ในสาขาศัลยกรรมกระดูกสัตว์ การเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการยึดตรึงภายในนั้นต้องพิจารณาถึงความสมดุลระหว่างความแข็งแรงเชิงกล ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ และความต้านทานการกัดกร่อนในระยะยาว แม้ว่า โลหะผสม 316Lจะเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมมานานแล้ว แต่ โลหะผสม เกรด 317ก็เป็นโลหะผสมที่ถูกนำมาใช้มากขึ้นเรื่อยๆ ในการใช้งานเฉพาะทาง
ด้านล่างนี้คือการวิเคราะห์อย่างเป็นกลางเพื่อเปรียบเทียบเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกทั้งสองชนิดนี้
องค์ประกอบทางเคมีและโลหะวิทยา
ทั้ง 316 และ 317 จัดอยู่ในกลุ่มเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกซีรีส์ 300 ความแตกต่างที่สำคัญอยู่ที่ความเข้มข้นของธาตุผสม โดยเฉพาะโมลิบเดนัม (Mo) และโครเมียม (Cr)
- 316 ลิตร: มีส่วนประกอบของโมลิบเดนัม 2.0% – 3.0%
- 317: ประกอบด้วย โมลิบเดนัม 3.0% – 4.0% และมีปริมาณโครเมียมในสัดส่วนที่สูงขึ้น
บทบาทของโมลิบเดนัม:โมลิบเดนัมถูกเติมเข้าไปเพื่อเพิ่มความต้านทานต่อ "การกัดกร่อนแบบเป็นหลุม" ซึ่งเป็นรูปแบบการกัดกร่อนเฉพาะจุดที่อาจเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์สูง เช่น สภาพแวดล้อมทางสรีรวิทยาที่มีเกลือสูงของสุนัขหรือแมว
ความต้านทานการกัดกร่อน (การวิเคราะห์ PREN)
ค่าPitting Resistance Equivalent Number (PREN)เป็นการวัดทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้ในการจัดอันดับความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิม
- เกรด 316L โดยทั่วไปจะได้ค่า PREN ดังนี้ 23 26-.
- เกรด 317 โดยทั่วไปจะได้ค่า PREN ดังนี้ 28 33-.
ค่า PREN ที่สูงขึ้นของเกรด 317 บ่งชี้ว่ามีชั้นป้องกันการกัดกร่อนที่แข็งแรงกว่าบนพื้นผิวโลหะ ในทางคลินิกแล้ว นี่เป็นการเพิ่มความปลอดภัยอีกระดับหนึ่งจากการกัดกร่อนตามรอยแตก ซึ่งบางครั้งอาจเกิดขึ้นที่บริเวณรอยต่อระหว่างหัวสกรูกับรูแผ่นโลหะ
คุณสมบัติทางกล
ความทนทานต่อการกัดกร่อนและความสามารถในการขึ้นรูปนั้นมีความสมดุลกัน:
- ความแข็งแรง: เหล็กเกรด 317 โดยทั่วไปมีกำลังรับแรงดึงและแรงครากสูงกว่าเกรด 316 ซึ่งให้ความแข็งแรงของโครงสร้างที่ดีเยี่ยมสำหรับวัสดุปลูกถ่ายที่มีรูปทรงบาง เช่น... แผ่นหนา 1.5 มม.ซึ่งต้องทนต่อแรงกดซ้ำๆ ในช่วงแรกของการสมานกระดูก
- ความยืดหยุ่นและความแข็ง: เหล็กเกรด 317 เป็นวัสดุที่ “แข็งแรงกว่า” แม้ว่าความแข็งแรงนี้จะทำให้มีความทนทานสูง แต่ก็หมายความว่าวัสดุนี้จะดัดงอได้ยากกว่าเหล็กเกรด 316 เล็กน้อย สำหรับศัลยแพทย์แล้ว นี่หมายถึงวัสดุปลูกถ่ายที่รู้สึก “แข็ง” กว่าและคงรูปทรงได้ดีมากเมื่อใส่เข้าไปแล้ว
ตารางเปรียบเทียบเชิงวัตถุวิสัย
| คุณสมบัติ (Feature) | เหล็กสแตนเลส 316 | เหล็กสแตนเลส 317 |
| ความต้านทานแบบหลุม | มาตรฐาน/เชื่อถือได้ | ปรับปรุงแล้ว (เนื่องจากมีโมลิบเดนัมสูงขึ้น) |
| ความต้านแรงดึง | ปานกลาง | สูงกว่า |
| ความอ่อน | สูง (งอได้ง่ายกว่า) | ปานกลาง (คืนตัวได้ดี) |
| ประวัติการทำงานทางคลินิก | ใช้งานกันอย่างแพร่หลายมานานหลายทศวรรษ | มีการใช้งานเพิ่มมากขึ้นในกรณีพิเศษ/รับน้ำหนักสูง |
| biocompatibility | ยอดเยี่ยม | ยอดเยี่ยม |
เหตุใดจึงควรใช้เหล็กเกรด 317 สำหรับจานที่ตัดได้?
การเลือกใช้เหล็กเกรด 317 สำหรับแผ่นโลหะยึดกระดูกแบบตัดได้ 30 รูนั้นเป็นการตัดสินใจทางวิศวกรรมที่เฉพาะเจาะจง เนื่องจากแผ่นโลหะแบบตัดได้มักใช้ในผู้ป่วยที่มีขนาดเล็ก ซึ่งวัสดุปลูกถ่ายต้องบาง (1.5 มม.) เพื่อหลีกเลี่ยงแรงตึงของเนื้อเยื่ออ่อน วัสดุจึงต้องชดเชยความบางด้วยความแข็งแรงที่สูงกว่า
เหล็กเกรด 317 ให้โครงสร้างที่แข็งแรงเป็นพิเศษและเสถียรภาพทางเคมีที่เหนือกว่า ทำให้มั่นใจได้ว่าแม้เมื่อแผ่นเหล็กถูกตัดและขึ้นรูป วัสดุยังคงมีความเสถียรและทนทานต่อสภาพแวดล้อมทางชีวภาพ
สรุป
วัสดุทั้งสองชนิดไม่ได้ “ดีกว่า” กันโดยสิ้นเชิง แต่ตอบสนองความต้องการทางการแพทย์ที่แตกต่างกันเกรด 316ยังคงเป็นมาตรฐานที่ใช้งานได้หลากหลายและง่ายต่อการใช้งานทั่วไป ในขณะ ที่ เกรด 317เป็นทางเลือกที่แข็งแกร่งกว่าสำหรับศัลยแพทย์ที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อนสูงกว่าและความแข็งแรงของวัสดุที่เพิ่มขึ้นในการใช้งานด้านศัลยกรรมกระดูกและข้อที่ต้องการความทนทานสูง