Logam Khusus Memajukan Inovasi Alat Medis

Sains Membuka Alternatif untuk Stainless Steel

Stainless steel dalam berbagai macamnya — termasuk 304, 316, dan 316L, di antara lainnya — adalah bahan yang membentuk tulang punggung industri alat medis. Namun, logam lain juga penting dan semakin demikian.

Itu karena seiring berkembangnya sains, ia juga mendorong batas metalurgi. Ini, pada gilirannya, membersihkan jalan untuk penciptaan aplikasi baru dan penggunaan lebih banyak logam khusus untuk komponen alat medis.

Aliung yang Menawarkan Opsi Baru

Pengembangan logam khusus dalam bentuk aliung telah memungkinkan industri alat medis untuk melihat di luar stainless steel untuk bahan lain yang sesuai. Misalnya, MP35N, aliung nickel kobalt, sering digantikan stainless steel karena properti berguna aliung. 

Dengan kekuatan dua kali lipat stainless steel, MP35N dapat digunakan untuk membuat tabung dengan dinding yang jauh lebih tipis dan profil lebih tipis. Selain itu, aliung dengan konten molibdenum tinggi ini memberikan resistensi korosi tambahan. 

Tabung yang lebih kecil namun tetap sangat kuat ini adalah keuntungan untuk aplikasi seperti prosedur saluran kemih.

Contoh lain yang luar biasa dari kemajuan sains yang mendorong pasar alat medis menuju logam khusus adalah penggunaan yang meningkat dari aliung nickel titanium , juga dikenal sebagai nitinol atau NiTi, yang memiliki properti shape-memory yang luar biasa. 

Nitinol dapat dibuat menjadi tabung dan kemudian dipotong menjadi stent yang sangat kecil yang runtuh sepenuhnya untuk penempatan mudah di dalam tubuh manusia. Setelah ditempatkan, stent kembali ke bentuk yang diinginkan — seperti lengkungan, U, atau bentuk lain — berdasarkan kemampuan uniknya untuk “mengingat” bentuk aslinya. 

Nitinol juga digunakan untuk perangkat seperti endoskop, memberikan tingkat fleksibilitas dan resistensi kerugian yang tinggi.

(Pelajari lebih lanjut tentang tabung presisi yang dipotong dari MP35N, nitinol, dan bahan lain.)

Logam Khusus Tipe Refraktori

Niobium adalah salah satu logam khusus refraktori yang digunakan dalam alat medis saat ini. Sangat iners dan biokompatibel selain memiliki properti berharga seperti konduktivitas termal dan listrik tinggi, niobium sering digunakan untuk membuat bagian kecil pacemaker. 

Sebagai logam refraktori yang sangat poros yang mendorong tumbuh tulang dan melekat padanya, tantalum berguna untuk implan saat digunakan dalam kehadiran tulang. Tantalum juga digunakan untuk pita penanda diagnostik. Namun, bahan ini lebih sering digunakan sebagai komposit karena biaya dan kekerahan elemen.

Tungsten sering digunakan dalam komponen alat medis, seperti tabung yang digunakan untuk melakukan prosedur laparoskopi dan endoskopi minim invasif. Selain memberikan kekuatan mekanis, tungsten dapat digunakan di mana radiopasitas diperlukan, terutama dalam aplikasi fluoroskopi.

Dengan densitas lebih besar dari timbal, tungsten juga dapat digunakan sebagai alternatif ramah lingkungan untuk timbal sebagai bahan pelindung radiasi. (Pelajari lebih lanjut dalam paper teknis kami, A Comparative Analysis of the Properties of Tungsten for Medical Device Applications.)

Pengembangan alat medis yang dirancang untuk ditempatkan dan dibiarkan di dalam tubuh manusia telah memandu pembuat logam khusus untuk menemukan penggunaan baru untuk titanium, mendapat manfaat dari penemuan seperti berikut:

• Sebagai bahan yang sangat iners, titanium sangat sedikit hingga risiko minimal bagi tubuh manusia saat diimplan.
• Tulang sebenarnya tumbuh koneksi ke titanium, memungkinkan untuk digunakan untuk menggantikan tulang yang aus atau tidak dapat digunakan lagi.

