Специальные металлы для медицинских устройств

Наука открывает альтернативы нержавеющей стали

Нержавеющая сталь в ее различных разновидностях, в том числе 304, 316 и 316L, является материалом, который составляет основу индустрии медицинского оборудования. Однако другие металлы важны и становятся еще более важными.

Это потому, что по мере развития науки она также раздвигает границы металлургии. Это, в свою очередь, открывает путь как для создания новых приложений, так и для использования большего количества специальных металлов для компонентов медицинских устройств. .

Сплавы с новыми возможностями

Разработка специальных металлов в виде сплавов позволила производителям медицинского оборудования найти другие подходящие материалы помимо нержавеющей стали. Например, MP35N , сплав никеля и кобальта, часто заменяют нержавеющую сталь из-за полезных свойств сплава.

Обладая примерно вдвое большей прочностью, чем нержавеющая сталь, MP35N может использоваться для производства труб с гораздо более тонкой стенкой и более тонким профилем. Кроме того, этот сплав с высоким содержанием молибдена обеспечивает дополнительную коррозионную стойкость.

Эта меньшая по размеру, но все же очень прочная трубка является преимуществом при проведении таких процедур, как операции на мочевыводящих путях.

Еще одним прекрасным примером успехов в науке, подтолкнувших рынок медицинского оборудования к использованию специальных металлов, является растущее использование никель-титана . сплав, также известный как нитинол или NiTi , который обладает превосходными свойствами памяти формы. .

Нитинол можно превратить в трубку, а затем разрезать на очень маленький стент, который полностью разрушается для удобства размещения внутри человеческого тела. После установки стент возвращается к желаемой форме — например, к кривой, U или какой-либо другой форме — благодаря своей уникальной способности «запоминать» свою первоначальную форму.

Нитинол также используется для таких устройств, как эндоскопы, что придает им высокую степень гибкости и устойчивость к перегибам.

(Подробнее о прецизионных трубках, вырезанных из MP35N, нитинола и других материалов.)

Специальные металлы тугоплавкого типа

Ниобий является одним из специальных тугоплавких металлов, используемых в современных медицинских устройствах. Очень инертный и биосовместимый, помимо таких ценных свойств, как высокая тепло- и электропроводность, ниобий часто используется для изготовления мелких деталей кардиостимуляторов.

Как очень пористый тугоплавкий металл, который способствует росту и прикреплению кости, тантал полезно для имплантатов при использовании в присутствии кости. Тантал также используется для диагностических маркеров. Однако этот материал чаще используется в качестве композита из-за стоимости и редкости элемента.

Вольфрам часто используется в компонентах медицинских устройств, таких как трубки, используемые для выполнения минимально инвазивных лапароскопических и эндоскопических процедур. Помимо обеспечения механической прочности, вольфрам можно использовать там, где требуется рентгеноконтрастность, в основном при рентгеноскопии.

Имея плотность больше, чем у свинца, вольфрам также может использоваться в качестве экологически безопасной альтернативы свинцу в качестве материала для защиты от радиации. (Подробнее читайте в нашей технической статье «Сравнительный анализ свойств вольфрама для применения в медицинских устройствах».)

Разработка медицинских устройств, предназначенных для размещения и оставления внутри человеческого тела, побудила производителей специальных металлов найти новые способы применения титана. , извлекая выгоду из .discovery, таких как следующие:

• Как очень инертный материал, титан представляет минимальный риск для человеческого организма при имплантации.
• Кость на самом деле соединяется с титаном, что позволяет использовать его для замены изношенных или непригодных для использования костей.

Искусственные коленные суставы , тазобедренные суставы , и другие подобные применения, вероятно, получили наибольший рост из-за использования титана и его сплавов. Эти материалы гораздо лучше подходят для этой цели, чем нержавеющая сталь, которая не сочетается с человеческой костью.

Заявки на драгоценные металлы

Поскольку были созданы устройства для имплантации в тело, также возникла необходимость тщательного отслеживания этих объектов. Так, например, когда хирурги помещают стент внутрь тела, они полагаются на так называемые маркерные полосы. чтобы убедиться, что стент находится в нужном месте и имеет правильную форму.

Из-за своей рентгеноконтрастности встречающиеся в природе драгоценные металлы, такие как золото и платина стали важными из-за их использования в качестве маркеров, позволяющих медицинским работникам видеть, где устройства размещаются в теле человека.

Однако современные маркерные ленты могут быть изготовлены из более широкого спектра рентгеноконтрастных металлов, помимо обычного 90% платины/10% иридия. Например, можно использовать вольфрам, который является рентгеноконтрастным и имеет плотность, идентичную золоту, но гораздо более низкую и более предсказуемую цену.

Конечно, не все драгоценные металлы такие «благородные», как золото и платина. Например, в то время как серебро ценится в медицине за его противомикробные свойства, он требует тщательной разработки и редко используется для медицинских устройств.

Точно так же медь обладает противомикробными свойствами для таких целей, как предотвращение инфекций и стерилизация в больницах. Тем не менее, медь вызывает тромбогенные проблемы, несмотря на то, что она использовалась во ВМС и при достаточном экранировании может использоваться для обработки сигналов с помощью имплантатов и диагностических инструментов.

Специальные металлы, которые больше не используются

Несмотря на то, что открываются новые области применения, существуют другие специальные металлы, которые больше не используются в медицинских устройствах.

Это потому, что со временем наука обнаружила несовместимость материалов и даже их токсичность для человека. В результате были подняты важные вопросы о ранее популярных промышленных процессах, используемых для улучшения внешнего вида и производительности устройств.

Например, хромовое покрытие когда-то широко использовался для придания блеска деталям, но теперь его использование в медицинских устройствах почти полностью прекращено. Несмотря на то, что хром является важным микроэлементом, и небольшие его количества необходимы для здоровья человека, воздействие неконтролируемых количеств хрома, нанесенного на медицинские устройства, вредно.

Конечно, есть специальные металлы, которые больше никогда не найдут применение в медицинских устройствах. Много лет назад ртуть была распространена, но, конечно, теперь мы знаем, что это ужасная идея.

К сожалению, сегодня у нас все еще есть напоминания о том, что свинец — это еще один металл, обладающий нейротоксичными эффектами. Поэтому его не используют, кроме как — осторожно и скрыто — для радиационной защиты.

С другой стороны, может быть, никогда не следует говорить никогда? В то время как радиоактивные материалы в большинстве случаев следует избегать, разрушительные свойства радиоактивных элементов по-прежнему используются и полезны при лечении рака.

Эксперты в области прецизионных деталей из специальных металлов

По мере того, как наука и медицинские технологии продолжают развиваться, Metal Cutting будет здесь, чтобы удовлетворить потребности индустрии медицинского оборудования в прецизионных трубках и других деталях, изготовленных из специальных металлов.

Как компания, занимающаяся прецизионным изготовлением металлов, наши экспертные возможности включают резку, шлифовку, притирку и полировку всех металлов с очень жесткими допусками для применения в медицинских устройствах. Мы также обеспечиваем вторичные операции, а также изделия из вольфрама и молибдена, такие как проволока, лента и пруток.

Позвоните в компанию Metal Cutting, если вам нужны прецизионные детали, а пока узнайте больше о будущем инноваций в медицинских устройствах в нашем техническом документе «Металлические трубки в 21 веке:кому это нужно?»