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

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《2024年氮含量对核级316LN钢热变形过程中力学特性的影响》范文

《2024年氮含量对核级316LN钢热变形过程中力学特性的影响》范文

《氮含量对核级316LN钢热变形过程中力学特性的影响》篇一一、引言在核工业中,材料的选择对于保证设备安全运行至关重要。

316LN不锈钢以其卓越的耐腐蚀性、高强度和良好的加工性能被广泛应用于核能设备。

而氮含量作为其重要的合金元素之一,对316LN钢的力学特性、尤其是热变形过程中的力学特性有着重要的影响。

本文将详细研究氮含量对核级316LN钢热变形过程中力学特性的影响。

二、材料与实验方法2.1 材料选择实验所采用的核级316LN钢具有高纯度、高均匀性和良好的加工性能,适合用于核能设备。

本实验选取了不同氮含量的316LN钢样品进行对比研究。

2.2 实验方法实验过程中,采用热模拟技术对不同氮含量的316LN钢进行热变形处理。

通过控制加热温度、保温时间和变形速率等参数,观察并记录材料的力学特性变化。

三、氮含量对核级316LN钢热变形过程中力学特性的影响3.1 抗拉强度与屈服强度实验结果表明,随着氮含量的增加,核级316LN钢的抗拉强度和屈服强度均有所提高。

这主要是由于氮元素的加入,使得钢中的固溶强化作用增强,晶界强度提高,从而提高了材料的力学性能。

3.2 延伸率与冲击韧性氮含量的增加对核级316LN钢的延伸率和冲击韧性有一定影响。

适量的氮含量可以提高材料的延伸率和冲击韧性,但过高的氮含量可能会导致材料脆化,降低延伸率和冲击韧性。

因此,在保证材料其他性能的前提下,需要合理控制氮含量。

3.3 加工硬化行为氮含量对核级316LN钢的加工硬化行为有显著影响。

随着氮含量的增加,材料在热变形过程中的加工硬化现象更为明显。

这主要是由于氮元素的加入使得材料在变形过程中产生了更多的位错和亚结构,导致加工硬化现象加剧。

然而,合理的氮含量可以提高材料的抗变形能力,有利于提高材料的力学性能。

四、结论通过对不同氮含量的核级316LN钢进行热变形处理,我们发现氮含量对材料的力学特性有着显著的影响。

适量的氮含量可以提高材料的抗拉强度、屈服强度、延伸率和冲击韧性,有利于提高材料的力学性能。

新型医用无镍不锈钢的生物相容性评价

新型医用无镍不锈钢的生物相容性评价

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。

316L不锈钢表面纳米化组织与性能研究的开题报告

316L不锈钢表面纳米化组织与性能研究的开题报告

316L不锈钢表面纳米化组织与性能研究的开题报告一、选题背景与意义316L不锈钢是一种具有优异耐腐蚀性的金属材料,在应用领域广泛,如化工、海洋工程、医疗器械等领域。

然而,由于其表面易积聚杂质和微生物,易被污染和侵蚀,影响其长期运行和使用寿命。

因此,研究如何提高316L不锈钢表面的抗腐蚀和抗微生物附着性能,具有重要的理论和实际意义。

目前,针对316L不锈钢表面改性的研究多集中在涂覆、化学改性等方面,这些方法虽然能够一定程度地提高表面性能,但涂层脱落、附着不牢等问题仍然存在。

近年来,纳米技术的发展为材料表面改性带来了新的思路,通过纳米化处理对316L不锈钢表面进行改性,不仅能够提高表面的抗腐蚀性和抗菌性能,而且能够避免涂层脱落等问题,具有广阔的应用前景。

因此,本研究拟采用纳米技术对316L不锈钢表面进行纳米化处理,探究其对表面性能的影响和机理,为实现316L不锈钢表面纳米化改性提供理论和技术支持。

二、研究内容及方法本研究拟采用以下方法开展研究:1. 实验设计:针对316L不锈钢表面纳米化处理进行实验设计,包括纳米化处理工艺参数优化、表面形貌、组织结构、化学成分、耐腐蚀性能和抗菌性能等方面的实验设计与研究。

