Memilih Stainless Steel yang Tepat untuk Tabung Alat Medis: Panduan Praktis

Pilihan yang tepat dapat membantu mengoptimalkan kemanufakturan.

Sejak awal abad kedua puluh, stainless steel telah memainkan peran penting dalam desain dan produksi tabung alat medis.

Dengan kemajuan teknologi yang digunakan untuk membuat tabung stainless steel selama bertahun-tahun — misalnya, diameter dalam (ID) sekecil 25 mikron (µm), atau 0,00098 inci, kini memungkinkan — produk telah berevolusi bersama dengan bidang medis.

Berbagai aplikasi tabung alat medis

Saat ini, stainless steel hadir dalam berbagai macam prosedur medis. Cocok untuk aplikasi tabung alat medis yang memerlukan tingkat struktur yang tinggi, modul tegangan tinggi (kekakuan), atau aliran fluida tekanan tinggi.

Tabung stainless steel juga digunakan dalam berbagai alat medis. Ini termasuk stent, instrumen bedah pemotong, bor tulang, stetoskop, kanula, peralatan endoskopi, dan alat lain di mana karakteristik material — seperti kemampuan untuk diform dan dipesan dengan tepat — sangat penting.

Memilih grade medis berdasarkan penggunaan akhir

Stainless steel tersedia dalam berbagai grade medis yang menawarkan:

• Biaya yang wajar
• Kekuatan material
• Resistensi korosi
• Kemampuan untuk diform dan dipesan dengan tepat

Memilih stainless steel grade medis yang sesuai untuk aplikasi tertentu adalah aspek penting dalam desain dan produksi tabung alat medis. Pilihan dapat berdampak pada properti kinerja penting, seperti resistensi gosok atau kimia, kekerasan, fleksibilitas, dan daya tahan.

Sama pentingnya, pilihan yang salah dapat menyebabkan masalah besar. Misalnya, material tabung yang tidak kompatibel dapat mengubah secara kimiawi cairan yang mengalir melalui tabung atau menyebabkan cairan menempel pada dinding tabung, resulting in failed delivery.

Jadi saat menentukan stainless steel — atau material apa pun — untuk tabung alat medis, sangat penting untuk melihat di luar biaya saja dan mempertimbangkan apa yang diperlukan untuk tujuan spesifik.

Misalnya, apakah tabung alat medis membutuhkan resistensi tinggi terhadap cairan atau material lain yang akan terkena? Apakah alat akan diimplantasi dan oleh karena itu perlu biokompatibel serta tahan korosi?

Beberapa opsi stainless steel grade medis

Cukup kuat dan dengan resistensi kimia dan korosi yang umumnya baik, stainless steel hadir dalam berbagai grade medis dengan properti yang bervariasi.

Saat memilih stainless steel untuk tabung alat medis, langkah pertama adalah memahami penggunaan akhir dan kemudian menentukan grade yang sesuai. Berikut adalah beberapa contoh.

Stainless steel Type 304

Grade stainless steel yang paling umum, type 304 (juga dikenal sebagai A2), murah dan tersedia luas dalam berbagai ukuran standar.

Stainless steel Type 304 seringkali mengandung 18% kromium, logam keras dan rapuh yang tidak berkarat saat terpapar udara, dan 8% nikel, yang dikenal karena resistensi korosi, duktilitas, dan kekuatan.

Versatif dan banyak digunakan, stainless steel 304 juga dikenal karena properti forming dan welding, keawetan yang baik, dan kemudahan pembersihan.

Karena komposisi karbon rendah, 304 juga sempurna untuk aplikasi suhu tinggi dan saat ingin meminimalkan presipitasi karbida.

Stainless steel Type 316

Grade stainless steel yang kedua paling umum, type 316 (juga dikenal sebagai A4), adalah stainless steel kromium, nikel, dan molibdenum yang populer yang memiliki properti resistensi korosi yang lebih tinggi dan agak lebih mahal dari 304.

Sering disebut “stainless steel grade laut,” 316 sebenarnya tidak tahan terhadap air laut. Namun, dikenal karena resistensi terhadap pitting dan korosi renda di lingkungan klorida.

Oleh karena itu, 316 banyak digunakan dalam aplikasi seperti peralatan laboratorium, pemrosesan farmasi, wadah kimia, dan implan bedah.

