醫療技術的不斷進步延長了人類的壽命。隨着金屬級合金在內外科應用中新用途的開發，新的進展不斷取得。據了解，2016年，在美國就進行了5000萬多次外科手術。隨着每年外科手術次數的增長，對微創手術的需求也在增長，因爲其具有很多的好處，包括恢復時間短、手術對患者的總體影響較小等。
不鏽鋼仍是醫療器械最常用的材料，因爲它功能全面、具有生物相容性，而且成本較低。鈦、鈷鉻合金等其他材料也推動了技術進步。鎳鈦合金（UNSN01555）是一種鎳鈦形狀記憶合金，也是醫用金屬材料中的佼佼者，在多種醫療應用中使用日益廣泛。
鎳鈦合金指引着前進的方向
鎳鈦合金是一種具有超彈性和形狀記憶性質的非凡材料。它含有55％的鎳和45％的鈦，是制作醫用植入物的一種極佳材料。鎳鈦合金具有生物相容性和卓越的性質，因此過往採用不鏽鋼的很多應用已被鎳鈦合金取代。
鎳鈦合金醫用絲材的三大應用爲血管導絲、診斷導絲和牙弓絲。每年都有數百噸鎳用於鎳鈦合金和不鏽鋼醫用絲材的生產，它們又被用於改變生活的解決方案和挽救生命的情形。Grand View研究公司2014年發布的一份研究報告表示，到2020年，全球導絲市場的規模預計將達到21.9億美元。未來6年內，目標疾病的日益流行以及老年人羣基數的不斷增長將進一步推動導絲需求。
導絲是一種很細的柔性醫用絲材，插入體內對較大器械進行引導，例如導管、中心靜脈導管或喂食管。雖然導絲以前用於冠狀動脈手術，但現在隨着其使用量的穩步增長以及擴展到更多的醫療專業領域，它已成爲越來越多的醫療程序的組成部分。
“與不鏽鋼絲相比，鎳鈦合金絲的超彈性高出16倍，而且能經受8％的應變，而不鏽鋼絲在初始形狀發生變形之前只能經受0.5％左右的應變。例如，取一個鎳鈦合金制成的回形針並將它彎曲成90°角，它會彈回原先的形狀。”鎳鈦合金、不鏽鋼和專用醫用絲材供應商韋恩堡金屬公司鎳鈦合金產品經理David Plumely說道，“鎳鈦合金絲具有優良的‘推送能力’、良好的抗縱向彎曲性，而且能維持其平直度。這些都是導絲的寶貴性質。過去10年內，我們鎳鈦合金產量的年增長率達到10％，而且將來仍有持續增長的機會，包括醫療和非醫療領域。”鎳鈦合金的另一種重要應用是加強導管聚合物管，其中編織鎳鈦合金作爲內外聚合物層之間的加強材料。
可以適應大應變的支架
鎳鈦合金具有適應較大應變的卓越能力，而且與人體有生理和化學相容性，因此成爲醫療器械工程設計領域的一種極佳材料。鎳鈦合金的關鍵應用領域之一是支架。鎳鈦合金支架可以在一個溫度下制作，在另一個溫度下折疊成較小的尺寸，然後插入動脈中依靠體溫將它加熱到轉變溫度以上並恢復原先的尺寸。
鎳鈦合金血管支架是由一條槍鑽杆子制成的，按精確的尺寸要求進行加工後，通過激光切割成形。用於治療動脈瘤的血管支架管一般直徑爲25.4毫米（1英寸），可以“壓縮”到只有6毫米~7毫米（1/4英寸）的直徑，然後插入輸送裝置管和患者主動脈中。支架會自行擴張並形成原始形狀，從而讓醫生修復動脈瘤。
高強度不鏽鋼的應用
“302型（UNSS30200）、304型（UNSS30400）和316L型（UNSS31603）奧氏體不鏽鋼醫用絲材有很多應用。”韋恩堡金屬公司的AustinLucas說道。這些極細的醫用絲材直徑介於0.1016毫米~2.54毫米之間，而且經拉伸後可以變得更細。“不鏽鋼合金是極佳的材料，因爲它們可以在低溫工作條件下達到高強度（400~500+千磅／平方英寸），例如0.127毫米絲材的強度爲450千磅／平方英寸。這一點對於很小、很細部件的生產非常重要。”它們在血管治療、神經刺激治療、內鏡檢查、矯形外科、口腔正畸和牙科植入等領域得到了廣泛應用。
在開心手術中，必須使胸骨斷裂來分開肋骨架，這樣外科醫生才能夠給心髒動手術。手術完成時需要把肋骨拉回到一起並借助胸骨閉合絲進行閉合。閉合絲一般由316L型不鏽鋼醫用絲材制成。304型不鏽鋼醫用絲材經常用作血管手術中初次進入靜脈和動脈的導絲。一些支架設計採用304型不鏽鋼。304型和302型不鏽鋼的其他常見應用包括管心針、導管、彈簧、縫合針和心軸。在很多外科幹預治療中經常採用U形釘來閉合傷口。這些U形釘是由316L型和304型不鏽鋼絲制成的。後一種等級也在牙弓絲中使用。
絲線、導銷和縫合針
克氏針鋼絲（簡稱“K鋼絲”）和骨圓針由植入級316L制成，矯形外科醫生將它們用作固定骨折部位、骨頭重建的植入式器械，而且用作插入另一種植入物的導銷。它們也可以穿過皮膚植入，從而給骨骼系統施加拉力。4到6周後，骨頭愈合後，導銷就能拆除了。316L型不鏽鋼的其他用途包括矯形外科纜索。
醫用植入物應用中的不鏽鋼醫用絲材採用真空電弧重熔法（VAR）生產，這是適用於針對重要應用中化學和機械均質性較高材料的一種二次熔煉工藝。需要採用這類化學性質受控且純度較高的材料來保證疲勞強度的一致性，而疲勞強度在很多醫療應用中極爲重要。
不鏽鋼醫用絲材也用於縫合針的生產。例如，縫合針必須具備極高的強度和延展性才能防止彎曲和斷裂，並達到足夠的剛度和組織穿透性能，才能在外科醫生的手中實現良好的控制性能。爲了滿足這些材料要求，縫合針一般由高性能的時效硬化馬氏體不鏽鋼合金制成，例如Custom455（UNSS45500）和Custom470。
對創新應用的不斷追求
各種其他含鎳特種絲線也應用於醫療，例如FWM1058／Elgiloy／Phynox／Conichrome（UNSR30003），這是一種鈷鉻鎳鐵合金。其應用包括絲材型支架、過濾器、心髒起搏器導線和矯形外科植入物。另外，鈷鎳鉻鉬合金35NLT（或該合金的其他型式）憑借高彈性模量應用於起搏導線、管心針、導管和矯形外科纜索和永久植入。
醫療技術的進步離不開卓越性質高性能材料的推出。鎳鈦合金及含鎳合金等生物相容性材料不僅要滿足醫療器械設計師目前的需求，還必須爲新的概念和可能性提供必要的技術規範。在對新應用的不斷追求中，這些材料一定會成爲激動人心、非凡的未來創新材料。
（本文由國際鎳協會提供資料整理而成）
