Медицинские материалы: драйвер инноваций в разработке устройств для борьбы с COVID-19

Общественный кризис, вызванный вирусом COVID-19, добавляет срочности дизайнерам и инженерам, работающим над медицинскими устройствами и медработными продуктами.

Ключевой элемент в дизайне медицинского продукта — навигация по огромному спектру доступных материалов и определение, какие лучше подходят для медицинских устройств и других продуктов здравоохранения, особенно тех, что производятся сейчас для борьбы с пандемией (см. боковую панель). Обычно большой выбор — хорошо. Чем больше опций, тем лучше. Но больше выборов может означать больше сложностей и более сложный — и медленный — процесс принятия решений.

Чтобы ускорить этот процесс, вот обзор медицинских материалов, наиболее подходящих для медицинских устройств и других медработных компонентов.

Медицинские пластики и металлы для деталей и продуктов

В Protolabs цифровое производство ускоряет процессы вроде прототипирования и малосерийного производства — идеальный рецепт для разработки медицинских продуктов.

Выбор материала находится на переднем крае процесса дизайна для производства, и вы найдете множество вариантов медицинских материалов: высокотемпературные пластики, медицинский силиконовый каучук, 3D-печатный микро-разрешающий материал, конечные металлы и другие товарные материалы, подходящие для малосерийного производства.

Так какие материалы лучше всего работают для медицинских приложений?

Медицинские пластики. Высокотемпературные пластики вроде PEEK и PEI (Ultem) предлагают высокую термостойкость, устойчивость к ползучести и подходят для приложений, требующих стерилизации. Например, детали медицинского устройства могут выдерживать экстремальный жар автоклава или жесткую химическую стерилизацию между использованиями.

Медицинский силикон. Dow Corning’s QP1-250, например, имеет отличную термическую, химическую и электрическую стойкость и биосовместимость. Обычно может использоваться в приложениях, требующих контакта с кожей.

Carbon RPU и FPU. Carbon DLS использует жесткие и полужесткие полиуретановые материалы для 3D-печати функциональных деталей, идеальных для позднего прототипирования или конечных устройств.

Микро-разрешение. MicroFine™ (зеленый и серый) — эксклюзивный материал Protolabs. Печатайте сложные 3D-детали, как приборы точной инструментарии и диагностические компоненты, с микро-размерными элементами до 0,0025 дюйма.

Прозрачность. Материалы 3D-печати вроде ABS-подобный прозрачный (WaterShed XC 11122) и PC-подобный прозрачный (Accura 60) могут быть отобработаны для демонстрации функциональной прозрачности в микрофлюидных деталях и прозрачных компонентах вроде линз и корпусов, используемых в различных медицинских приложениях.

Медицинские металлы и сплавы. Между механически обработанными и 3D-печатными металлами и сплавами, плюс листовый металл, доступно более 20 металлических материалов для медицинских компонентов, инструментов и других приложений. Металлические сплавы вроде Inconel (никель-хромовый суперсплав) могут использоваться в процессе 3D-печати DMLS, обладая высокой прочностью и термостойкостью, в то время как различные нержавеющие стали привносят коррозионную стойкость и прочность. Титан — легкий, термо- и коррозионно-стойкий, также может использоваться с DMLS для производства полностью функциональных 3D-печатных медицинских компонентов.

Для подробностей ознакомьтесь с нашим Руководством по сравнению материалов.

Слово о тестировании медицинских устройств

В строго регулируемом мире медицины и медицинских продуктов, рассмотрение материалов также важно, потому что дизайнеры и инженеры должны пройти свои продукты через строгое тестирование от фазы разработки до коммерциализации. Соответственно, выбранные материалы должны пройти эти критические оценки. NAMSA и Toxikon — два авторитетных ресурса, которые медицинские компании используют для тестирования.

В конечном счете, работа дизайнеров и инженеров медработы в наши дни — включая применение правильных медицинских материалов — приобрела большее чувство срочности, поскольку индустрия работает над внедрением новых идей и инноваций для борьбы с пандемией COVID-19.