2. 超声波清洗:对316L不锈钢样品进行超声波清洗,去除表面杂质和污垢,保证处理效果。

3. 纳米化处理:采用常见的纳米化处理方法,如微弧氧化、电沉积等技术,对316L不锈钢表面进行处理。

4. 性能测试:对处理后的316L不锈钢样品进行各种性能测试,如耐腐蚀性能测试、抗菌性能测试、表面形貌和组织结构测试等,分析其对表面性能的影响和机理。

三、预期结果通过对316L不锈钢表面纳米化处理的研究,预计可以得出以下结论:1. 优化纳米化处理工艺参数,得到表面性能较为优异的样品。

2. 纳米化处理能够显著提高316L不锈钢表面的耐腐蚀性能和抗菌性能。

3. 分析其机理,探讨纳米化处理对316L不锈钢表面性能的影响。

中科院金属所成功研发一种新型耐微生物腐蚀双相不锈钢

中科院金属所成功研发一种新型耐微生物腐蚀双相不锈钢

物 的作用 ,因此对其耐蚀性提出了
更 高 的要 求 。 对 海 洋 工 程 装 备 用 不
锈钢而言 ,海水 中的氯离子腐蚀和 微 生 物腐 蚀 一 直是 世 界公 认 的难
题 ,世 界 上 主 要 发 达 国 家 因此 均 设
立 了国家战略项 目支持该领域 的研 究开 发,但是都还没有很好地解决
为0l 2 0 I J A・ c m~。
导下 ,该研 究团队的徐大可和杨春 光近期成功地研 发出一种具 有耐微
生 物 腐 蚀 能 力 的 抗 菌 双 相 不 锈 钢 ( 2 2 0 5 一 C u ) 。研 究 结 果 表 明 ,
2 2 0 5双 相 不 锈 钢 是 海 洋 环 境
性 ,早 在 本 世 纪 初 就 已经 成 功 开 发
锈钢表面上微生物腐蚀所导致 的最 深 点蚀 深度仅为 1 。 4 4 u m。通过极 化 曲线获得 的腐蚀 电流密度结果也
显 示 ,2 2 0 5 一 C u 抗 菌 双 相 不 锈 钢
利 。该项研究得到 了国家重点基础
研 究发展计 划 ( “ 9 7 3 ”计 划 )、
博览 1 成 果简 报
Re vi ew Ac hl ev e m en t s
中 科院金属所成功研发一种新型耐微 生物腐蚀双相不锈钢
由于 海 洋 工 程 装 备 及 结构 件 是 在 苛 刻 的 腐 蚀 性 环 境 下 服 役 ,其水 下 结 构 长 期 受 到 海 水 的 侵蚀 及微 生
研 究证 实 ,导致海洋用金属结
构 件微 生 物腐 蚀 的 主要 原 因就 是 金 属 表 面 细 菌 生 物膜 的 生 成 。 如 果 能
下 目前使用最广泛的双相 不锈钢 , 近年来 出现的关于 海洋细 菌腐蚀 导 致2 2 0 5 双相 不锈 钢 失效 的 报道 已