Stainless steel Grade 316LVM

Stainless steel grade 316LVM, versi low carbon vacuum melt dari 316, imun terhadap sensitisasi (presipitasi karbida batas butir). Oleh karena itu, digunakan secara luas dalam komponen las tebal (di atas sekitar 6 mm, atau 0,236 inci).

Misalnya, tabung stainless steel seamless 316LVM dalam bentuk tabung alat medis telah digunakan untuk memproduksi stent koroner dan alat yang digunakan dalam bedah otak.

Ini adalah aplikasi di mana material harus diform dan dipesan dengan toleransi yang tepat namun tetap bebas dari partikel logam kecil.

Memutuskan apakah dan kapan toleransi ketat diperlukan

Di luar memilih grade stainless steel yang paling sesuai (dan paling hemat biaya) untuk tabung alat medis, Anda juga harus mempertimbangkan penggunaan akhir dengan hati-hati saat menentukan toleransi tabung.

Apakah tabung alat medis Anda perlu berfungsi sebagai saluran sederhana untuk memindahkan cairan, gas, atau material lain? Atau, apakah tabung harus memenuhi fungsi pengukuran yang memerlukan spesifikitas, seperti mengobati obat atau mendistribusikan sampel untuk pengujian?

Jika (seperti dalam contoh pertama) presisi bukan faktor dalam aliran material melalui tabung alat medis, maka Anda mungkin tidak perlu menentukan toleransi yang sangat ketat.

Namun, ukuran yang tepat dari tabung stainless steel mungkin diperlukan untuk memastikan tabung cocok dengan koneksi dan peralatan yang diperlukan. Selain itu, dimensi tabung alat medis dapat mempengaruhi laju aliran cairan apa pun yang harus melewati tabung.

Apakah penggunaan akhir memerlukan presisi yang besar?

Dengan kata lain, aplikasi tabung alat medis tertentu mungkin memerlukan toleransi ketat berdasarkan berbagai karakteristik di mana presisi diperlukan.

Misalnya, dengan stent yang akan disisipkan dan kemudian meledak di dalam arteri kecil, alloy yang digunakan mungkin dipilih berdasarkan karakteristik shape-memory material dan biokompatibilitas — dan permukaan stent mungkin perlu ditentukan hingga ukuran butir yang seragam.

Dengan tabung stainless steel untuk brachytherapy, yang melibatkan penyisipan implan radioaktif langsung ke dalam jaringan untuk mengobati kanker seperti kanker prostat, toleransi dinding tabung harus tepat sehingga jumlah radiasi yang tepat disampaikan.

Apakah carryover menjadi masalah?

Pertimbangan penting lainnya adalah apakah tabung alat medis stainless steel adalah single use versus reusable — dan jika reusable, seperti sebagian besar logam, apakah carryover adalah masalah.

Misalnya, pada 2015, wabah bakteri CRE yang mematikan terkait dengan kontaminasi carryover dalam duodenoscopes, yang merupakan endoskop spesial yang digunakan pada sekitar setengah juta pasien setiap tahun. Beberapa rumah sakit menemukan bahwa duodenoscopes dapat mengakumulasi bakteri yang tidak selalu dihapus oleh pembersihan konvensional, menyebarkan infeksi dari pasien ke pasien.

Untuk aplikasi seperti itu, mungkin penting untuk menentukan tabung stainless steel dengan finishing permukaan ID yang sehalus mungkin. ID yang halus membuat tabung lebih mudah dibersihkan dan membantu mengurangi kemungkinan penyebaran infeksi melalui kontaminasi carryover dalam tabung reusable.

Apakah ada persyaratan finishing permukaan lain?

Dalam sistem pengisian cairan, ID yang halus yang memungkinkan pembersihan yang tepat dari tabung juga membantu mengurangi biaya total pengujian dan meningkatkan akurasi pengujian melalui pemotongan sampel yang lebih presisi.

Selain itu, di mana penting bahwa cairan didistribusikan dengan lancar, ID yang halus dapat membantu mencegah swirling, eddying, atau buffeting dari cairan saat keluar dari tabung stainless steel. (Baca lebih lanjut tentang sistem pengisian cairan.)

Finishing permukaan yang halus pada diameter luar (OD) dari tabung alat medis juga penting jika aplikasi memerlukan aspirating, di mana seluruh tabung disisipkan untuk menarik vakum; namun, finishing permukaan OD bukan faktor besar dalam proses pengisian.

