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Spezialmetalle für medizinische Geräteanwendungen

Wissenschaft eröffnet Alternativen zu Edelstahl

Edelstahl in seinen verschiedenen Varianten – darunter unter anderem 304, 316 und 316L – ist das Material, das das Rückgrat der Medizinprodukteindustrie bildet. Aber auch andere Metalle sind wichtig und werden immer wichtiger.

Das liegt daran, dass mit fortschreitender Wissenschaft auch die Grenzen der Metallurgie verschoben werden. Dies wiederum ebnet den Weg sowohl für die Schaffung neuer Anwendungen als auch für die Verwendung von mehr Spezialmetallen für medizinische Gerätekomponenten .

Legierungen, die neue Optionen bieten

Die Entwicklung von Spezialmetallen in Form von Legierungen hat es der Medizingeräteindustrie ermöglicht, über Edelstahl hinaus nach anderen geeigneten Materialien zu suchen. Beispiel:MP35N , eine Nickel-Kobalt-Legierung, wird aufgrund der nützlichen Eigenschaften der Legierung oft durch Edelstahl ersetzt.

Mit etwa der doppelten Festigkeit von Edelstahl kann MP35N zur Herstellung von Rohren mit einer viel dünneren Wand und einem dünneren Profil verwendet werden. Darüber hinaus bietet diese Legierung mit hohem Molybdängehalt zusätzliche Korrosionsbeständigkeit.

Dieser kleinere, aber dennoch sehr starke Schlauch ist ein Vorteil für Anwendungen wie Harnwegsverfahren.

Ein weiteres großartiges Beispiel für Fortschritte in der Wissenschaft, die den Markt für medizinische Geräte in Richtung Spezialmetalle drängen, ist die zunehmende Verwendung von Nickel-Titan Legierung, auch bekannt als Nitinol oder NiTi , das ausgezeichnete Formgedächtniseigenschaften hat .

Nitinol kann zu einem Rohr verarbeitet und dann weiter in einen sehr kleinen Stent geschnitten werden, der vollständig zusammenfällt, um ihn leicht im menschlichen Körper platzieren zu können. Nach dem Platzieren nimmt der Stent aufgrund seiner einzigartigen Fähigkeit, sich an seine ursprüngliche Form zu „erinnern“, wieder die gewünschte Form an – beispielsweise eine Kurve, ein U oder eine andere Form.

Nitinol wird auch für Geräte wie Endoskope verwendet und verleiht ihnen ein hohes Maß an Flexibilität und Knickfestigkeit.

(Erfahren Sie mehr über aus MP35N, Nitinol und anderen Materialien geschnittene Präzisionsschläuche.)

Spezialmetalle des hitzebeständigen Typs

Niob ist eines der hochschmelzenden Spezialmetalle, die heute in medizinischen Geräten verwendet werden. Niob ist sehr reaktionsträge und biokompatibel und hat wertvolle Eigenschaften wie eine hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit. Es wird häufig zur Herstellung kleiner Teile von Herzschrittmachern verwendet.

Tantal ist ein sehr poröses hochschmelzendes Metall, das das Wachstum und die Anlagerung von Knochen anregt ist nützlich für Implantate, wenn sie in Anwesenheit von Knochen verwendet werden. Tantal wird auch für diagnostische Markerbänder verwendet. Aufgrund der Kosten und Seltenheit des Elements wird das Material jedoch häufiger als Verbundwerkstoff verwendet.

Wolfram wird häufig in Komponenten medizinischer Geräte verwendet, z. B. in Schläuchen, die zur Durchführung minimalinvasiver laparoskopischer und endoskopischer Eingriffe verwendet werden. Wolfram bietet nicht nur mechanische Festigkeit, sondern kann auch dort eingesetzt werden, wo Röntgenopazität erforderlich ist, hauptsächlich in Fluoroskopieanwendungen.

Mit einer höheren Dichte als Blei kann Wolfram auch als umweltfreundliche Alternative zu Blei als Strahlenschutzmaterial verwendet werden. (Erfahren Sie mehr in unserem Fachartikel A Comparative Analysis of the Properties of Tungsten for Medical Device Applications.)

Die Entwicklung medizinischer Geräte, die dazu bestimmt sind, im menschlichen Körper platziert und dort belassen zu werden, hat Spezialmetallverarbeiter dazu veranlasst, neue Verwendungen für Titan zu finden , die von .discoveries wie den folgenden profitieren:

Künstliche Kniegelenke , Hüftgelenke , und andere ähnliche Anwendungen haben wahrscheinlich ihr größtes Wachstum aufgrund der Verwendung von Titan und seinen Legierungen erfahren. Diese Materialien sind für diesen Zweck viel verträglicher als Edelstahl, der sich nicht mit menschlichem Knochen verbindet.

