Logam Kunci Esensial untuk Perangkat Medis Tahan Lama dan Tahan Korosi

Saat ini, manufaktur kontrak perangkat medis adalah industri yang berkembang pesat. Peralatan medis terbuat dari logam spesifik untuk memastikan peralatan akan bekerja dengan baik untuk waktu yang lama tanpa risiko korosi atau terpengaruh oleh lingkungan sekitar, karena ini dapat mempengaruhi pemulihan pasien.

Jika Anda adalah pengembang produk medis atau peralatan lain yang digunakan di lingkungan perawatan kesehatan, Anda perlu memilih material manufaktur dengan hati-hati. Secara umum, untuk aplikasi yang membutuhkan kekuatan dan daya tahan tertinggi, logam biasanya dipilih daripada plastik atau material lain, terutama ketika digunakan untuk alat yang menahan tekanan mekanik besar atau sebagai pengganti sendi.

Selain itu, selain properti mekanik murni, logam yang digunakan di lingkungan medis juga harus memenuhi standar spesifik yang sebagian besar produk lain tidak dapat memenuhi. Misalnya, kehadiran jaringan manusia atau cairan tubuh, mereka mungkin perlu non-toksis. Atau, mereka mungkin harus menahan bahan kimia pembersih, seperti detergen dan alkohol. Selain non-toksis, logam yang digunakan untuk implan juga harus non-magnetik dan non-korosif.

Memahami perbedaan antara material ini dan banyak kemungkinan yang ditawarkan oleh setiap logam memberikan desainer tingkat kebebasan tertentu dalam memilih grade atau aloy yang sesuai untuk aplikasi. Produsen perangkat medis dan implan yang dapat ditanam saat ini dapat memilih dari berbagai logam efektif.

Dalam artikel ini, kita akan mempelajari material mana yang sesuai untuk manufaktur perangkat medis. Beberapa logam umum dan aloy logam telah menjadi tak tergantikan.

Stainless Steel

Saat memberikan instruksi untuk mengintegrasikan bagian logam ke dalam desain perangkat medis, pilihan umum adalah salah satu stainless steel seri 300.

Aloy ini sebenarnya non-korosif. Berbagai finishing permukaan dapat dibuat, dari refleksif hingga matt; memberikan properti mekanik dan fisik yang baik; dan lebih mudah untuk dibentuk dingin atau diproses menjadi bagian berbeda.

Aloy stainless steel terdiri dari 17% hingga 25% krom dan 8% hingga 25% nikel. Kehadiran krom memberikan beberapa resistensi korosi stainless steel dengan membentuk film oksid krom penelitian, menempel, dan tak terlihat pada permukaan aloy.

Stainless steel adalah material ideal untuk banyak jenis perangkat medis. Non-toksis, non-korosif, tahan lama, dan dapat di polishing ke permukaan yang sangat halus untuk pembersihan yang mudah.

Jenis stainless steel yang paling umum digunakan untuk implan medis dan piercing tubuh adalah 316 dan 316L, yang memiliki resistensi korosi tinggi. Ini penting karena korosi dalam darah dapat menyebabkan infeksi dan bahkan kematian. Banyak orang juga memiliki reaksi alergi terhadap nikel. Oleh karena itu, dapat mengganti varietas stainless steel rendah nikel.

Sebagian besar alat bedah terbuat dari stainless steel 440. Tidak tahan korosi seperti 316, tetapi memiliki konten karbon lebih tinggi, yang berarti dapat diheat treatment untuk membuat tepis yang sangat tajam untuk alat potong.

Dapat juga digunakan untuk pincet, klem, alat bedah lainnya, yang harus tahan lama dan mudah dibersihkan serta disinfeksi. Selain itu, jaring stainless steel kadang-kadang digunakan untuk stent intravaskular.

Titanium

Di antara material logam yang umum digunakan, titanium adalah salah satu logam paling populer yang digunakan dalam manufaktur perangkat medis. Selain peralatan medis untuk penggunaan internal, juga digunakan untuk memproduksi peralatan untuk penggunaan eksternal, seperti alat bedah, peralatan gigi, dan peralatan ortopedi. Titanium murni adalah yang paling iners dan yang termahal—biasanya digunakan untuk bagian keandalan ultra-tinggi atau bagian yang ditinggalkan pada pasien setelah operasi. Titanium sekarang adalah pengganti umum untuk stainless steel dan dapat digunakan untuk membuat pendukung tulang dan pengganti tulang. Secepat dan tahan lama seperti stainless steel, pada saat yang sama lebih ringan, dan memiliki biokompatibilitas yang baik. Ini termasuk pengganti sendi, kalung pacemaker, dan implan logam lainnya.