《2024年氮含量对核级316LN钢热变形过程中力学特性的影响》范文

《2024年氮含量对核级316LN钢热变形过程中力学特性的影响》范文

《氮含量对核级316LN钢热变形过程中力学特性的影响》篇一一、引言随着核能的发展和应用的深入,对核级不锈钢材料的需求也日益增长。

316LN钢作为一种常用的核级不锈钢,其力学性能和微观结构对核设施的安全和稳定性至关重要。

在众多影响其性能的因素中,氮含量是一个不可忽视的参数。

氮元素作为合金元素,对钢的强度、韧性以及热变形过程中的力学特性有着显著的影响。

因此,本文旨在探讨氮含量对核级316LN钢热变形过程中力学特性的影响。

二、氮含量与316LN钢的力学特性氮元素在316LN钢中扮演着重要的角色。

适量的氮元素可以提高钢的强度和硬度,但过量的氮元素则可能对钢的韧性产生不利影响。

在热变形过程中,氮含量对316LN钢的力学特性有着显著的影响。

三、实验方法为了研究氮含量对核级316LN钢热变形过程中力学特性的影响,我们采用了一系列实验方法。

首先,我们选取了不同氮含量的316LN钢样品,通过热模拟试验机进行热变形实验。

在实验过程中,我们记录了不同氮含量下,钢的热变形行为以及其力学特性的变化。

此外,我们还利用扫描电镜和透射电镜观察了钢的微观结构变化。

四、结果与讨论(一)力学特性变化实验结果显示,随着氮含量的增加,316LN钢的抗拉强度和屈服强度均有所提高。

然而,过高的氮含量会导致材料的韧性降低,表现为延伸率和冲击韧性下降。

在热变形过程中,适量的氮含量有助于提高材料的加工硬化能力,但过量的氮则可能导致加工过程中的热裂倾向增加。

(二)微观结构变化扫描电镜和透射电镜观察结果显示,氮含量的变化对316LN 钢的微观结构有显著影响。

适量的氮元素可以促进钢中析出相的形成,从而提高材料的强度和硬度。

然而,过高的氮含量可能导致析出相的粗大化,甚至形成不利于材料韧性的第二相。

五、结论通过对不同氮含量的核级316LN钢进行热变形实验及微观结构观察,我们发现氮含量对材料的力学特性及微观结构具有显著影响。

适量的氮元素可以提高材料的强度和硬度,但过高的氮含量则可能降低材料的韧性。

高氮无镍不锈钢性能研究

高氮无镍不锈钢性能研究

科技与创新┃Science and Technology & Innovation ·22·文章编号:2095-6835(2017)01-0022-02高氮无镍不锈钢性能研究李 达,杨 丽,钟 飞,邬治平(依波精品(深圳)有限公司中心实验室,广东深圳 518054)摘 要:经过工艺、硬度、耐磨性、耐腐蚀性测试,研究新型高氮无镍不锈钢的性能,并与传统316不锈钢对比、分析。

结果表明,与传统316不锈钢相比,新型高氮无镍不锈钢具有无害、制造成本低、综合性能好等优点,具体表现为其硬度值高,耐磨性能好。

但是,它的耐腐蚀性能比316不锈钢差。

关键词:高氮无镍不锈钢;316不锈钢;硬度;耐磨性中图分类号:TF306 文献标识码:A DOI:10.15913/ki.kjycx.2017.01.022近年来,镍价格走高,奥氏体不锈钢的价格不断上涨,降低成本成为企业生存、发展的途径之一。

镍离子是一种潜在的致敏因子,在生物体植入物附近可诱发毒性效应,出现细胞被破坏和发炎反应,对生物体有致畸、致癌的危害。

调查表明,有10%~20%的妇女和2%的男士受镍离子的影响,所以吗,采用以氮代镍,开发高性能无镍不锈钢是手表行业发展的趋势。

目前,市场上不锈钢表壳的生产过程一般为设计模具—采购钢板料—开料—精切、冲孔—反复挤压、清洗、氮化—获得表壳的坯料—后续的CNC加工—打磨—抛光/拉丝/喷砂—电镀—检验—制成品,过程烦琐,生产周期长,成本高。

而采用粉末冶金注射成型高氮无镍不锈钢的方法,不但能够降低成本,提高产品质量,还大大缩短了生产周期。

现阶段,对高氮无镍不锈钢的研究还比较少,因此,本文就高氮无镍的性能与316不锈钢进行对比、分析。

1 试验1.1 试样制备传统316不锈钢试样由市场采集钢板,后经机加工、抛光制得。

高氮无镍不锈钢采用模具设计、制造—制粉—喂料—注射成型—脱脂—烧结—等静压等工艺制得。

制得试样材质经合金分析仪(NITON XL2-800)测得的各元素组成和含量如表1所示。

高氮无镍不锈钢的生物安全性

高氮无镍不锈钢的生物安全性

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。

冠状动脉支架技术发展现状及建议

冠状动脉支架技术发展现状及建议

冠状动脉支架技术发展现状及建议史冬梅;李丹【期刊名称】《科技中国》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】4页(P9-12)【作者】史冬梅;李丹【作者单位】科技部高技术研究发展中心;科技部高技术研究发展中心【正文语种】中文冠心病是一种严重威胁人们健康的心血管类疾病,冠状动脉支架则是一种由金属或高分子材料制成的血管内支撑器,植入能够起到恢复病变部位血流的作用,减少冠心病对病人生命的危害。

