孫玉霞，任伊賓，趙浩川,3，王青川，楊柯

1.沈陽(yáng)航空航天大學(xué) 工程訓(xùn)練中心，遼寧 沈陽(yáng) 110136；2.中國(guó)科學(xué)院 金屬研究所，遼寧 沈陽(yáng) 110016；3.中國(guó)航發(fā)貴州黎陽(yáng)航空動(dòng)力有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550014

引言

外科植入用的奧氏體不銹鋼具有良好的力學(xué)性能和加工性能，在骨科修復(fù)治療中起到重要的作用，特別是高承力部位的骨折修復(fù)。目前，針對(duì)傳統(tǒng)醫(yī)用不銹鋼中Ni的潛在危害[1-2]，新開(kāi)發(fā)的高氮無(wú)鎳不銹鋼[3-10]正逐漸替代含Ni類(lèi)316L不銹鋼開(kāi)始應(yīng)用于歐美醫(yī)療市場(chǎng)，美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)規(guī)范了兩種高氮無(wú)鎳不銹鋼（ASTM F2229-02，F(xiàn)2581-07）。與傳統(tǒng)的316L不銹鋼相比，醫(yī)用高氮無(wú)鎳不銹鋼具有更加優(yōu)良的綜合性能，在耐體液腐蝕性能和生物相容性提高的同時(shí)[11-18]，成倍提高了不銹鋼的力學(xué)性能[19-22]，見(jiàn)表1。外科植入器件在人體中主要起承力作用，新型醫(yī)用高氮無(wú)鎳不銹鋼的力學(xué)性能提高了，如果繼續(xù)采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)加工外科植入器件，必然無(wú)法發(fā)揮其高強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)，使其力學(xué)性能變得富余甚至浪費(fèi)。因此為了充分發(fā)揮高氮無(wú)鎳不銹鋼的高強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)，外科植入用不銹鋼器件的輕量化設(shè)計(jì)勢(shì)在必行。

相比鈦合金接骨板，當(dāng)前316L不銹鋼接骨板，最大的劣勢(shì)是其較高的彈性模量帶來(lái)的應(yīng)力遮擋效應(yīng)，即由于固定材料的力學(xué)分流而對(duì)骨骼所造成的強(qiáng)度降低及愈合延遲等生物學(xué)影響，這涉及到骨重建過(guò)程中對(duì)應(yīng)力的適應(yīng)性等問(wèn)題，這對(duì)于合理設(shè)計(jì)骨固定器械非常重要。有研究者研究加壓鋼板內(nèi)固定負(fù)重狀態(tài)下的應(yīng)力遮擋效應(yīng)，認(rèn)為應(yīng)力遮擋與接骨板的橫截面積有關(guān)，橫截面積越小，應(yīng)力遮擋效應(yīng)越小[23-25]。前一部分研究表明接骨板通過(guò)厚度減薄減小橫截面積，可有效降低應(yīng)力遮擋促進(jìn)骨骼愈合，從而實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度不銹鋼接骨板的輕量化[26]。接骨板空心結(jié)構(gòu)也可以實(shí)現(xiàn)輕量化，并且接近骨骼的空心結(jié)構(gòu)，亦將有效改善接骨板的力學(xué)行為，但是接骨板空心結(jié)構(gòu)如何優(yōu)化同樣涉及到不銹鋼強(qiáng)度、骨板結(jié)構(gòu)尺寸以及骨板生物力學(xué)等方面之間的適配性等問(wèn)題。因此本文擬通過(guò)有限元分析方法模擬研究高氮不銹鋼接骨板空心結(jié)構(gòu)對(duì)其承力行為的影響規(guī)律，建立高氮不銹鋼接骨板的輕量化設(shè)計(jì)和生物力學(xué)的適配性關(guān)系，為新型高強(qiáng)度不銹鋼植入器件的輕量化設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

