Наиболее важные металлы для медицинской промышленности

Сегодня контрактное производство медицинского оборудования является бурно развивающейся отраслью. Медицинское оборудование изготавливается из специальных металлов, чтобы обеспечить правильную работу оборудования в течение длительного времени без риска коррозии или воздействия окружающей среды, так как это может повлиять на выздоровление пациента.

Если вы являетесь разработчиком медицинских изделий или другого оборудования, используемого в сфере здравоохранения, вам необходимо тщательно выбирать материалы для изготовления. Как правило, для приложений, требующих максимальной прочности и долговечности, металл обычно выбирают вместо пластика или других материалов, особенно когда он используется для инструментов, выдерживающих большие механические нагрузки, или в качестве сменных соединений.

Более того, в дополнение к чисто механическим свойствам металлы, используемые в медицинских целях, также должны соответствовать определенным стандартам, которым не может соответствовать большинство других продуктов. Например, в присутствии человеческих тканей или биологических жидкостей может потребоваться, чтобы они были нетоксичными. Или им, возможно, придется противостоять чистящим химикатам, таким как моющие средства и спирт. Металл, используемый для имплантатов, должен быть не только нетоксичным, но и немагнитным и не вызывать коррозии.

Понимание различий между этими материалами и многих возможностей, предлагаемых каждым металлом, дает разработчикам определенную степень свободы в выборе подходящей марки или сплава для применения. Сегодня производители медицинских устройств и имплантируемых устройств могут выбирать из множества эффективных металлов.

В этой статье мы изучим, какие материалы подходят для изготовления изделий медицинского назначения. Некоторые распространенные металлы и металлические сплавы стали незаменимыми.

Нержавеющая сталь

Когда вы даете инструкции по интеграции металлических деталей в конструкцию медицинского устройства, обычно выбирают нержавеющую сталь серии 300.

Эти сплавы на самом деле не вызывают коррозии. Возможна различная отделка поверхности от отражающей до матовой; обеспечивает отличные механические и физические свойства; и его легче формовать или обрабатывать в разных частях.

Сплав нержавеющей стали состоит из 17-25% хрома и 8-25% никеля. Присутствие хрома обеспечивает некоторую коррозионную стойкость нержавеющей стали за счет образования исследовательской, клейкой и невидимой пленки оксида хрома на поверхности сплава.

Нержавеющая сталь является идеальным материалом для многих типов медицинских устройств. Он нетоксичен, не вызывает коррозии, долговечен и может быть отполирован до очень тонкой поверхности для легкой очистки.

Наиболее распространенными типами нержавеющей стали, используемой для медицинских имплантатов и пирсинга, являются 316 и 316L, которые обладают высокой коррозионной стойкостью. Это важно, потому что коррозия в крови может вызвать инфекцию и, возможно, даже смерть. Многие люди также имеют аллергические реакции на никель. Таким образом, он может заменить разновидности нержавеющей стали с низким содержанием никеля.

Большинство хирургических инструментов изготовлены из нержавеющей стали 440. Он не так устойчив к коррозии, как 316, но имеет более высокое содержание углерода, что означает, что его можно подвергать термообработке, чтобы получить очень острые кромки для режущих инструментов.

Его также можно использовать для пинцета, пинцета, кровоостанавливающего средства и других хирургических инструментов, которые должны быть прочными и легко очищаться и дезинфицироваться. Кроме того, сетка из нержавеющей стали иногда используется для внутрисосудистых стентов.

Титан

Среди широко используемых металлических материалов титан является одним из самых популярных металлов, используемых в производстве медицинских устройств. Помимо медицинского оборудования для внутреннего применения, он также используется для производства оборудования для наружного применения, такого как хирургические инструменты, стоматологическое оборудование и ортопедическое оборудование. Чистый титан — самый инертный и самый дорогой — обычно используется для деталей сверхвысокой надежности или деталей, остающихся на пациенте после операции. Титан в настоящее время является обычным заменителем нержавеющей стали и может использоваться для изготовления костных опор и заменителей кости. Он такой же прочный и долговечный, как нержавеющая сталь, в то же время легче по весу и обладает отличной биосовместимостью. К ним относятся сменные суставы, банки с кардиостимуляторами и другие металлические имплантаты.