本文主要介绍冠状动脉支架技术的国内外发展现状与趋势,并提出我国进一步发展重点和对策建议。

一、关于冠状动脉支架冠心病是冠状动脉粥样硬化性心脏病的简称,该病通常由冠状动脉粥样硬化导致血管腔狭窄或阻塞,或因冠状动脉功能性改变(痉挛)导致心肌缺血缺氧或坏死而引起。

冠状动脉支架则是一种由金属或高分子材料制成的血管内支撑器,可在闭合状态下经导管送至冠脉病变部位,再通过球囊扩张使之展开,从而起到支撑血管壁,恢复病变部位血流的作用。

2017年我国冠脉支架植入量超过110万枚,并且以每年10%左右的速度增长。

然而冠脉支架技术目前仍面临两大挑战,即支架植入后由于血管平滑肌过度增生而导致的支架内再狭窄以及载药支架植入存在的支架晚期血栓。

目前国内外科学家和医疗器械企业的研究重点均集中在相关新材料的研发,希望从材料的角度,为解决临床存在的支架内再狭窄和晚期血栓等问题提供新的解决方案。

二、世界发展现状与趋势经过30余年的发展,目前临床上应用的冠脉支架主要分为三类,即金属裸支架、药物洗脱金属支架和全降解支架。

(一)金属裸支架和药物洗脱金属支架1993年美国食品药品监督管理局(FDA)批准了由一根医用不锈钢丝缠绕的冠脉支架(Gianturco-Roubin Flex-stent)治疗冠心病。

使用金属裸支架治疗冠心病后,血管的狭窄率明显降低,然而仍存在20%~30%的支架内再狭窄发生。

载药支架则可明显降低支架内再狭窄率,2003年FDA批准了首个药物洗脱支架Cypher上市。

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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刘美霞;赵静;王青川;张炳春;杨柯【摘要】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.%The biocompatibilities of a novel biomedical material high nitrogen nickel-free stainless steel (HNNFS) and coronary stent materials L605 alloy and 316L stainless steel (316LSS) were studied. The results showed that the blood compatibility of all three materials had excellent performance on resisting hemolysis. However, HNNFS was better than L605 alloy and 316LSS. Cells proliferation and adhesion results presented that HNS inhibited the proliferation of vascular smooth muscle cells effectively compared withL605 alloy and 316LSS, targeting to reduce restenosis of stent after implantation.【期刊名称】《中国医疗设备》【年(卷),期】2018(033)005【总页数】4页(P28-31)【关键词】高氮无镍不锈钢;生物相容性;溶血;平滑肌细胞;细胞增殖【作者】刘美霞;赵静;王青川;张炳春;杨柯【作者单位】中国科学院金属研究所,辽宁沈阳 110016;中国科学院金属研究所,辽宁沈阳 110016;中国科学院金属研究所,辽宁沈阳 110016;中国科学院金属研究所,辽宁沈阳 110016;中国科学院金属研究所,辽宁沈阳 110016【正文语种】中文【中图分类】R318.08引言生物医用金属材料具有高强度、良好的韧性、良好的抗疲劳性能和优异的加工成型性,并且具有优异的抗腐蚀性能和良好的生物相容性,被广泛用于制造各类临床植入体[1]。