Terdapat aloy titanium grade medis yang secara khusus digunakan untuk memproduksi perangkat medis. Titanium 6AL4V ELI dan Titanium 6AL4V adalah aloy yang terdiri dari 4% vanadium dan 6% aluminium. Aly titanium terintegrasi harmonis dengan tubuh manusia, jadi sangat sesuai untuk manufaktur perangkat medis. Tidak mengherankan jika aloy titanium juga dapat dibuat menjadi banyak lubang.

Jenis lain titanium yang digunakan dalam perangkat medis meliputi Gr.23 dan Gr.5, yang merupakan grade khusus yang digunakan oleh produsen perangkat medis tertentu. Ti-6AL-4V ELI dan Ti-6AL-4V umumnya digunakan dalam manufaktur implan gigi dan peralatan gigi, terutama karena ketahanan retak yang tinggi.

Tembaga titanium juga tahan terhadap bakteri dan ideal untuk peralatan bedah, karena jika terpapar bakteri, tidak perlu khawatir tentang kontaminasi, dan dapat digunakan dengan aman dengan peralatan yang memancarkan radiasi

Aluminum

Meskipun jarang berkontak langsung dengan tubuh, aluminium sangat umum digunakan untuk berbagai jenis peralatan pendukung, yang harus ringan, kuat, dan tahan korosi. Contoh termasuk rangka kursi, kursi roda, tongkat berjalan, stent ortopedi, dan stent infus. Karena aluminium mentah mudah karat atau mengoksida, bagian aluminium biasanya perlu dicat atau di-anodize untuk meningkatkan daya tahan.

Niobium

Niobium adalah salah satu logam refraktori khusus yang digunakan dalam peralatan medis saat ini. Niobium sangat iners dan biokompatibel. Selain properti berharga seperti konduktivitas termal tinggi dan konduktivitas listrik tinggi, sering digunakan untuk membuat bagian kecil pacemaker. Tantalum adalah logam refraktori sangat pori yang mempromosikan pertumbuhan tulang dan menempel padanya, sehingga tantalum dapat digunakan untuk implan kehadiran tulang. Material ini juga digunakan untuk pita penanda diagnostik. Namun, karena biaya dan kelangkaan unsur, tantalum sering digunakan sebagai material komposit.

Tungsten

Tungsten juga sering menjadi bagian dari peralatan medis, seperti tabung yang digunakan untuk melakukan prosedur laparoskopi dan endoskopi minimal invasif. Selain menyediakan kekuatan mekanik, tungsten juga dapat digunakan di tempat radiopacity diperlukan, terutama dalam aplikasi inspeksi fluoresensi, dan densitas tungsten lebih besar daripada timah, dan dapat juga digunakan sebagai pengganti timah yang ramah lingkungan untuk material perlindungan radiasi.

Nitinol

Nitinol adalah aloy yang dibuat dari kombinasi nikel dan titanium. Logam ini merespons dengan cara reversibel ketika tekanan diterapkan karena properti superelastiknya. Memori bentuk adalah istilah yang digunakan untuk mengungkapkan kemampuan Nitinol untuk mengalami deformasi pada suhu tertentu, dan kemudian memulihkan bentuk aslinya ketika terpapar suhu di atas suhu transformasinya.

Karena kemampuannya menahan regangan besar, Nitinol banyak digunakan sebagai material ideal untuk desain dan rekayasa peralatan medis. Beberapa perangkat medis yang dibuat menggunakan logam ini meliputi alat seperti alat biopsi dan alat pegangan kecil. Ideal untuk manufaktur alat medis yang dapat dengan mudah diperluas dan diperluas ke area luas.

Karena performa unik dan karakteristik berat ringan, Nitinol sangat sesuai untuk manufaktur aplikasi biomedis, seperti klip, alat klep jantung, alat spasi kompleks, ancur tulang, alat klep jantung, dan berbagai implan.

Dapat juga digunakan untuk membuat markah lokalisasi dan garis diagnostik untuk lokalisasi tumor payudara. Peralatan ini dipilih karena lebih tidak invasif dalam diagnosis dan pengobatan kanker payudara.