המתכות החשובות ביותר המשמשות למכשירים רפואיים

פיתוח מכשירי בריאות או מוצרים רפואיים אחרים דורש בחירה קפדנית של חומרי ייצור. חומרי מתכת הם לרוב הבחירה הטובה ביותר עבור יישומים הדורשים עמידות וחוזק גבוהים. התקנים הכפופים ללחץ מכני מוגבר צריכים להיעשות עם מתכות.

מלבד התכונות המכניות שלהן, מתכות רפואיות חייבות לעמוד בקריטריונים מסוימים כדי להכשיר אותן ליישומים רפואיים. חלק מהקריטריונים הללו כוללים עמידות בפני קורוזיה, חוסר רעילות, לא מגנטי ועוד.

ייצור מתכות חיוני בתעשייה הרפואית, וישנם משתנים רבים המעורבים בבחירת מתכות. לפיכך, ה-FDA וסוכנויות אחרות מאשרות רק את המוצר הסופי ולא חומרי גלם. עם זאת, הצעד הראשון לקראת ייצור מכשור רפואי איכותי הוא בחירת חומרים ביו-תואמים.

מאמר זה יבחן את המתכות החשובות ביותר ליישומים רפואיים.

דוגמאות למכשירים רפואיים מעובדים מתכת

---

תהליכי עיבוד שונים עוזרים לייצור חלקים רפואיים חיוניים בעיבוד מדויק כגון:

• שתלים רפואיים כגון שתלים דנטליים, מפרקים חלופיים ושתלים אורטופדיים
• מכשירים כירורגיים לניתוחים, לרבות מספריים כירורגיים, מלקחיים, מלחציים, בלנדרי צלחות וכו'.
• חלקים רפואיים חשמליים כמו מתגים למכונות, ציוד אבחון, בתי מוניטור, מנופים ועוד.
• מכשירים רפואיים מעובדים במכונה כמו ברגי עצם לחלקים, שתלים, צינורות ותומכנים.

מהן המתכות החשובות ביותר עבור יישומים בתעשייה הרפואית?

מספר מתכות וסגסוגות זמינות עבור יישומים בעולם האמיתי בתעשייה הרפואית. להלן כמה מהמתכות הנפוצות ביותר והשימושים שלהן במגזר הבריאות.

פלדות אל חלד

סגסוגות נירוסטה הן בין המתכות הנפוצות ביותר עבור מספר מוצרים. זהו חומר עמיד בפני קורוזיה, עמיד ולא רעיל, מה שהופך אותו לאידיאלי עבור יישומים רפואיים שונים. פלדות אל חלד מאפשרות גם גימורי משטח עדינים כדי להבטיח ניקוי קל של חומרים.

ישנם סוגי נירוסטה שונים המשמשים בתעשיית הרפואה. סדרת 300 היא בדרך כלל הבחירה הראשונה כאשר חלקי מתכת אמורים להיכלל בתכנון מכשיר רפואי.

הסיבה לכך היא האופי הלא קורוזיבי שלהם וקלות הייצור שלהם. הם מציעים גם תכונות פיזיות ומכניות מעולות.

הנפוצים כוללים את הדברים הבאים:

בדרך כלל, נירוסטה מסוגלת לעמוד בטמפרטורות גבוהות מאוד, עד 400 מעלות צלזיוס. משמעות הדבר היא שניתן לעקר אותם בקלות באוטוקלאבים ובתנורים.

הן מתכות בעלות ביצועים גבוהים כשהשימוש הפופולרי שלהן הוא ביישומים אורטופדיים כגון החלפת מפרקים או לייצוב עצמות עם לוחות וברגים.

סגסוגות נירוסטה חשובות גם בשל עמידותן וקלות הניקוי והעיקור שלהן. מאפיינים אלה הופכים אותם לשימושיים במכשירים כירורגיים כמו מלקחיים, פינצטה, מסירי רובד עורקים והמוסטאטים.

סגסוגות קובלט-כרום

קובלט-כרום היא מתכת נפוצה נוספת המשמשת במגזר הבריאות. יש לו חוזק גבוה, עמידות בפני שחיקה ויכול לסבול טמפרטורות גבוהות. מסיבה זו, הוא משמש בעיקר להשתלות שיניים ומפרקים חלופיים.

סגסוגת מתכת קובלט-כרום המשמשת בשתלים אורטופדיים מכילה לרוב קובלט, כרום, מוליבדן ואלמנטים אחרים. זוהי מתכת תואמת ביולוגית, מה שהופך אותה לשימושית עוד יותר.