表1 高強(qiáng)度高氮不銹鋼和臨床常用醫(yī)用金屬材料力學(xué)性能對(duì)比

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

本研究以臨床應(yīng)用的316L不銹鋼接骨板的結(jié)構(gòu)尺寸為參照，并在此基礎(chǔ)上沿長(zhǎng)度方向增加不同數(shù)目和尺寸的貫穿孔進(jìn)行接骨板的輕量化設(shè)計(jì)，當(dāng)孔數(shù)大于2時(shí)，孔沿寬度方向單排排列。不銹鋼接骨板的形狀尺寸和示意圖（圖1～2）。

圖1 研究用不銹鋼接骨板尺寸（mm）

圖2 研究用不銹鋼接骨板示意圖（mm）

采用ANSYS 10.0模擬軟件研究孔的數(shù)目、大小及分布對(duì)高氮無(wú)鎳不銹鋼接骨板抗彎能力、抗壓能力及抗拉能力的影響，其中孔數(shù)目取1～3孔，孔直徑分別取0.6、0.8、1.0和1.2 mm，孔間距為3.5°、5°和6.5°。

在ANSYS 10.0模擬研究中包括定義單元類(lèi)型和選項(xiàng)、設(shè)定實(shí)常數(shù)、定義材料特性參數(shù)、實(shí)體建模、實(shí)體模型的網(wǎng)格化、施加約束及載荷和后處理幾個(gè)步驟，有限元模擬時(shí)采用彈塑性模型，且將壓頭和支輥當(dāng)作剛體處理，其與接骨板接觸（或估計(jì)會(huì)接觸）的面作為目標(biāo)面；將接骨板當(dāng)作柔體處理，其與壓頭、支輥接觸（或預(yù)計(jì)會(huì)接觸）的面作為接觸面。在運(yùn)算過(guò)程中，接骨板選用多線(xiàn)性等向強(qiáng)化材料模型，輸入材料的彈性模量、Poisson比及真實(shí)應(yīng)力—真實(shí)應(yīng)變曲線(xiàn)。在模擬的過(guò)程中，材料的本構(gòu)關(guān)系以真實(shí)應(yīng)力—真實(shí)應(yīng)變曲線(xiàn)的形式體現(xiàn)，材料變形遵循Mises屈服準(zhǔn)則（dεij=σ＇ijdλ，dεij是應(yīng)變?cè)隽?，σ＇ij是應(yīng)力偏量，dλ是瞬時(shí)的非負(fù)比例系數(shù)）。其中單元類(lèi)型選擇時(shí)，實(shí)體單元為SOLID186，殼單元為SHELL181，接觸單元為CONTA174，目標(biāo)單元為T(mén)ARGE170，材料參數(shù)見(jiàn)表2。

實(shí)體建模時(shí)，三點(diǎn)彎曲模型取1/4模型，單向拉伸和單向壓縮模型取1/2模型，施加約束和載荷時(shí)，在對(duì)稱(chēng)面上施加對(duì)稱(chēng)約束。接骨板三點(diǎn)彎曲模型的支輥間的骨板網(wǎng)格為0.25 mm×0.25 mm×0.25 mm，其他地方網(wǎng)格為0.3 mm×0.25 mm×0.25 mm，單向拉伸和壓縮模型的網(wǎng)格尺寸為0.45 mm×0.45 mm×0.45 mm。進(jìn)行空心結(jié)構(gòu)的接骨板的三點(diǎn)彎曲模擬時(shí)兩支棍之間距離為24 mm，壓頭直徑等于接骨板厚度為2 mm，支輥直徑為4 mm，載荷位移大小為4 mm。拉伸和壓縮模擬過(guò)程中，將夾頭簡(jiǎn)化為剛性面，給夾頭施加1.5 mm的拉伸或壓縮位移載荷。

表2 研究用高氮不銹鋼接骨板的材料參數(shù)

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

有限元模擬研究的316L接骨板和空心結(jié)構(gòu)的高氮無(wú)鎳不銹鋼接骨板內(nèi)孔孔間距變化及直徑變化時(shí)三點(diǎn)彎曲壓頭的載荷—位移曲線(xiàn)，見(jiàn)圖3。