316L不锈钢(316LSS)和钴铬合金(L605)是临床中应用最广泛的心血管支架材料,但其中都含有9wt.%以上的镍(Ni)元素。

大量临床实验证明,Ni是一种潜在的致敏因子,镍离子在生物体内富集可能会诱发毒性效应,导致细胞破坏和炎症反应,对生物体有致畸、致癌的潜在危害[2-5]。

因此,降低材料中Ni的含量是提高材料生物相容性的重要手段。

随着对材料中Ni的含量要求越来越严格,早在20世纪90年代国内外就已经开展了高氮无镍不锈钢的研究和开发工作。

1996年Menzel等[6]对高氮无镍奥氏体钢在医疗领域中应用的可行性进行了分析,对Fe-18Cr-18Mn-2Mo-1N高氮无镍不锈钢的组织和性能进行了全面研究。

同时,通过降低钢中的Cr和Mn含量,适当提高Mo含量,开发出Fe-15Cr-(10-15)Mn-4Mo-0.9N高氮无镍医用不锈钢[7]。

近年来,美国、日本、加拿大等国家对高氮无镍不锈钢在骨科及心血管方面的应用也开展了相关研究[8-12]。

以上研究均表明,较传统不锈钢316L SS,高氮无镍不锈钢具有更加优异的力学性能、耐蚀性能及生物相容性。

在国内,中国科学院金属研究所杨柯研究员领导的生物材料课题组首次研发出一种新型高氮无镍不锈钢(High Nitrogen Nickel-Free Stainless Steel,HNNFS)心血管支架材料,目前已经取得突破性进展[13]。

本文开展HNNFS与L605、316LSS的生物相容性对比研究,通过溶血及细胞增殖等实验,对3种材料的血液相容性以及对血管平滑肌细胞的增殖作用进行评价,为HNNFS在心血管支架领域的应用提供依据。

1 材料与方法1.1 材料制备本实验将HNNFS作为实验材料,将L605和316LSS作为对比材料。

将样品加工成直径为10 mm,厚度为1 mm的薄片,经水磨砂纸逐级打磨抛光后,酒精超声清洗并吹干。

实验前,将样品在121℃高温下灭菌20 min,烘干后备用。

1.2 溶血率实验本实验严格依照GB/T 16886.4的标准执行[14]。

实验用血为沈阳血液中心提供的新鲜人血,并添加抗凝剂。

每种样品设置5个平行样,分别置于离心管中,按照样品面积与溶液体积为3 cm2/mL的比例分别加入1 mL的0.9%NaCl溶液,阴性对照为同体积的0.9% NaCl溶液,阳性对照为同体积的蒸馏水。

将所有样品放入37℃恒温培养箱中培养30 min后,按照0.2 mL/10 mL加入稀释人血(人血与0.9% NaCl以4:5比例稀释)。

在恒温培养箱中继续培养60 min后,经3000 r/min速率离心5 min后取上清液,并加入至96孔板中,用酶标仪在545 nm波长处测量光密度(OD)值。

溶血率计算公式如下:式中:OD实验组——实验组样品的吸光度值;OD阴性组——阴性对照的吸光度值;OD阳性组——阳性对照的吸光度值。

1.3 细胞培养实验中采用人脐动脉平滑肌细胞(HUASMC),对材料与细胞的相互作用展开研究。

HUASMC购自北京鼎国昌盛生物技术有限责任公司。

将细胞培养于含10%胎牛血清(BI,美国)和0.5%青链霉素(Gibico,美国)的1640培养基(Hyclone,中国)中,并置于含5%CO2,37℃/95%湿度条件的培养箱中,待细胞生长覆盖培养皿的80%时传代。

加入含EDTA的0.25%胰蛋白酶消化细胞并收集细胞至5 mL离心管中,1000 rpm离心5 min后,弃上清液,加入一定量培养基备用。

1.3.1 材料对HUASMC增殖率的影响将材料置于48孔板中,取浓度为1×104/mL的细胞悬液100 μL接种于样品表面,培养8 h待细胞贴壁后,加入1640培养基,并培养1、3和5 d,同时设置阴性对照(完全培养基)。

到了既定时间点,加入含EDTA的0.25%胰蛋白酶将样品表面细胞消化下来,1000 rpm离心5 min后,弃净上清液,加入100 μL 1640培养基重悬细胞后加入至96孔板中,加入10 μL MTS(Signalway,美国),在培养箱中继续孵育4 h后,在酶标仪490 nm波长下测量OD值,并计算细胞相对增殖率(Relative Growth Rate,RGR),计算公式为:式中:OD实验组是实验组吸光度值;OD阴性组是阴性对照组吸光度值。

