醫(yī)療器械和外科植入物用鎳-鈦形狀記憶合金加工材2009-11-15發(fā)布2010-12-01實施I本標準的全部技術內容為強制性。本標準等同采用ASTMF2063-05《醫(yī)療器械和外科植入物用鎳-鈦形狀記憶合金加工材》。本標準與ASTMF2063-05的主要差異為：a)將規(guī)范性引用文件中已轉化為國家標準或行業(yè)標準的ASTM標準，用國家標準或行業(yè)標準b)將規(guī)范性引用文件中的美國質量協(xié)會(ASQ)標準用行業(yè)標準代替；c)將國家標準推薦的力學和化學分析方法增加為附錄C(資料性附錄)。本標準的附錄A、附錄B和附錄C為資料性附錄。本標準由國家食品藥品監(jiān)督管理局提出。本標準由全國外科植入物和矯形器械標準化技術委員會(SAC/TC110)歸口。本標準起草單位：有研億金新材料股份有限公司、國家食品藥品監(jiān)督管理局天津醫(yī)療器械質量監(jiān)督檢驗中心。1醫(yī)療器械和外科植入物用鎳-鈦形狀記憶合金加工材1.1本標準規(guī)定了用于制造醫(yī)療器械和外科植入物，名義成分(質量分數(shù))為54.5%～57.0%鎳的鎳-鈦記憶合金棒材、板材和管材的化學、物理、1.2對于直徑或厚度為6mm～130mm的軋制產(chǎn)品，本標準是指退火條件下的要求。1.3本標準中的數(shù)據(jù)采用國際單位制(SI)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。GB/T6394金屬平均晶粒度測定方法YY/T0287醫(yī)療器械質量管理體系用于法規(guī)的要求(YY/T0287—2003,ISO13485:2003,YY/T0641熱分析法測量NiTi合金相變溫度的標準方法ASTME4試驗機負荷檢驗的標準實施規(guī)程ASTME8金屬材料拉伸試驗的試驗方法ASTME1097直流等離子發(fā)射光譜分析指南ASTME1172波長色散X射線光譜儀的描述與規(guī)定的標準規(guī)程ASTME1245自動圖像分析法測定金屬的夾雜物或第二相要素含量的標準操作規(guī)程ASTME1409惰性氣體熔融技術測定鈦及鈦合金中氧和氮含量的試驗方法ASTME1447惰性氣體熔融熱傳導法測定鈦及鈦合金中氫含量的試驗方法ASTME1479電感耦合等離子發(fā)射光譜儀的描述與規(guī)定的標準規(guī)程ASTME1941難熔和活性金屬及其合金中碳含量測定的試驗方法ASTMF1710用高分辨率輝光放電質譜法分析電子級鈦中的痕量金屬雜質的試驗方法ASTMF2005鎳-鈦形狀記憶合金術語ASTMF2082用彎曲和自由回復試驗測定鎳-鈦形狀記憶合金相變溫度的試驗方法3.1描述合金物理和熱性能的術語見ASTMF2005。3.2還可參見ASTME4:一般術語。4產(chǎn)品分類4.1棒材：圓棒或其他截面(尺寸或形狀特殊定制)的棒材。4.2板材：寬度≥5倍厚度的任何產(chǎn)品。4.3管材：空心圓柱形產(chǎn)品。25訂貨信息按本標準詢價或訂貨應包括以下信息：b)合金成分：以相變溫度表示(見第8章);c)形狀：棒、板或管(見第4章);d)狀態(tài)(見6.3和10.1);e)機械性能：如果特殊條件下適用(見第10章);f)表面狀態(tài)(見6.4);g)適用的尺寸：包括直徑、厚度、寬度和長度(精確長度、任意長度或給定長度的整數(shù)倍)或標識號；h)特殊檢驗：如終軋產(chǎn)品的化學分析；i)特殊要求(見第11章)。6制造6.1材料應由含鎳和鈦，無其他添加元素的鑄錠制成。6.2材料應在真空或惰性氣體中熔煉，以便控制冶金純度和合金化學成分。6.3棒、板和管材產(chǎn)品，應按訂貨單的要求，以熱加工或冷加工、退火或其他熱處理狀態(tài)交貨。7化學成分7.1合金化學成分應符合表1的要求。除氫元素之外，表1中的元素均可從鑄錠取樣分析。氫元素應從終軋產(chǎn)品取樣分析(見第4章),或以供應商和用戶一致同意的方式取樣分析?；瘜W成分超出了表1給出的范圍界限，供應商不應發(fā)貨。合金主成分和雜質元素含量要求見表1。