我們首先研究了孔徑為1 mm雙孔結(jié)構(gòu)的接骨板孔間距變化對(duì)彎曲抗力的影響（圖3a），發(fā)現(xiàn)孔間距從3.5°增加到5°和6.5°均對(duì)彎曲抗力幾乎沒(méi)有明顯影響，因此后期研究空心結(jié)構(gòu)接骨板時(shí)均選擇3.5°孔間距，不再分別研究。從圖3中的載荷位移曲線(xiàn)可知，當(dāng)接骨板內(nèi)只有一個(gè)孔時(shí)，孔的直徑從0.6 mm提高到1.2 mm，輕量化從1.76%提高到7.07%，而接骨板彎曲抗力的僅下降2.23%，說(shuō)明單孔結(jié)構(gòu)對(duì)對(duì)接骨板彎曲抗力的影響較小，即使孔徑增大到板厚的60%，接骨板的彎曲抗力也沒(méi)有明顯降低。當(dāng)接骨板內(nèi)孔數(shù)量增加到兩個(gè)時(shí)，孔直徑對(duì)接骨板彎曲抗力的影響逐漸呈現(xiàn)，在孔徑為1 mm時(shí)，輕量化達(dá)到9.8%，但是彎曲抗力下降3.3%，而在孔徑1.2 mm輕量化達(dá)到14.1%時(shí)，彎曲抗力下降了5.6%。當(dāng)接骨板內(nèi)孔數(shù)量增加到3個(gè)孔時(shí)，孔直徑對(duì)接骨板彎曲抗力的影響比較明顯，孔的直徑從0.6 mm提高到1.2 mm，輕量化從5.3%提高到21.2%，而彎曲抗力從下降0.9%到下降10.3%，但是仍然明顯高于臨床用無(wú)孔316L不銹鋼接骨板同等彎曲條件下的彎曲抗力。圖3中的載荷位移曲線(xiàn)上，隨著空心結(jié)構(gòu)的加入，孔數(shù)量和孔徑的增大，彈性段的斜率有輕微下降，表明空心結(jié)構(gòu)可以少量降低彈性模量。使用比利時(shí)IMCE公司生產(chǎn)RFDA HTVP 1750-C測(cè)量了四孔結(jié)構(gòu)鋼板（樣品尺寸，80 mm×20 mm×3 mm，孔徑2 mm）的彈性模量也證實(shí)了空心結(jié)構(gòu)可以適當(dāng)降低彈性模量，增加孔結(jié)構(gòu)后，彈性模量從189 GPa降低到170 GPa，降低了10%左右。

有限元模擬研究的316L接骨板和空心結(jié)構(gòu)的高氮無(wú)鎳不銹鋼接骨板內(nèi)孔數(shù)量變化時(shí)三點(diǎn)彎曲時(shí)壓頭的載荷—位移曲線(xiàn)，見(jiàn)圖4。從圖中曲線(xiàn)可知，當(dāng)孔直徑較小時(shí)（0.6 mm和0.8 mm），接骨板內(nèi)增加1～3個(gè)孔對(duì)其彎曲性能沒(méi)有較大影響。當(dāng)孔的直徑增大到1 mm時(shí)，即其直徑等于接骨板厚度的50%時(shí)，隨著孔數(shù)量的增加，接骨板彎曲抗力略有下降，三孔接骨板彎曲抗力僅有5.0%的下降，但是接骨板的輕量化可以達(dá)到14.7%左右。當(dāng)孔徑繼續(xù)提高到接骨板厚度的60%為1.2 mm時(shí)，隨著孔數(shù)量的增加，接骨板彎曲抗力下降較為明顯，三孔接骨板的彎曲抗力下降也僅僅為10.3%，但是此時(shí)輕量化可以達(dá)到21.2%，由此可知高氮無(wú)鎳不銹鋼接骨板可以通過(guò)空心結(jié)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)輕量化20%以上，而且仍然保持比臨床316L不銹鋼結(jié)構(gòu)更高的彎曲抗力。