Pertimbangan lain untuk tabung alat medis

Selain memenuhi persyaratan industri untuk memenuhi syarat sebagai medical grade, stainless steel untuk tabung alat medis mungkin perlu memenuhi standar yang terkait dengan aplikasi spesifik, seperti manajemen fluida, peralatan anestesiologi atau pernapasan, terapi intravena (IV), pompa peristaltik, peralatan laboratorium, atau penggunaan akhir lain.

Apakah alat akan digunakan ulang?

Saat tabung alat medis akan digunakan ulang, kemudahan material untuk sterilisasi sangat penting. Juga penting adalah kemampuan tabung untuk mempertahankan kekakuan, kekuatan, kompatibilitas, resistensi, dan karakteristik lain dengan paparan berulang terhadap desinfektan, sterilisasi, dan proses pembersihan rutin.

Apakah permukaan cerah adalah keuntungan atau kerugian?

Stainless steel bright annealed sering ditentukan untuk aplikasi medis karena dapat dibersihkan termocouple dan di-electropolish untuk tingkat kebersihan dan kehalusan yang tinggi. Electropolishing juga menciptakan permukaan interior yang terkaya kromium yang dapat bermanfaat.

Namun, dalam kasus lain, seperti di lingkungan ruang operasi, tabung alat medis yang sangat cerah dan halus dapat menjadi masalah karena masalah yang disebabkan oleh cahaya yang memantul dari permukaan yang sangat berkilau.

Apakah tabung seamless diperlukan?

Tabung stainless steel yang di las dan ditarik ulang mungkin dapat diterima untuk aplikasi aspirating atau dispensing. Namun, tabung sangat disukai untuk kromatografi cairan kinerja tinggi (HPLC) dan aplikasi tekanan tinggi lainnya.

Tabung seamless menghilangkan risiko kebocoran, retakan, atau pecahan garis las saat tekanan diterapkan. Namun, tabung alat medis seamless lebih mahal, dan ada keterbatasan dalam ukuran yang tersedia, toleransi yang lebih lebar, dan waktu pengiriman yang lebih lama.

Apakah ada persyaratan coating atau finishing khusus?

Bagaimana stainless steel untuk tabung alat medis akan bereaksi terhadap coating khusus — misalnya, heparin atau obat lain yang sering diterapkan pada stent untuk meningkatkan nilai terapeutiknya — serta masalah apa pun yang terkait dengan metode finishing, harus dipertimbangkan saat menentukan karakteristik tabung.

Apakah tabung alat medis kompatibel sebagaimana mestinya?

Tentu saja, material tabung alat medis apa pun harus biokimiawi dan kompatibel secara biologis dengan material tubuh, sampel, dan sistem yang akan berkontak dengannya.

Misalnya, beberapa sampel biologis akan “menempel” pada permukaan tabung stainless steel, causing issues such as loss of sample, low yield, dan carryover. Dalam hal ini, stainless steel mungkin digantikan oleh titanium atau logam lain yang tidak akan memiliki masalah “menempel” ini.

(Baca lebih lanjut tentang titanium dan logam spesial lainnya untuk aplikasi alat medis.)

Apakah material memenuhi persyaratan pembuatan bagian?

Material apa pun yang Anda pilih untuk tabung alat medis — apakah stainless steel atau logam lain — harus menawarkan kemampuan untuk dipotong, ditarik, diekstrusi, dan difinish untuk mencapai:

• Panjang yang tepat
• ID dan OD yang bebas burr
• Ketebalan dinding yang tepat
• Pemotongan ujung yang bersih
• Semua sebagaimana diperlukan untuk aplikasi tabung tertentu

Material dan karakteristiknya memiliki dampak pada kinerja akhir tabung alat medis dan sistem di mana akan digunakan. Juga, metode pembuatan yang ditentukan, finishing permukaan, dan atribut produksi lainnya.

Memenuhi kebutuhan aplikasi dan produksi

Stainless steel, seperti semua material, memiliki keuntungan dan kerugian yang harus dievaluasi untuk persyaratan tabung alat medis tertentu dan ditimbangkan dengan kebutuhan produksi.

Dengan banyak pilihan yang tersedia, supplier material yang berpengetahuan dapat membantu Anda memilih opsi terbaik berdasarkan aplikasi, anggaran, dan tujuan akhir Anda.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang menentukan tabung logam presisi untuk alat medis, unduh panduan komprehensif kami, Metal Tubing in the 21st Century: Who Needs It? The Future of Innovation in Medical Devices.