Speciale metalen voor toepassingen in medische hulpmiddelen

Wetenschap opent alternatieven voor roestvrij staal

Roestvast staal in zijn verschillende varianten, waaronder 304, 316 en 316L, is het materiaal dat de ruggengraat vormt van de industrie voor medische hulpmiddelen. Andere metalen zijn echter belangrijk en worden dat nog belangrijker.

Dat komt omdat naarmate de wetenschap vordert, het ook de grenzen van de metallurgie verlegt. Dit maakt op zijn beurt de weg vrij voor zowel het creëren van nieuwe toepassingen als het gebruik van meer speciale metalen voor componenten van medische hulpmiddelen .

Legeringen die nieuwe opties bieden

De ontwikkeling van speciale metalen in de vorm van legeringen heeft de industrie voor medische hulpmiddelen in staat gesteld om verder te kijken dan roestvrij staal voor andere geschikte materialen. Bijvoorbeeld MP35N , een nikkel-kobaltlegering, wordt vaak vervangen door roestvrij staal vanwege de nuttige eigenschappen van de legering.

Met ongeveer twee keer de sterkte van roestvrij staal, kan MP35N worden gebruikt om buizen te produceren met een veel dunnere wand en een dunner profiel. Bovendien zorgt deze legering met een hoog molybdeengehalte voor extra corrosieweerstand.

Deze kleinere maar toch zeer sterke slang is een voordeel voor toepassingen zoals urinewegprocedures.

Een ander geweldig voorbeeld van wetenschappelijke vooruitgang die de markt voor medische hulpmiddelen naar speciale metalen duwt, is het toenemende gebruik van nikkel-titanium legering, ook bekend als nitinol of NiTi , die uitstekende vormgeheugeneigenschappen heeft .

Nitinol kan in een buis worden gemaakt en vervolgens verder worden gesneden in een zeer kleine stent die volledig instort voor gemakkelijke plaatsing in het menselijk lichaam. Eenmaal geplaatst, keert de stent terug naar de gewenste vorm - zoals een curve, een U of een andere vorm - op basis van zijn unieke vermogen om zijn oorspronkelijke vorm te "herinneren".

Nitinol wordt ook gebruikt voor apparaten zoals endoscopen, waardoor ze een hoge mate van flexibiliteit en knikbestendigheid hebben.

(Meer informatie over precisieslangen gesneden uit MP35N, nitinol en andere materialen.)

Speciale metalen van het vuurvaste type

Niobium is een van de vuurvaste speciale metalen die tegenwoordig in medische hulpmiddelen worden gebruikt. Zeer inert en biocompatibel naast waardevolle eigenschappen zoals een hoge thermische en elektrische geleidbaarheid, wordt niobium vaak gebruikt om kleine onderdelen van pacemakers te maken.

Als een zeer poreus vuurvast metaal dat bot aanmoedigt om te groeien en zich eraan te hechten, tantaal is nuttig voor implantaten bij gebruik in aanwezigheid van bot. Tantaal wordt ook gebruikt voor diagnostische markerbanden. Het materiaal wordt echter vaker gebruikt als composiet vanwege de kosten en de zeldzaamheid van het element.

Tungsten wordt vaak gebruikt in componenten van medische hulpmiddelen, zoals de slangen die worden gebruikt om minimaal invasieve laparoscopische en endoscopische procedures uit te voeren. Naast mechanische sterkte kan wolfraam worden gebruikt waar radiopaciteit vereist is, voornamelijk in fluoroscopietoepassingen.

Met een dichtheid die groter is dan die van lood, kan wolfraam ook worden gebruikt als een milieuvriendelijk alternatief voor lood als stralingsafschermend materiaal. (Lees meer in onze technische paper, A Comparative Analysis of the Properties of Tungsten for Medical Device Applications.)

De ontwikkeling van medische apparaten die zijn ontworpen om in het menselijk lichaam te worden geplaatst en achtergelaten, heeft ertoe geleid dat gespecialiseerde metaalfabrikanten nieuwe toepassingen hebben gevonden voor titanium , profiterend van .discoveries zoals de volgende:

• Titanium is een zeer inert materiaal en vormt bij implantatie weinig tot minimaal risico voor het menselijk lichaam.
• Bot groeit in feite verbindingen met titanium, waardoor het kan worden gebruikt om botten te vervangen die versleten of anderszins onbruikbaar zijn.

Kunstmatige kniegewrichten , heupgewrichten , en andere soortgelijke toepassingen hebben waarschijnlijk hun grootste groei gezien door het gebruik van titanium en zijn legeringen. Deze materialen zijn voor dit doel veel beter compatibel dan roestvrij staal, dat niet past bij menselijk bot.