1.3.2 材料对HUASMC黏附的影响将实验材料置于48孔板中,取浓度为1×104/mL的细胞悬液接种于材料表面,在CO2培养箱中培养1、3和5 d。

达到既定时间后,取出样品,经PBS清洗3次,4%多聚甲醛固定细胞15 min,PBS再次浸洗3次后,使用DAPI(碧云天,中国)对细胞核进行染色,并在荧光显微镜(BK-6000,中国)下拍照。

1.4 统计学分析采用SPSS 20.0统计学软件进行统计学分析。

每种材料测试3个以上样品,结果用平均值±标准差表示。

采用ANOVA方法进行整体性差异评价,方差齐性用LSD法进行组间比较;方差不齐用Dunnett’s T3法进行组间比较,P<0.05为具有显著统计学差异,P>0.05为无显著统计学差异。

2 结果2.1 溶血率3种材料的溶血率(图1)均小于5%。

根据国标可知,若材料的溶血率<5%,则说明材料符合医用材料的溶血试验要求,若溶血率≥5%,则说明材料有溶血作用。

由此可见,3种材料均符合医用材料的溶血试验要求,且HNNFS的溶血率明显低于316L SS,与L605无统计学差异。

图1 HNNFS与L605、316LSS的溶血率注:*表示差异有统计学意义,P<0.05,#表示差异无统计学意义,P>0.05。

2.2 材料对HUASMC的影响2.2.1 细胞相对增殖率HUASMC分别在HNNFS、L605及316LSS表面上共培养1、3、5 d后,细胞的相对增殖率结果,见图2。

由图可知,培养1 d时,3种材料表面细胞增殖率相近;当培养3 d后,HNNFS表面细胞相对增殖率明显低于L605和316LSS,体现出了优异的抑制平滑肌细胞增殖的能力。

2.2.2 细胞黏附HUASMC在3种材料表面培养1、3、5 d后的黏附情况,见图3。

随着培养时间的延长,HUASMC在L605及316LSS表面数量增加,表明细胞不断在材料表面增殖;而HNNFS表面黏附的细胞数量明显减少,展示了其对HUASMC增殖具有明显的抑制作用。

采用Image J软件,对每个实验样品随机选择5个视野计数,并进行统计学分析,发现HNNFS与L605和316L SS表面粘附的细胞数量与细胞增值率结果趋于一致,结果见图4。

图2 HNNFS与L605、316LSS对HUASMC增殖率的影响注:*表示差异有统计学意义,P<0.05,#表示差异无统计学意义,P>0.05。

图3 HUASMC在HNNFS与L605、316LSS表面的粘附情况图4 HUASMC在HNNFS与L605、316LSS表面的粘附数量注:*表示差异有统计学意义,P<0.05。

3 讨论溶血试验是评价生物医用材料血液相容性最基本的方法。

当生物材料植入人体与血液接触后,材料表面与红细胞接触后造成细胞膜的损害,血红蛋白释放到血浆中,发生溶血[15-16]。

由于高氮无镍不锈钢是一种惰性金属材料,因此在体液环境中溶出的毒性金属离子量微少,对红细胞的破坏微弱,不易发生溶血。

此外,与L605和316L不锈钢相比,由于屏蔽了有害镍离子对溶血的促进作用,因此高氮无镍不锈钢显示出更优异的抗溶血性能[17]。

临床研究表明[18-20],支架在植入人体后,对血管壁造成的损伤、炎症反应会导致血管平滑肌细胞的过度增殖以及血栓形成,从而引起血管支架内再狭窄。

Koster等[21]研究了镍、铬和钼等金属离子释放引起的过敏反应与支架内再狭窄之间的关系,认为金属离子(特别是Ni)引起的接触过敏加重了炎症反应,刺激了支架周围新生组织的增生,从而增加了支架内再狭窄的可能性。

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