圖3 孔徑和孔間距對(duì)高氮不銹鋼接骨板三點(diǎn)彎曲壓頭載荷—位移曲線(xiàn)的影響

圖4 孔數(shù)目對(duì)高氮不銹鋼接骨板三點(diǎn)彎曲壓頭載荷—位移曲線(xiàn)的影響

孔徑為0.6 mm時(shí)隨著孔數(shù)目的增加空心接骨板三點(diǎn)彎曲時(shí)的應(yīng)力云圖，見(jiàn)圖5。

20%冷變形的高氮不銹鋼屈服強(qiáng)度在1100 MPa以上，彎曲強(qiáng)度在1700 MPa以上，當(dāng)接骨板三點(diǎn)彎曲下壓4 mm時(shí)，接骨板彎曲角度接近143°，接骨板大部分區(qū)域還處于彈性變形階段，部分區(qū)域已經(jīng)發(fā)生了輕微彎曲塑性變形，主要集中在螺釘孔和中心部位，單孔和雙孔結(jié)構(gòu)接骨板的應(yīng)力分布形態(tài)和無(wú)孔時(shí)非常相近，高應(yīng)力分布區(qū)域也非常接近，均處于兩個(gè)螺釘孔之間，最大應(yīng)力集中區(qū)域均處于螺釘孔和中心壓頭附近。當(dāng)接骨板為三孔結(jié)構(gòu)時(shí)，三孔接骨板螺釘孔之間應(yīng)力分布非常均勻，最大應(yīng)力集中區(qū)域明顯減小，表明了三孔結(jié)構(gòu)接骨板設(shè)計(jì)可以明顯改善了接骨板的應(yīng)力分布。

圖5 孔徑為0.6 mm高氮不銹鋼空心接骨板三點(diǎn)彎曲下壓4 mm時(shí)的應(yīng)力云圖

孔徑為0.8 mm時(shí)隨著孔數(shù)目的增加空心接骨板的應(yīng)力云圖變化，見(jiàn)圖6。當(dāng)接骨板彎曲角度接近143°，隨著孔數(shù)量的增加，接骨板彎曲應(yīng)力分布逐漸變的更加均勻，最大應(yīng)力集中區(qū)域逐漸減小，其中螺釘孔處承受的最大應(yīng)力區(qū)域明顯變小，二孔和三孔接骨板表現(xiàn)出更加均勻的應(yīng)力分布。

圖6 孔徑為0.8 mm高氮不銹鋼空心接骨板三點(diǎn)彎曲下壓4 mm時(shí)的應(yīng)力云圖

孔徑為1.0 mm時(shí)隨著孔數(shù)目的增加中心孔接骨板的應(yīng)力云圖變化，見(jiàn)圖7。與孔徑0.6 mm和0.8 mm接骨板不同的是，在孔徑為1 mm時(shí)接骨板彎曲143°時(shí)，僅單孔接骨板表現(xiàn)出和無(wú)孔接骨板相近的應(yīng)力分布形態(tài)，但是螺釘孔附件的高應(yīng)力區(qū)域明顯減小，接近0.8 mm孔徑雙孔結(jié)構(gòu)接骨板的應(yīng)力分布形態(tài)。但是孔徑為1 mm時(shí)，雙孔和三孔接骨板高應(yīng)力集中區(qū)域明顯減小，其中二孔接骨板螺釘孔處的高應(yīng)力區(qū)域幾乎消失，三孔接骨板高應(yīng)力集中區(qū)域僅僅在中心壓頭附近，可以看出孔徑為接骨板厚度50%的多孔接骨板的應(yīng)力分布非常均勻。

圖7 孔徑為1.0 mm高氮不銹鋼空心接骨板三點(diǎn)彎曲下壓4 mm時(shí)的應(yīng)力云圖

孔徑為1.2 mm時(shí)隨著孔數(shù)目的增加中心孔接骨板的應(yīng)力云圖變化，見(jiàn)圖8。與孔徑0.6、0.8以及1.0 mm接骨板不同的是，隨著孔數(shù)量的增加，接骨板高應(yīng)力集中區(qū)域明顯減小，僅中心壓頭處呈現(xiàn)高應(yīng)力區(qū)域，但是三孔接骨板的應(yīng)力分布呈現(xiàn)出明顯的應(yīng)力分布不均勻現(xiàn)象，螺釘孔附近高應(yīng)力區(qū)域幾乎消失，高應(yīng)力分布完全集中在中心壓頭附近，中心區(qū)域的最大應(yīng)力值相對(duì)無(wú)孔接骨板最大應(yīng)力值提高了近12%，和無(wú)孔接骨板相比應(yīng)力集中全部集中在中心區(qū)域。