Toepassingen voor edele metalen

Omdat apparaten werden gemaakt om in het lichaam te worden geïmplanteerd, ontstond ook de behoefte om die objecten zorgvuldig te volgen. Dus wanneer chirurgen bijvoorbeeld een stent in het lichaam plaatsen, vertrouwen ze op zogenaamde markerbanden om te controleren of de stent op de juiste plaats en de juiste vorm zit.

Vanwege hun radiopaciteit, natuurlijk gevonden edele metalen zoals goud en platina werden belangrijk voor hun gebruik als markeerbanden - waardoor medische professionals kunnen zien waar apparaten in het menselijk lichaam worden geplaatst.

De huidige markerbanden kunnen echter zijn gemaakt van een breder scala aan radiopake metalen dan de gebruikelijke 90% platina/10% iridium. Wolfraam kan bijvoorbeeld worden gebruikt, dat radiopaak is en een dichtheid heeft die identiek is aan die van goud, maar een veel lagere en meer voorspelbare prijs heeft.

Natuurlijk zijn niet alle edele metalen zo "edel" als goud en platina. Bijvoorbeeld, terwijl zilver wordt in de geneeskunde gewaardeerd om zijn antimicrobiële eigenschappen, het moet zorgvuldig worden ontwikkeld en wordt zelden gebruikt voor toepassingen in medische apparatuur.

Evenzo, koper heeft antimicrobiële voordelen voor toepassingen zoals het voorkomen van infectie en voor ziekenhuissterilisatie. Koper levert echter trombogene problemen op, hoewel het is gebruikt in spiraaltjes en, wanneer het voldoende is afgeschermd, kan worden gebruikt voor signaalverwerking met implantaten en diagnostische hulpmiddelen.

Speciale metalen die niet meer worden gebruikt

Zelfs als er nieuwe toepassingen worden ontdekt, zijn er andere speciale metalen die niet langer worden gebruikt in medische hulpmiddelen.

Dat komt omdat de wetenschap in de loop van de tijd de incompatibiliteit en zelfs de toxiciteit van de materialen voor mensen heeft blootgelegd. Als gevolg hiervan zijn er belangrijke vragen gerezen over voorheen populaire industriële processen die werden gebruikt om het uiterlijk en de prestaties van het apparaat te verbeteren.

Bijvoorbeeld chroomcoating werd ooit op grote schaal gebruikt om onderdelen glanzend te maken, maar het gebruik ervan in toepassingen voor medische apparatuur is nu bijna volledig uitgefaseerd. Ondanks het feit dat chroom een ​​essentieel sporenelement is en kleine hoeveelheden noodzakelijk zijn voor de menselijke gezondheid, is blootstelling aan ongecontroleerde hoeveelheden geplateerd chroom in medische hulpmiddelen schadelijk.

Natuurlijk zijn er speciale metalen die nooit meer hun weg naar medische hulpmiddelen zullen vinden. Jaren geleden, kwik was gangbaar, maar nu weten we natuurlijk dat dat een verschrikkelijk idee is.

Helaas worden we er vandaag de dag nog steeds aan herinnerd dat lood een ander metaal is dat neurotoxiciteitseffecten heeft. Daarom wordt het niet gebruikt, behalve - voorzichtig en gehuld - voor stralingsafscherming.

Aan de andere kant, misschien moet je nooit nooit zeggen? Terwijl radioactieve stoffen in de meeste toepassingen moeten worden vermeden, worden de destructieve eigenschappen van radioactieve elementen nog steeds benut en zijn ze gunstig bij de behandeling van kanker.

Experts in precisieonderdelen van speciale metalen

Naarmate de wetenschap en medische technologie blijven vorderen, zal Metal Cutting er zijn om te voldoen aan de behoeften van de industrie voor medische apparatuur voor precisiebuizen en andere onderdelen gemaakt van speciale metalen.

Als precisiemetaalfabricagebedrijf omvatten onze deskundige capaciteiten het snijden, slijpen, leppen en polijsten van alle metalen voor toepassingen in medische apparatuur met zeer nauwe toleranties. We bieden ook secundaire bewerkingen, evenals wolfraam- en molybdeenproducten zoals draad, lint en staaf.

Bel Metal Cutting voor uw behoeften aan precisieonderdelen - en lees in de tussentijd meer over de toekomst van innovatie in medische hulpmiddelen in ons witboek Metal Tubing in the 21st Century:Who Needs It?