Sendi lutut buatan, sendi pinggang buatan, dan penggunaan serupa lainnya mungkin telah mengalami pertumbuhan terbesar mereka karena penggunaan titanium dan aliungnya. Bahan ini jauh lebih kompatibel untuk tujuan ini daripada stainless steel, yang tidak menempel pada tulang manusia.

Aplikasi Logam Mulia

Saat perangkat dibuat untuk diimplan di dalam tubuh, kebutuhan untuk melacak objek tersebut dengan hati-hati juga muncul. Jadi, misalnya, saat bedara meletakkan stent di dalam tubuh, mereka bergantung pada pita penanda yang disebut marker bands untuk memverifikasi bahwa stent berada di tempat yang benar dan bentuk yang benar. 

Karena radiopasitas, logam mulia alami seperti emas dan platinum menjadi penting untuk penggunaan mereka sebagai marker bands — memungkinkan profesional medis untuk melihat di mana perangkat ditempatkan di dalam tubuh manusia. 

Namun, marker bands saat ini dapat dibuat dari rentang logam radiopas yang lebih luas di luar biasanya 90% platinum/10% iridium. Misalnya, tungsten, yang radiopas dan memiliki densitas identik dengan emas tetapi titik harga jauh lebih rendah dan lebih dapat diprediksi, dapat digunakan.

Tentu, tidak semua logam mulia se“mulia” emas dan platinum. Misalnya, sementara perak dihargai dalam obat untuk properti antimikroba, ia harus dirancang dengan hati-hati dan jarang digunakan untuk aplikasi alat medis.

Demikian pula, tembaga memiliki manfaat antimikroba untuk penggunaan seperti mencegah infeksi dan sterilisasi rumah sakit. Namun, tembaga memang menimbulkan kekhawatiran trombogenik, meskipun telah digunakan dalam IUD dan, saat cukup dilindungi, dapat digunakan untuk pemrosesan sinyal dengan implan dan alat diagnostik.

Logam Khusus yang Tidak Lagi Digunakan

Meski aplikasi baru ditemukan, ada logam khusus lainnya yang tidak lagi digunakan dalam alat medis. 

Itu karena seiring waktu, sains telah mengungkapkan ketidakcocokan dan bahkan toksisitas bahan bagi manusia. Akibatnya, pertanyaan signifikan telah diajukan tentang proses industri yang sebelumnya populer yang digunakan untuk meningkatkan penampilan dan performa perangkat. 

Misalnya, pelapis krom pernah digunakan secara luas untuk membuat bagian bersinar, tetapi penggunaannya dalam aplikasi alat medis sekarang hampir sepenuhnya ditinggalkan. Meski krom adalah unsur jejak yang esensial dan jumlah kecil diperlukan untuk kesehatan manusia, paparan krom yang dipadatkan tidak terkontrol dalam alat medis berdampak buruk.

Tentu, ada logam khusus yang tidak akan pernah lagi masuk ke dalam alat medis. Beberapa tahun yang lalu, merkuri merajalela, tetapi tentu sekarang kita tahu itu ide yang buruk.

Sedihnya, kita masih memiliki pengingat hari ini bahwa timbal adalah logam lain yang memiliki efek neurotoksis. Oleh karena itu tidak digunakan kecuali — dengan hati-hati dan tertutup — untuk pelindung radiasi. 

Di sisi lain, mungkin tidak boleh pernah mengatakan tidak pernah? Sementara bahan radioaktif harus dihindari dalam sebagian besar aplikasi, properti destruktif unsur radioaktif masih dimanfaatkan dan bermanfaat dalam pengobatan kanker.

Ahli Bagian Presisi dari Logam Khusus

Seiring berkembangnya sains dan teknologi medis, Metal Cutting akan di sini untuk memenuhi kebutuhan industri alat medis untuk tabung presisi dan bagian lain yang terbuat dari logam khusus.

Sebagai perusahaan pembuatan logam presisi, kemampuan ahli kami termasuk pemotongan, penggerindaan, pengupasan halus, dan pengelupasan presisi sangat ketat dari semua logam untuk aplikasi alat medis. Kami juga menyediakan operasi sekunder, serta produk tungsten dan molibdenum seperti kawat, pita, dan palang.

Hubungi Metal Cutting untuk kebutuhan bagian presisi Anda — dan sementara itu, baca lebih lanjut tentang masa depan inovasi dalam alat medis dalam white paper kami Metal Tubing in the 21st Century: Who Needs It?