Существуют титановые сплавы медицинского назначения, специально используемые для производства медицинских устройств. Титан 6AL4V ELI и титан 6AL4V представляют собой сплавы, состоящие из 4% ванадия и 6% алюминия. Титановый сплав гармонично сочетается с человеческим телом, поэтому очень подходит для изготовления медицинских изделий. Неудивительно, что из титановых сплавов также можно сделать множество перфораций.

Другие типы титана, используемые в медицинских устройствах, включают Gr.23 и Gr.5, которые являются специальными сортами, используемыми определенными производителями медицинского оборудования. Ti-6AL-4V ELI и Ti-6AL-4V обычно используются в производстве зубных имплантатов и стоматологического оборудования, в основном из-за их высокой устойчивости к разрушению.

Медь-титан также устойчива к бактериям и идеально подходит для хирургического оборудования, поскольку при воздействии бактерий не нужно беспокоиться о заражении, и ее можно безопасно использовать с оборудованием, излучающим радиацию

Алюминий

Хотя алюминий редко вступает в непосредственный контакт с телом, он очень часто используется для различных типов вспомогательного оборудования, которое должно быть легким, прочным и устойчивым к коррозии. Примеры включают каркасы кроватей, инвалидных колясок, трости, ортопедические стенты и внутривенные стенты. Поскольку необработанный алюминий легко ржавеет или окисляется, алюминиевые детали обычно необходимо красить или анодировать для повышения долговечности.

Ниобий

Ниобий является одним из тугоплавких специальных металлов, используемых сегодня в медицинском оборудовании. Ниобий очень инертен и биосовместим. Помимо таких ценных свойств, как высокая теплопроводность и высокая электропроводность, он часто используется для изготовления мелких деталей кардиостимуляторов. Тантал представляет собой высокопористый тугоплавкий металл, который способствует росту кости и прилипает к ней, поэтому тантал можно использовать для имплантатов при наличии кости. Этот материал также используется для диагностических маркерных лент. Однако из-за дороговизны и редкости элемента тантал часто используется в качестве композитного материала.

Вольфрам

Вольфрам также часто используется в медицинском оборудовании, таком как трубки, используемые для проведения малоинвазивных лапароскопических и эндоскопических процедур. Помимо обеспечения механической прочности, вольфрам также можно использовать там, где требуется рентгеноконтрастность, в основном при флуоресцентном контроле, а плотность вольфрама больше, чем у свинца, а также его можно использовать в качестве безвредного для окружающей среды заменителя свинца для радиационной защиты. материалы.

Нитинол

Нитинол представляет собой сплав из комбинации никеля и титана. Этот металл обратимо реагирует на приложение напряжения благодаря своим сверхэластичным свойствам. Память формы — это термин, используемый для обозначения способности нитинола деформироваться при определенной температуре, а затем восстанавливать свою первоначальную форму при воздействии температуры выше температуры его трансформации.

Благодаря своей способности выдерживать большие нагрузки нитинол широко используется в качестве идеального материала для проектирования и изготовления медицинского оборудования. Некоторые медицинские устройства, изготовленные с использованием этого металла, включают такие инструменты, как устройства для биопсии и небольшие инструменты для захвата. Идеально подходит для изготовления медицинских инструментов, которые можно легко расширять и расширять на большую площадь.

Благодаря своим уникальным характеристикам и малому весу нитинол отлично подходит для производства биомедицинских изделий, таких как скобы, инструменты для сердечных клапанов, сложные распорные устройства, костные анкеры, устройства для сердечных клапанов и различные имплантаты.

Его также можно использовать для создания локализуемых маркеров и диагностических линий для локализации опухоли молочной железы. Эти устройства предпочтительнее, поскольку они менее инвазивны при диагностике и лечении рака молочной железы.