圖8 孔徑為1.2 mm高氮不銹鋼空心接骨板三點(diǎn)彎曲下壓4 mm時(shí)的應(yīng)力云圖

根據(jù)彎曲抗力和應(yīng)力分布變化，空心結(jié)構(gòu)的高氮無(wú)鎳不銹鋼接骨板孔數(shù)量及孔徑變化對(duì)輕量化和彎曲性能的影響曲線(xiàn)，見(jiàn)圖9?？梢悦黠@看出，隨著孔數(shù)量和孔徑的增加，接骨板的輕量化率呈線(xiàn)性提高，同時(shí)三點(diǎn)彎曲時(shí)的彎曲抗力也明顯降低，均成線(xiàn)性關(guān)系，但是三點(diǎn)彎曲過(guò)程中接骨板的應(yīng)力集中區(qū)域的最大應(yīng)力值變化卻沒(méi)有明顯規(guī)律，其中1.2 mm孔徑三孔結(jié)構(gòu)的接骨板由于輕量化程度最大，橫截面積減少20%以上，將接骨板應(yīng)力集中區(qū)域全部轉(zhuǎn)移到中心壓頭部位，最大應(yīng)力值達(dá)到1577 MPa，但是仍然低于高氮不銹鋼自身的彎曲強(qiáng)度（1750 MPa）。綜合輕量化率和彎曲抗力以及應(yīng)力分布規(guī)律，可以看出輕量化率在5%～15%之間的空心結(jié)構(gòu)接骨板具有相對(duì)較好的彎曲抗力和應(yīng)力分布，其彎曲抗力下降基本在5%左右，應(yīng)力分布也相對(duì)均勻，沒(méi)有明顯的應(yīng)力集中，見(jiàn)圖9b中橢圓區(qū)域。接骨板上最薄弱的位置是距離骨折中心最近的螺釘孔，螺釘孔位置的橫截面積約為接骨板橫截面積的二分之一，是最容易斷裂的部位。但是空心結(jié)構(gòu)的接骨板由于孔的介入，使得螺釘孔位置的應(yīng)力集中明顯減小，而且隨著輕量化率的提高，即孔徑和孔數(shù)量的增加而減小，其中1.0 mm孔徑空心接骨板表現(xiàn)出相對(duì)優(yōu)良的綜合性能，3孔結(jié)構(gòu)輕量化率接近15%，但是彎曲抗力的下降僅在5%左右，而且應(yīng)力分布也相對(duì)比較均勻。

圖9 高氮不銹鋼接骨板的空心結(jié)構(gòu)對(duì)輕量化率和彎曲性能的影響

空心結(jié)構(gòu)的高氮無(wú)鎳不銹鋼接骨板單向拉伸和壓縮時(shí)的拉伸載荷—位移曲線(xiàn)（圖10～11），由圖可知，隨著孔數(shù)量的增加和孔徑的增大，空心結(jié)構(gòu)的高氮無(wú)鎳不銹鋼接骨板的抗拉和抗壓能力均沒(méi)有明顯變化，表明空心結(jié)構(gòu)不影響高氮無(wú)鎳不銹鋼接骨板的抗拉和抗壓能力。

空心結(jié)構(gòu)接骨板的設(shè)計(jì)近似于工業(yè)上空心軸的設(shè)計(jì)原理，接骨板服役過(guò)程中主要抵擋彎曲抗力，承受小幅度的彎曲變形，接骨板內(nèi)外表面分別承受壓應(yīng)力和張應(yīng)力，而接骨板中心部位受力較小。因此接骨板可以通過(guò)空心結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輕量化而較小地影響其彎曲抗力，不影響其抗拉和抗壓性能?？招慕庸前迥軌蚴菇庸前遢p量化，而且接近骨骼的空心結(jié)構(gòu)，同時(shí)由于橫截面形狀和尺寸的改變，將有效改善接骨板的力學(xué)行為，使接骨板軸向壓縮剛度和骨骼相似，而扭轉(zhuǎn)及彎曲剛度強(qiáng)于骨骼，因此有助于緩解接骨板的應(yīng)力遮擋效應(yīng)。