表1中未列出的元素，本標準未做要求，可不分析。表1化學成分質量分數(shù)%鎳(Ni)碳(C)鈷(Co)銅(Cu)鉻(Cr)氫(H)鐵(Fe)鈮(Nb)氮十氧(N+O)鈦(Ti)余量7.2分析方法——主成分應按ASTME1097規(guī)定的直流等離子光譜法，ASTME1479規(guī)定的原子吸收電感耦合等離子光譜法，ASTME1172規(guī)定的X射線光譜法、ASTMF1710規(guī)定的輝光放電質譜法或等效的方法分析；碳含量按ASTME1019或ASTME1941規(guī)定的方法測定；氫含量按ASTME14473規(guī)定的惰性氣體熔融法或真空提取法測定；氮和氧含量按ASTME1409規(guī)定的惰性氣體熔融法測定。7.3合金的鈦含量用求差法確定，不需分析。7.4產(chǎn)品的最大分析允許差見表2。產(chǎn)品的分析允許差并未放寬成分分析要求的尺度，但可以涵蓋各實驗室在化學成分測量上的差別。超出了表1中成分含量范圍的材料，供應商不應發(fā)貨。表2產(chǎn)品分析允許差"允許差%(質量分數(shù))'碳(C)鈷(Co)銅(Cu)鉻(Cr)氫(H)鐵(Fe)鎳(Ni)鈮(Nb)氮(N)氧(O)a產(chǎn)品分析允許差的確定以該種成分已被證實的分析能力為依據(jù)。b對于不適于給出最小允許差的元素，只給出最大百分比。8相變溫度8.1由于鎳-鈦形狀記憶合金的鎳、鈦含量測量的精確度不能達到保證形狀記憶或超彈性能的要求，必須使用熱分析法或等效的熱機械試驗法測量合金的相變溫度，根據(jù)相變溫度保證合金成分。8.2合金成分應以訂貨單要求的相變溫度參數(shù)來規(guī)定。相變溫度參數(shù)應是下列參數(shù)之一：M?、M,、M、A.、A,、A?,其定義見ASTMF2005,并按YY/T0641、ASTMF2082或其他適用的熱機械試驗方法來檢測。8.3用YY/T0641規(guī)定的熱分析法測量相變溫度時，A、點的測量值應在所購產(chǎn)品加工溫度的8.4相變溫度參數(shù)一般在加工產(chǎn)品的退火態(tài)下測定(正如ASTMF2005中定義)。合金在其他狀態(tài)下的相變溫度的檢測可視為特殊要求。9冶金結構9.1顯微結構根據(jù)GB/T6394的試驗方法進行檢驗，產(chǎn)品的平均晶粒度(G)應不粗于4級。9.2顯微清潔度對于所有軋制產(chǎn)品，疏松和非金屬夾雜(如Ti?Ni?O,大400倍～500倍觀察，在任何視野內，疏松和非金屬夾雜應在2.8%以下(面積百分比)。疏松和非金屬夾雜的評價應在軋制產(chǎn)品直徑、厚度、寬度、高度、壁厚等方向上的6.3mm～94.0mm截面上進檢驗應采用ASTME1245的方法，或其他等效方法，使用平行于加工方向的軸向樣品進行。供貨商和410機械性能要求10.1取自成品的樣品，經(jīng)退火即材料經(jīng)過不低于800℃、不少于15min加熱，然后用水淬、氣體淬火或空氣冷卻的快速冷卻方式處理，其機械性能應符合表3的要求。表3退火態(tài)機械性能直徑或兩平行表面間距mm抗拉強度，RmMPa延伸率，A,測量長度50mm或4D%注：試驗環(huán)境20.0℃~24.0℃。4D指直徑的4倍。10.2為使產(chǎn)品具有供貨商和買方一致認可的較高的極限抗拉強度和較低的延伸率，或其他物理和機械性能，材料可以按冷加工態(tài)或熱處理態(tài)訂貨。10.3對于直徑或厚度大于50mm的產(chǎn)品，可將其軋制成板材或帶材后再取樣。對于直徑或厚度小于或等于50mm的產(chǎn)品，應從產(chǎn)品上取樣。10.4拉伸性能檢驗應在與樣品最終加工方向一致的軸向上進行，寬板產(chǎn)品的橫向拉伸性能應按用戶與供貨商協(xié)商的方法檢驗。10.5拉伸試驗應按ASTME8的規(guī)定進行，使用適合于被測產(chǎn)品尺寸的標準長度樣品，拉伸性能應滿足表3的要求。10.6其他特殊機械性能試驗應在訂貨單中規(guī)定。11特殊要求11.1尺寸公差和橢圓度公差應在訂貨單中規(guī)定。11.2根據(jù)產(chǎn)品形狀、取樣位置或熱處理而提出的特殊相變溫度的要求應在訂貨單中規(guī)定。