יתר על כן, ליטוש אלקטרו גורם לסגסוגות קובלט-כרום להיות משטחים חלקים יותר, המונעים זיהום. למרות היותו די קשה, עיבוד מותאם אישית יכול לעזור ליצור חלקים מכרום קובלט בקלות.

טיטניום וסגסוגותיו

טיטניום הוא כיום התחליף המועדף לפלדת אל חלד להחלפות עצם ותמיכות שלד. זהו חומר קל בעל תאימות ביולוגית מעולה. למרות הקלות שלו, הוא חזק מאוד ועמיד.

התאימות הביולוגית של סגסוגות טיטניום נובעת מהטבע האינרטי שלהן. זה הופך אותם לשימושיים עבור חלקים שנשארים בתוך המטופלים לאחר הניתוח וחלקים אחרים בעלי אמינות גבוהה. חלקים כאלה כוללים מכשירים הניתנים להשתלה, החלפת מפרקים, ברגים של עצם וכו'.

היצרנים מעסיקים טיטניום באזורים שבהם נירוסטה אינה עומדת בדרישות לחוזק, קשיות ועמידות בפני קורוזיה. סגסוגות טיטניום Ti-6AL-4V נמצאות בשימוש נרחב עבור יישומים ניתנים להשתלה.

טיטניום דרגות 1 ו-2 הם גם צדדיים מכיוון שהם מאפשרים תהליכי ייצור שונים. סגסוגות אלו עמידות יותר בחום, מסוגלות לעמוד בפני עד 430 מעלות צלזיוס. כאשר הוא נחשף לאוויר, הוא יכול גם ליצור סרט תחמוצת מגן, מה שהופך אותו לעמיד בפני קורוזיה.

אתה יכול לקבל מכשיר רפואי מותאם באופן מושלם מסריקה של מטופל עם טיטניום. זוהי מתכת בחירה עבור לוחות אורטופדיים, סיכות, מוטות והשתלות שיניים.

נחושת

נחושת היא מתכת די רכה. לפיכך, מעצבים ממעטים לבחור בו לשימוש בשתלים רפואיים מכיוון שרכותו עלולה להוביל לרעילות ברקמות. עם זאת, היצרנים עדיין משתמשים בכמה סגסוגות נחושת בשתלים דנטליים.

הם גם משתמשים בו לייצור חלקים המסייעים במניעת זיהומים במהלך פעולות השתלת עצם. התכונות האנטיבקטריאליות הבולטות של הנחושת הופכות אותו לשימושי מאוד. מאפיינים אלה הופכים אותו לאידיאלי עבור משטחים בהם נוגעים באופן קבוע כמו מעקות מיטה, ידיות לדלתות ומתגים.

יתרון ייחודי נוסף של נחושת הוא שה-FDA אישר למעלה מ-400 סגסוגות נחושת כביוצידיות למניעת וירוסים, כולל נגיף הקורונה.

אלומיניום

בעוד שניתן להשתמש בו לעתים רחוקות במוצרים במגע ישיר עם גוף המטופל, אלומיניום שימושי עבור ציוד תמיכה רבים שאמור להיות חזק וקל. דוגמאות לציוד אלו כוללות מכשירים רפואיים, כסאות גלגלים, תומכים אורטופדיים וכו'.

זה גם מקנה עמידות בפני קורוזיה לרכיב. אלומיניום גולמי יכול בקלות להתחמצן ולהכתים. לכן, גימור פני השטח של חלקים עשויים אלומיניום חשוב לעמידות.

מגנזיום

מגנזיום הוא מתכת ביו-תואמת עם יחס חוזק למשקל מצוין. עם זאת, זה לא חומר בשימוש מסורתי במכשיר רפואי. הסיבה לכך היא שמגנזיום יכול להיות מאוד תגובתי כאשר הוא נחשף לחמצן או נוזלים אחרים.

לפעמים, יש צורך בטיפול משטח כלשהו לפני השימוש בחלקים עשויים מגנזיום. עם זאת, מגנזיום נוטה להתפרק באופן בטוח וטבעי. תכונה זו הופכת אותו לשימוש נפוץ בייצור של החלפות השתלות עצם ושסתומי לב.

השימוש בו בתומכי לב, למשל, מונע את הצורך בפרוצדורות כירורגיות אחרות להסרת הסטנט. יציקה בלחץ ועיבוד של מגנזיום אפשריים גם לייצור חלקים גדולים.

