Специальные металлы, движущие инновации в медицинских приборах

Наука открывает альтернативы нержавеющей стали

Нержавеющая сталь в своих разных видах — включая 304, 316 и 316L, среди других — является материалом, образующим опору медицинской приборостроительной промышленности. Однако другие металлы важны и становятся еще более таковыми.

Это связано с тем, что по мере прогресса науки она также проталкивает границы металлургии. Это, в свою очередь, проложило путь как для создания новых применений, так и для использования более специальных металлов для компонентов медицинских приборов.

Сплавы, предлагающие новые варианты

Развитие специальных металлов в виде сплавов позволило медицинской приборостроительной промышленности заглянуть за пределы нержавеющей стали на другие подходящие материалы. Например, MP35N, сплав никель-кобальт, часто заменяет нержавеющую сталь благодаря полезным свойствам сплава.

С примерно в два раза большей прочностью, чем нержавеющая сталь, MP35N может использоваться для производства трубок с гораздо более тонкой стенкой и более тонким профилем. Кроме того, этот сплав с высоким содержанием молибдена обеспечивает дополнительную коррозийную стойкость.

Эта более мелкая, но все еще очень прочная трубка является преимуществом для применений, таких как мочеиспускательные процедуры.

Еще один отличный пример того, как успехи в науке толкают рынок медицинских приборов к специальным металлам — это растущее использование сплава никель-титан, также известного как нити놀 или NiTi, который обладает отличными свойствами памяти формы.

Нити놀 можно сделать в трубку, а затем дополнительно разрезать в очень маленький стент, который полностью схлопывается для легкого размещения внутри человеческого тела. Размещенный, стент возвращается к желаемой форме — такой как кривая, U или какая-то другая форма — основанной на его уникальной способности «помнить» свою исходную форму.

Нити놀 также используется для приборов, таких как эндоскопы, давая им высокую степень гибкости и сопротивления загибам.

(Узнайте больше о точной трубке, разрезанной из MP35N, нити놀 и других материалов.)

Специальные металлы рефрактарного типа

Ниобий — один из рефрактарных специальных металлов, используемых в современных медицинских приборах. Очень инертный и биосовместимый в дополнение к имеющим ценные свойства, такие как высокая тепловая и электрическая проводимость, ниобий часто используется для изготовления мелких деталей кардиостимуляторов.

Как очень пористый рефрактарный металл, поощряющий рост кости и прикрепление к нему, тантал полезен для имплантатов при использовании в присутствии кости. Тантал также используется для диагностических маркерных лент. Однако материал чаще используется как композит из-за стоимости и редкости элемента.

Вольфрам часто используется в компонентах медицинских приборов, таких как трубка, используемая для выполнения малоинвазивных лапароскопических и эндоскопических процедур. Помимо обеспечения механической прочности, вольфрам может использоваться там, где требуется рентгенопрозрачность, в основном в флюороскопических применениях.

С плотностью большей, чем у свинца, вольфрам также может использоваться как экологически безопасная альтернатива свинцу в качестве материала для рентгенозащиты. (Узнайте больше в нашей технической работе, Сравнительный анализ свойств вольфрама для применений в медицинских приборах.)

Развитие медицинских приборов, спроектированных для размещения и оставления внутри человеческого тела, привели производителей специальных металлов к нахождению новых применений для титана, bénéficiруя от таких открытий, как следующие:

• Как очень инертный материал, титан представляет малое или минимальное риск для человеческого тела при имплантации.
• Кость фактически вырастает соединения к титану, позволяя ему использоваться для замены изношенных или иначе непригодных костей.

Искусственные коленные суставы, бедренные суставы и другие подобные применения, вероятно, увидели свой наибольший рост благодаря использованию титана и его сплавов. Эти материалы гораздо более совместимы для этой цели, чем нержавеющая сталь, которая не срастается с человеческой костью.

Применения для драгоценных металлов

По мере создания приборов для имплантации в тело возникла необходимость тщательно отслеживать эти объекты. Так, например, когда хирурги размещают стент внутри тела, они полагаются на так называемые маркерные ленты, чтобы проверить, что стент в правильном месте и правильной формы.

Благодаря своей рентгенопрозрачности, естественно встречающиеся драгоценные металлы, такие как золото и платина, стали важны для своего использования как маркерные ленты — позволяя медицинским профессионалам видеть, где приборы размещены в человеческом теле.

Однако сегодняшние маркерные ленты могут быть сделаны из более широкого спектра рентгенопрозрачных металлов за пределами обычных 90% платины/10% иридия. Например, вольфрам, который рентгенопрозрачен и имеет плотность, идентичную золоту, но гораздо более низкую и предсказуемую ценовую точку, может использоваться.

Конечно, не все драгоценные металлы такие «благородные», как золото и платина. Например, пока серебро ценится в медицине за свои антимикробные свойства, оно должно быть тщательно спроектировано и редко используется для применений в медицинских приборах.

Аналогично, медь имеет антимикробные преимущества для использований, таких как предотвращение инфекций и больничная стерилизация. Однако медь создает тромбогенные проблемы, хотя она использовалась в внутриматочных сприалах и, при достаточном экранировании, может использоваться для обработки сигналов с имплантатами и диагностическими инструментами.

Специальные металлы, которые больше не используются

Даже когда открываются новые применения, есть другие специальные металлы, которые больше не используются в медицинских приборах.

Это связано с тем, что со временем наука раскрыла несовместимость материалов и даже токсичность для людей. В результате были подняты серьезные вопросы о ранее популярных промышленных процессах, используемых для улучшения внешнего вида и производительности приборов.

Например, хромовое покрытие когда-то широко использовалось для придания блеска деталям, но его использование в применениях медицинских приборов теперь почти полностью выведено. Несмотря на то, что хром — важный следовой элемент и малые количества необходимы для здоровья человека, воздействие неконтролируемых количеств наложенного хрома в медицинских приборах вредно.

Конечно, есть специальные металлы, которые никогда снова не найдут свой путь в медицинские приборы. Годами ртуть была распространена, но конечно сейчас мы знаем, что это ужасная идея.

Грустно, но у нас все еще есть напоминания сегодня, что свинец — еще один металл, который имеет нейротоксические эффекты. Поэтому он не используется, за исключением — осторожно и в утайке — для рентгенозащиты.

С другой стороны, возможно, никогда не стоит говорить «никогда»? Пока радиоактивные материалы следует избегать в большинстве применений, деструктивные свойства радиоактивных элементов все еще используются и полезны в лечении рака.

Эксперты в точных деталях из специальных металлов

По мере того как наука и медицинская технология продолжают продвигаться, Metal Cutting будет здесь, чтобы удовлетворять потребности медицинской приборостроительной промышленности в точной трубке и других деталях из специальных металлов.

Как компания по точной металлообработке, наши экспертные возможности включают очень жесткое допусковое резание, шлифовку, лаппирование и полировку всех металлов для применений в медицинских приборах. Мы также предоставляем вторичные операции, а также вольфрамовые и молибденовые продукты, такие как проволока, лента и стержень.

Позвоните в Metal Cutting для ваших потребностей в точных деталях — а пока читайте больше о будущем инноваций в медицинских приборах в нашей белой книге «Металлическая трубка в 21 веке: кому она нужна?».