由于鎳鈦材料具有超彈性、形狀記憶性能，廣泛應用于心血管植入器械，例如血管支架，心臟瓣膜，導絲和腔靜脈濾器。鎳鈦材料在其他醫療器械領域的使用也正在增長，尤其是應用于微創手術的產品。鎳鈦材料在加工成成品前會經過多種加工工藝處理，如：熱處理過程（激光切割、退火、熱定型等），表面處理過程（微噴砂、酸洗、拋光、鈍化等），這些過程對鎳鈦合金的耐腐蝕性能具有顯著影響，而產品耐腐蝕性能降低，有可能導致鎳鈦植入物在組織中產生局部腐蝕，嚴重的腐蝕會導致器械失效，腐蝕產物（金屬離子釋放）能引起刺激生物和組織反應，影響植入器械的安全有效性。 

基于FDA在2020年10月公布的指導文件《Technical Considerations for Non-Clinical Assessmentof Medical Devices Containing Nitinol》，該指導文件概括了FDA對鎳鈦合金器械的最新技術觀點。本指導原則中對于鎳鈦器械的腐蝕性能評估，重點關注了點蝕和電偶腐蝕，并給出了評估方法及思路。要對鎳鈦材料的有害腐蝕產物-鎳離子分析，還需從鎳鈦材料腐蝕機理及評估指標入手，我們來看看FDA對哪些情況需要考慮鎳離子釋放測試的具體要求。

01、FDA重點關注的鎳鈦材料腐蝕

點蝕：點狀腐蝕是一種局部腐蝕形式。當材料的離散區域失去鈍態并遭受腐蝕而大部分表面不受影響時，就會發生點狀腐蝕。局部腐蝕所產生的小孔（凹點）能迅速穿透材料并導致材料失效。材料的點狀腐蝕尤其取決于在有足夠的氧化電位環境中存在的腐蝕性離子（例如，氯離子）種類。

電偶腐蝕：也稱為雙金屬腐蝕，是腐蝕的一種形式，即兩種不同金屬在電接觸時其中一種金屬優先腐蝕。較低電位（較小惰性）金屬的腐蝕增強，同時伴有較高電位（較大惰性）金屬的部分或完全陰極保護。與點蝕類似，電偶腐蝕可能導致鎳離子釋放速率高于預期，或損害材料的完整性。

02、鎳鈦材料耐腐蝕評估方法

器械的點蝕敏感性評估與貯存方法和模擬的體內條件相關。

點蝕可以通過電化學方法進行評估，如ASTM F2129循環動態電位極化測量。在低電位，縫隙腐蝕相對點蝕更容易發生，因此測試樣品的縫隙干擾會導致低估樣品抗點蝕性能。應在測試后對樣品進行顯微檢查（例如，ASTM G161中的描述），以評價凹點和/或縫隙腐蝕的存在，因為在安裝測試樣品時，很難不在樣品或安裝接觸面形成縫隙。

FDA建議：對于與人體長期使用和永久接觸的鎳鈦器械進行點蝕測試。另外，如果鎳鈦材料涂覆上了不導電的材料(如聚合物)，則建議使用經過與成品相同的熱處理的無涂覆樣品，作為點蝕測試的worst-case樣品。同時考慮測試樣本量合理性。

電偶腐蝕可通過ASTM F3044標準中的方法測試，詳細說明電偶腐蝕的風險。

FDA建議：如果器械在臨床使用過程中預計會發生器械之間的交疊或如果器械含有一種以上不同類型的金屬，應考慮電偶腐蝕測試，宜詳細說明不同材料接觸可能產生的電偶腐蝕?？梢赃x擇能代表在相同制造工藝條件下的鎳鈦金屬片作為電偶腐蝕測試的worst-case樣品。另外，如果由電偶聯引起的電位偏移較小，并且陰極與陽極材料的相對表面比率較低(例如，標記物與支架表面比率)，則可以用科學的理由來代替此項測試。

03、鎳鈦材料耐腐蝕性指標

對于鎳鈦植入器械的耐腐蝕性能，目前較常見的是通過如下2種方法評定：

第一種，可參考文獻引用或同類器械以往的經驗。然而，器械特定的材料、設計和制造過程會降低或消除參考文獻的適用性，需要證明它們的表面化學性質是等同的，對照樣品與測試樣品有相似的材料，相同的植入位置及環境。

第二種，認為耐腐蝕性接受準則--擊穿電位值應大于600mV，如果低于300mV則不能接受。當擊穿電位大于300mV，小于600mV時，需要進行更多的測試，以便確定器械是否真的適合在體內環境中使用。[1,2]

04、FDA要求哪些情況需要考慮鎳離子釋放

如果點蝕試驗結果符合預先規定的驗收標準，同時器械制造過程中使用的表面處理工藝（如電解拋光、化學腐蝕或機械拋光等）有良好的臨床應用歷史(也就是說,沒有發生與腐蝕或鎳離子釋放相關的不良事件), 則不必要開展進一步的鎳離子測試。

如果測試結果不符合預先規定的驗收標準，或者器械不是使用已有臨床使用歷史的表面處理工藝制造的，FDA建議描述鎳離子釋放的研究，以評估存在的臨床應用風險?？捎萌缦铝鞒虉D來說明推薦的腐蝕敏感性測試和鎳離子釋放測試考慮。

圖 1腐蝕敏感性測試流程圖

最后，對鎳鈦材料析出鎳離子檢測參考標準匯總，匯總如下：

ASTM F3306-19 Standard Test Method for Ion Release Evaluation of MedicalImplants；

GBZ/T 314-2018 血中鎳的測定石墨爐原子吸收光譜法。

參考文獻

1.Corbett, R.A. and Rosenbloom, S.N. An assessment ofASTM F2129 Electrochemical Testing of Small Medical Implants – Lessons Learned.Proceedings of NACE 2007.

2.Corbett RA. Laboratorycorrosion testing of medical implants. Proceedings of Materials and Processesfor Medical Devices Conference; 2004: ASM International, Materials Park, OH.