שיקולים לבחירת מתכת למוצרים רפואיים

למרות שלחומרים אלה יש את התכונות הייחודיות שלהם, מציאת הטוב ביותר עבור היישום שלך היא חיונית. הנה כמה מהדברים שיש לקחת בחשבון:

תכונות מכאניות

מתכות המשמשות לציוד רפואי צריכות להיות בדרך כלל ניתנות לעיבוד כדי לאפשר עיצוב קל ומדויק. עם זאת, הם לא צריכים להיות גמישים מדי כדי למנוע מהם להישבר במהלך השימוש. הם גם חייבים להיות רקיעים למדי – המודולוס הנמוך ביותר הוא 100GPa.

יכולת עמידה בטמפרטורות גבוהות

כלים ומכשירים רפואיים נתונים לעתים קרובות לטמפרטורות מוגברות במהלך עיקור. עיקור בחיטוי מגיע לעתים קרובות ל-121 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות.

העיקור שנעשה בתנורים עם אוויר חם עשוי להגיע ל-160 מעלות צלזיוס למשך שעה. לפיכך, החומר שתבחר צריך לחוות שינוי ממדי מינימלי רק לאחר עיקור.

עמידות בפני קורוזיה

מכשירי ניתוח באים לעתים קרובות במגע עם נוזלי גוף אנושיים, חומרי ניקוי ומים. נוזלים אלו מכילים אלמנטים שעלולים לגרום לקורוזיה. חלודה עלולה להכתים קשות את החומרים, מה שהופך אותם למסוכנים לשימוש בחולים.

לכן, אתה רוצה לבחור חומר בעל עמידות גבוהה בפני קורוזיה. דוגמה טיפוסית למתכות כאלה היא נירוסטה. עם זאת, אילגון וגימור משטח אחר יכולים להפוך את המתכות לאלומיניום לפחות קורוזיביות.

תאימות ביולוגית

החומר שתבחר עבור ציוד המתכת שלך חייב להיות תואם ביולוגי לרקמות הגוף. חומרים תואמים ביו הם אלה שאינם מייצרים תגובות ביולוגיות אימונולוגיות או רעילות כאשר הם נחשפים לגוף.

דרגות הטיטניום והנירוסטה השונות תואמות ביולוגיות ואינן גורמות לבעיות רגישות יתר.

עמידות בפני בלאי

מכשירים רפואיים צריכים להיות בעלי רמת ביצועים גבוהה ביותר. לכן, עליך לבחור חומר חזק ועמיד מספיק כדי לעמוד בסביבה התפעולית בתעשייה הרפואית.

זה חייב להיות עמיד ואמין כאשר הוא נתון לחום, רעידות, חומרי מאכל ואחרים – דרגת טיטניום יוצאת בראש. עם זאת, נירוסטה ומתכות אחרות במאמר זה חזקות מספיק כדי לעמוד בסביבות תפעוליות.

איזו מתכת רפואית מתאימה ליישום שלך?

טיטניום, נירוסטה וסגסוגות על בסיס ניקל הן בדרך כלל מורכבות יותר מחומרים אחרים בשימוש נדיר. עם זאת, יש להם גם מגוון רחב יותר של יכולות. "מתכות מיוחדות" אלו ניתנות להתאמה אישית לצרכי עיצוב ספציפיים באמצעות תהליכי עיבוד שונים.

זה יעזור להם להדגים תכונות פיזיות ומכאניות מסוימות. לאחר שתכיר את נבכי המתכות, תבחין באלו יוצאי הדופן עבור היישומים הרפואיים שלך. הם מציעים יתרונות ייחודיים רבים עבור יישומים רפואיים.

יתרונות אלה כוללים עמידות בפני קורוזיה, צדדיות יוצאת דופן ותכונות אופטימליות אחרות. בסופו של דבר, המתכת המתאימה למוצר שלך תהיה תלויה ביישומים של מוצר כזה.

ישנן מספר מתכות זמינות לשימוש בתעשיות שונות. עם זאת, לתעשיית הרפואה יש דרישות ייחודיות למוצריה. כמה מהמתכות החשובות ביותר למוצרים רפואיים כוללות נירוסטה, טיטניום, נחושת, אלומיניום, קובלט-כרום ומגנזיום. זה חיוני לשקול את המאפיינים של מתכות אלה והסגסוגות שלהן כדי לבחור את הציונים הטובים ביותר עבור המוצר שלך.

לאנשי המקצוע ב-Be-Cu.com יש ידע נרחב במתכות השונות. לפיכך, אנו מבטיחים שכל הפרויקטים שלנו תומכים בשימוש בתעשייה הרפואית. ההסמכה והמומחיות שלנו מאפשרות לנו לספק את הטוב ביותר בכל פרויקט. פנו אלינו עוד היום, ובואו נתחיל לעבוד.