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外科植入物的國家標準中對于植入物設計所用的金屬材料化學成分有著嚴格規定。以不銹鋼植入物為例，國家標準對于鋼的牌號及其中的Ni、 Cr 、Mo 、Mn等化學成分均做出了規定。[1]
但常見醫用不銹鋼，例如316L不銹鋼仍存在生物相容性及相關問題，包括不銹鋼植入人體后由于腐蝕或磨損造成腐蝕產物所引起的組織反應（如出現水腫、感染、組織壞死等），從而導致疼痛和過敏反應等。特別是不銹鋼中鎳離子析出誘發的病變。因此植入物設計領域仍需要低鎳和無鎳的醫用不銹鋼材料。
在原始材料發展的同時，外科植入物以及手術器械的制造技術也在不斷發展，其中基于粉末床激光熔化（LPBF）工藝的金屬3D打印技術已在該領域展示出了明確的產業化方向。對于增材制造技術而言，也同樣需要在化學成分和增材制造加工性能方面更為優化的新型材料。
根據3D科學谷的市場觀察，Carpenter Technology 開發了一種增材制造醫用不銹鋼材料, 該材料幾乎不含鎳并且在激光粉末床熔合（L-PBF）3D打印系統中顯示出良好的加工性能。
為植入器械的質量提升而優化
化學成分的優化
Carpenter 對新型醫用不銹鋼材料與傳統不銹鋼材料進行了比較。根據Carpenter 的數據，BioDur 108不銹鋼的鎳含量最高為0.05 wt％。除了針對患者優化的化學成分外，BioDur 108還具有比BioDur 316LS 材料更好的機械性能。
表1. BioDur 108，BioDur 316LS的典型化學成分，BioDur 108基本上不含鎳，是對患者友好的傳統使用材料的替代品。
來源：Medical Design Briefs 如表2所示，BioDur 108作為一種基本不含鎳的合金，耐腐蝕性和機械強度都更高。
表2 兩種材料棒材的典型機械性能。
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