11.3表面粗糙度應在訂貨單中規(guī)定。12證書供貨商在發(fā)貨時應提供材料按照本標準制造和檢驗的證書。證書應包括用戶與供貨商商定的化學成分、相變溫度、冶金結構、冶金結構分析的說明和機械性能的試驗結果匯總(見第7章、第8章、第9章和第10章)。13質量控制程序供貨商應保持一定的質量控制程序，例如符合YY/T0287的要求。14關鍵詞5(資料性附錄)A.1本標準涉及用于制造醫(yī)療器械和外科植入物，名義成分(質量分數(shù))54.5%～57.0%鎳的鎳-鈦合A.3熱-機械加工過程(尤其是冷加工和熱處理)影響鎳-鈦形狀記憶合金的相變溫度和其他物理、機械性能。8.4和10.1中規(guī)定的退火狀態(tài)僅指試驗樣品，成品通常以冷加工態(tài)或冷加工加熱處理態(tài)交貨。A.4熱-機械處理和化學處理能夠影響鑄錠的化學分析結果。例如，酸洗會導致氫含量增加。因此，規(guī)定在終軋產(chǎn)品上取樣分析氫含量(見7.2)。A.5本標準涉及的鎳-鈦合金，通常被稱為鎳鈦記憶合金。它不是一種單一的合金，而是一族用相變溫度標示的合金，相變溫度是在規(guī)定的熱-機械處理過程之后，在控制條件下測量的。A.6相變溫度一致性是指某一實驗室按照YY/T0641的試驗方法對某一成分合金測得的A。范圍。理和機械性能，這些殘留元素被控制在規(guī)定的范圍內。產(chǎn)品的分析允許差范圍是依據(jù)已證明的對這些元素含量的分析能力確定的。6(資料性附錄)生物相容性本標準涉及的材料成分從1972年以來已經(jīng)成功地應用于人體植入物，并顯示了自身良好的生物學反應特性水平。參考文獻如下：[1]Castleman,L.S.,etal.,“BiocomBiomedicalMaterialsResearch,Vol10,1976,pp.695-731.[2]Ryhanen,J.,etal.,"BiocompatabilityofNiCorrosionBehaviorinHumanCellCultures,"J.BiomedicalMatericalsResearch,Vol.35,1997,[3]Trigwell,S.andSelvaduray,G.,"EffectsofSurfaceFinishontheCorrosionofNiTiAlloyforBiomedicalApplications,"SMST-97ProceedingsoftheSecondInternationalConferenceonShapeMemoryandSuperelasticTechnologies,Pelton,Aetal.,(eds.),SMST,SantaClara,CA,[4]Wever,D.J.,etal.,"Cytotoxic,AllergicandGenotoxicActivityofaNickel-TitaniumAl-loy,”Biomateials,Vol.18,No.16,1997,pp.1115-1120.[5]Trepanier,C.etal.,“EffectoftheModificationoftheOxideLayeronNiTiStesionResistance,”J.BiomedicalMaterialsResearch,Vol.43,1998,pp.433-440.[6]Ryhanen,J.,"BiocompatibilityofNitinol,"MinimallyInvasiveTherapyandAlliedTech-nology,Vol.9,No.2,2000,pp.99-105.[7]Venugopalan,R.andTrepanier,C.,"AssessingtheCorrosionBehaviorofNitinolforMini-mallyInvasiveDeviceDesign,”MinimallyInvasiveTherapyandAlliedTechnology,Vol.9,No.2,2000,pp.67-73.[8]Thierry,B.,etal.,"NitinolversusStainlessSteelStents:AcuteThrombog