對(duì)于高強(qiáng)度的高氮無(wú)鎳不銹鋼而言，可以采用三孔結(jié)構(gòu)，孔徑為板厚50%的設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)近15%的輕量化，仍保持遠(yuǎn)高于臨床用316L不銹鋼接骨板的抗彎曲性能。同時(shí)根據(jù)研究結(jié)果，當(dāng)空心結(jié)構(gòu)的孔徑控制在接骨板厚度的50%以下，采用雙孔結(jié)構(gòu)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)10%左右的輕量化，但是彎曲抗力下降僅僅在2%左右。因此這個(gè)成果可以用于目前臨床應(yīng)用的316L不銹鋼接骨板和鈦合金接骨板的輕量化設(shè)計(jì)。在不明顯降低接骨板力學(xué)功能的情況下，實(shí)現(xiàn)約10%的輕量化，從而降低接骨板的橫截面積，降低應(yīng)力遮擋效應(yīng)。同時(shí)空心結(jié)構(gòu)接骨板可以減少螺釘孔部位的應(yīng)力集中，減少臨床上接骨板斷裂的發(fā)生概率。

圖10 空心結(jié)構(gòu)的高氮不銹鋼接骨板單向拉伸時(shí)的載荷—位移曲線(xiàn)

圖11 空心結(jié)構(gòu)的高氮不銹鋼接骨板單向壓縮時(shí)的載荷—位移曲線(xiàn)的影響

3 結(jié)論

空心結(jié)構(gòu)高氮無(wú)鎳不銹鋼接骨板的孔數(shù)量和孔徑變化對(duì)輕量化及彎曲抗力和應(yīng)力分布的研究結(jié)果表明，隨著孔數(shù)量和孔徑的增加，接骨板的輕量化率呈線(xiàn)性提高。同時(shí)三點(diǎn)彎曲時(shí)的彎曲抗力也明顯降低，均成線(xiàn)性關(guān)系，應(yīng)力分布隨著孔的加入逐漸均勻，螺釘孔部位應(yīng)力集中明顯減小。對(duì)于高強(qiáng)度的高氮無(wú)鎳不銹鋼而言，可以采用三孔結(jié)構(gòu)，孔徑為接骨板厚50%的設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)約15%的輕量化，仍保持較高的抗彎曲性能。同時(shí)根據(jù)研究結(jié)果，建議臨床用316L不銹鋼接骨板和鈦合金接骨板可以采用雙孔結(jié)構(gòu)，孔徑控制在接骨板厚度的50%以?xún)?nèi)，可以實(shí)現(xiàn)10%左右的輕量化，同時(shí)彎曲抗力不明顯下降。

[參考文獻(xiàn)]

[1] Haudrechy P,Mantout B,Frappaz A,et al.Nickel release from stainless steel[J].Contact Dermatitis,1997,37:113.

[2] Thyssen JP,Uter W,Mcfadden J,et al.The EU nickel directive revisited—future steps towards better protection against nickel allergy[J].Contact Dermatitis,2011,64(3):121.

[3] Geheau R,Brown R.Corrosion resistance and strength of BioDur ? 108 alloy, a nickel-free austenitic stainless steel[J].Alloy Digest,1999,(8):757.

[4] Fini M,Aldini N,Torricelli P,et al.A new austenitic stainless steel with negligible nickel content: an in vitro and in vivo comparative investigation[J].Biomaterials,2003,24:4929

[5] Yang K,Ren Y.Nickel-free austenitic stainless steels for medical applications[J].Sci Technol of Adv Mat,2010,11(1):014105.

[6] Ren Y,Wan P,Liu F,et al.In vitrostudy on new high nitrogen nickel-free austenitic stainless steel for coronary stents[J].J Mat Sci Technol.2011,27:325-331.

