mo：1、N：0.3，Cu：3、P＜0.03、S＜0.03、Ag：2，余量为铁。

优选的，所述的在不锈钢的表面覆盖有TiO2薄膜。

具有抗菌性的医用不锈钢的制备方法，包括如下热处理步骤：

步骤1，按如下配比准备原料：C:0.05—0.07、Mn：1-3、Cr:15—22、Ti：0.5—1、Mo：0.8—1，N：0.3—0.4，Cu：3—5、P＜0.03，S＜0.03、Ag：2-3、其余为铁，将铁以及C、Mn、、Cr、、Ti、、Mo、N、Cu、、P、S完全熔融为钢水后，向钢水中吹入氮气；

步骤2，步骤1的钢水在1000—1100℃保温1—1.5h，使不锈钢中的铜充分溶解，然后冷却至室温，使不锈钢中的铜处于过饱和状态；重新加热前述不锈钢至680-780℃并保温4-5小时，使过饱和的铜从不锈钢中析出足够量的富铜相，富铜相在不锈钢基体中均匀和弥散分布；

步骤3，再次将钢水加热至1050—1100℃，加入Ag，保温2—3h，随后冷却至室温，不锈钢取出后进行淬火处理；

步骤4，经步骤3处理的不锈钢再经两次回火处理，随空冷后取出不锈钢；