Anwendungen für Edelmetalle

Als Geräte entwickelt wurden, die in den Körper implantiert werden sollten, entstand auch die Notwendigkeit, diese Objekte sorgfältig zu verfolgen. Wenn Chirurgen beispielsweise einen Stent im Körper platzieren, verlassen sie sich auf sogenannte Markerbänder um zu überprüfen, ob der Stent an der richtigen Stelle sitzt und die richtige Form hat.

Aufgrund ihrer Röntgenopazität natürlich vorkommende Edelmetalle wie Gold und Platin wurden wichtig für ihre Verwendung als Markierungsbänder, mit denen Mediziner sehen können, wo Geräte im menschlichen Körper platziert sind.

Heutige Markierungsbänder können jedoch aus einer breiteren Palette von röntgendichten Metallen hergestellt werden, die über die üblichen 90 % Platin/10 % Iridium hinausgehen. Beispielsweise kann Wolfram verwendet werden, das röntgendicht ist und eine mit Gold identische Dichte, aber einen weitaus niedrigeren und besser vorhersehbaren Preis hat.

Natürlich sind nicht alle Edelmetalle so „edel“ wie Gold und Platin. Zum Beispiel während Silber wird in der Medizin wegen seiner antimikrobiellen Eigenschaften geschätzt, muss sorgfältig entwickelt werden und wird selten für medizinische Geräteanwendungen verwendet.

Ebenso Kupfer hat antimikrobielle Vorteile für Anwendungen wie die Verhinderung von Infektionen und für die Sterilisation in Krankenhäusern. Kupfer wirft jedoch thrombogene Bedenken auf, obwohl es in Spiralen verwendet wurde und bei ausreichender Abschirmung für die Signalverarbeitung mit Implantaten und Diagnoseinstrumenten verwendet werden kann.

Spezialmetalle, die nicht mehr verwendet werden

Auch wenn neue Anwendungen entdeckt werden, gibt es andere Spezialmetalle, die nicht mehr in medizinischen Geräten verwendet werden.

Das liegt daran, dass die Wissenschaft im Laufe der Zeit die Unverträglichkeit und sogar Toxizität der Materialien für den Menschen aufgedeckt hat. Infolgedessen wurden erhebliche Fragen zu früher weit verbreiteten industriellen Prozessen aufgeworfen, die zur Verbesserung des Aussehens und der Leistung von Geräten verwendet wurden.

Zum Beispiel Chrombeschichtung wurde einst ausgiebig verwendet, um Teile glänzend zu machen, aber seine Verwendung in medizinischen Geräteanwendungen wurde jetzt fast vollständig eingestellt. Trotz der Tatsache, dass Chrom ein essentielles Spurenelement ist und geringe Mengen für die menschliche Gesundheit notwendig sind, ist die Exposition gegenüber unkontrollierten Mengen von plattiertem Chrom in medizinischen Geräten schädlich.

Natürlich gibt es Spezialmetalle, die nie wieder den Weg in medizinische Geräte finden werden. Vor Jahren Quecksilber weit verbreitet war, aber natürlich wissen wir jetzt, dass das eine schreckliche Idee ist.

Leider erinnern wir uns heute noch daran, dass Blei ein weiteres Metall ist, das neurotoxische Wirkungen hat. Daher wird es nur – vorsichtig und abgeschirmt – zur Strahlenabschirmung verwendet.

Andererseits sollte man vielleicht nie nie sagen? Während radioaktive Materialien in den meisten Anwendungen vermieden werden müssen, werden die zerstörerischen Eigenschaften radioaktiver Elemente dennoch genutzt und sind bei der Krebsbehandlung von Vorteil.

Experten für Präzisionsteile aus Spezialmetallen

Da Wissenschaft und Medizintechnik weiter voranschreiten, wird Metal Cutting hier sein, um den Bedarf der Medizingeräteindustrie an Präzisionsrohren und anderen Teilen aus Spezialmetallen zu decken.

Als Präzisionsmetallverarbeitungsunternehmen umfassen unsere Expertenkompetenzen das Schneiden, Schleifen, Läppen und Polieren aller Metalle mit sehr engen Toleranzen für medizinische Geräteanwendungen. Wir bieten auch Sekundäroperationen sowie Wolfram- und Molybdänprodukte wie Drähte, Bänder und Stäbe an.

Rufen Sie Metal Cutting für Ihren Bedarf an Präzisionsteilen an – und lesen Sie in der Zwischenzeit mehr über die Zukunft der Innovation bei medizinischen Geräten in unserem Whitepaper Metallrohre im 21. Jahrhundert:Wer braucht es?


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