[7] Alvarez K,Hyuna S,Nakano T,et al.In vivo osteocompatibility of lotus-type porous nickel-free stainless steel in rats[J].Mat Sci Eng A-Struct,2009,29:1182-1190.

[8] Gebeau R,Brown R.Biomedical implant alloy[J].Adv Mater Processes,2001,159:46-48.

[9] Kraft C,Burian B,Perlick L,et al.Impact of a nickel-reduced stainless steel implant on striated muscle microcirculation: a comparativein vivostudy[J].J Biomed Mater Res,2001,57:404.[10] Li HB,Jiang ZH,Zhang ZR,et al.Mechanical properties of nickel free high nitrogen Austenitic stainless steels[J].J Iron Steel Res Int,2007,14(5):330-334.

[11] Montanaro L,Cervellati M,Campoccia D,et al.No genotoxicity of a new nickel-free stainless steel[J].Int J Artif Organs,2005,28:58.

[12] Fini M,Giavaresi G,Giardino R,et al.A new austenitic stainless steel with a negligible amount of nickel: anin vitrostudy in view of its clinical application in osteoporotic bone[J].J Biomed Mater Res,Part B:Appl Biomater,2004,71B:30.

[13] Tschon M,Fini M,Giavaresi G,et al.Soft tissue response to a new austenitic stainless steel with a negligible nickel content[J].Int J Artif Organs,2005,28:1003.

[14] Ren Y,Yang K,Zhang B.In vitrostudy of platelet adhesion on medical nickel-free stainless steel surface[J].Mater Lett,2005,59:1785-1789.

[15] Wan P,Ren Y,Zhang B,et al.Effect of nitrogen on blood compatibility of nickel-free high nitrogen stainless steel for biomaterial[J].Mater Sci Eng: C,2010,30:1183.

[16] Li L,An L,Zhou X,et al.Biological behavior of human umbilical artery smooth muscle cell grown on nickel-free and nickel-containing stainless steel for stent implantation[J].Sci Rep,2016,6:18762.

[17] Ren Y,Zhao H,Liu W,et al.Effect of cold deformation on pitting corrosion of 00Cr18Mn15Mo2 N0.86 stainless steel for coronary stent application[J].Mater Sci Eng C, 2016,60:293-297.

[18] Wan P,Ren Y,Yang K,et al.Effect of nitrogen on biocorrosion behavior of high nitrogen nickel-free stainless steel in different simulated body fluids[J].Mater Sci Eng C,2012,32:510-516.

[19] 王松濤,楊柯,單以銀,等.冷變形對(duì)高氮奧氏體不銹鋼組織與力學(xué)行為的影響[J].金屬學(xué)報(bào),2007,43:713-718.

[20] 王松濤,楊柯,單以銀,等.高氮奧氏體不銹鋼與316l不銹鋼的冷變形行為研究[J].金屬學(xué)報(bào),2007,43:171-176.

[21] Zhao H,Ren Y,Dong J,et al.Effect of cold deformation on the friction wear property of a biomedical nickel-free high-nitrogen stainless steel[J].Acta Metall Sin,2016,29:217-227.

[22] Dong FY,Zhang P,Pang JC,et al.Microstructure and mechanical properties of high-nitrogen austenitic stainless steels subjected to equal-channel angular pressing[J].Acta Metall Sin,2016,29(2):1-10.

[23] 白鳳德,朱興華.加壓鋼板內(nèi)固定負(fù)重狀態(tài)下應(yīng)力遮擋效應(yīng)的生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),1998,24:268-270.

[24] 朱興華,王曉迎.骨折內(nèi)固定應(yīng)力遮擋率研究[J].工程與試驗(yàn),1996,3:18-21.

[25] 方浩,朱建民,陳新剛,等.新型迭形接骨板的臨床應(yīng)用[J].上海生物醫(yī)學(xué)工程,2003,24(4):29-31.

[26] 任伊賓,趙浩川,楊柯.高強(qiáng)度不銹鋼接骨板的輕量化設(shè)計(jì)及生物力學(xué)研究：厚度減薄的影響[J].金屬學(xué)報(bào),2017,53:1331-1336.