वैद्यकीय उपकरण निर्मितीसाठी धातूंचे अनुकूलन

COVID-19 प्रकरणांमध्ये झालेल्या वाढीमुळे वैद्यकीय उपकरणांची मागणी वाढली आहे, ज्यामुळे वैद्यकीय उपकरणांचे डिझायनर आणि उत्पादक यांच्यासाठी साहित्य निवडीच्या महत्त्वावर भर देण्यात आला आहे. उपयोगिता, गुणवत्ता आणि मानकांचे पालन सुनिश्चित करण्यासाठी वैद्यकीय भाग आणि उपकरणांसाठी योग्य सामग्री निवडणे महत्त्वपूर्ण आहे. योग्य सामग्रीची निवड केल्याने जास्तीत जास्त किफायतशीरपणा आणि विश्वासार्हतेचे फायदे मिळू शकतात.

मेटॅलिक बायोमटेरियल्स किंवा वैद्यकीय धातूंचा सर्जिकल एड्स आणि टूल्सच्या निर्मितीमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापर केला गेला आहे, ज्यामधून निवडण्यासाठी विविध पर्याय उपलब्ध आहेत. कोबाल्ट-क्रोमियम मिश्र धातु, स्टेनलेस स्टील, टायटॅनियम आणि विविध मिश्रधातूंच्या यशस्वी प्रगतीने दंतचिकित्सा आणि ऑर्थोपेडिक्समध्ये त्यांच्या व्यापक वापरामुळे, वैद्यकीय उपकरणांच्या निर्मितीमध्ये धातूच्या वैद्यकीय सामग्रीचे महत्त्व दृढपणे स्थापित केले आहे.

वैद्यकीय आणि आरोग्यसेवा हेतूंसाठी उपकरणे डिझाइन करताना, उत्पादकांनी योग्य कच्चा माल निवडताना सावधगिरी बाळगणे खूप महत्वाचे आहे. अनुप्रयोगासाठी आवश्यक अभियांत्रिकी तपशीलांची पूर्तता करण्याव्यतिरिक्त, निवडलेल्या सामग्रीने मानवी शरीराच्या संपर्कात असताना किंवा सामान्यतः नैदानिक ​​परिस्थितीत आढळणाऱ्या विविध रसायनांच्या संपर्कात असताना कोणत्याही संभाव्य धोक्याची अनुपस्थिती देखील सुनिश्चित केली पाहिजे. कार्यात्मक आवश्यकता आणि इच्छित वापरासह सामग्रीची सुसंगतता या दोन्हीकडे काळजीपूर्वक विचार करणे आवश्यक आहे.

औषध आणि आरोग्य सेवा क्षेत्रात, असंख्य शुद्ध धातू आणि धातूंच्या मिश्र धातुंनी त्यांचे मूल्य सिद्ध केले आहे. हा लेख वैद्यकीय उपकरणांच्या निर्मितीमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या धातूच्या बायोमटेरियल्स आणि धातूंच्या तेरा सर्वात सामान्य प्रकारांचा विचार करेल.

• वैद्यकीय भाग आणि उपकरण निर्मितीसाठी 13 प्रकारचे धातू

चला शुद्ध धातू आणि धातूंच्या मिश्र धातुंचे तेरा सर्वात सामान्य प्रकार, त्यांचे उपयोग आणि औषध आणि आरोग्य सेवा उपकरणांच्या निर्मितीमध्ये त्यांचे फायदे आणि तोटे पाहू.

1. स्टेनलेस स्टील

स्टेनलेस स्टील गैर-विषारी, गैर-संक्षारक आणि टिकाऊ स्वरूपामुळे वैद्यकीय उपकरणांच्या विस्तृत श्रेणीसाठी अत्यंत योग्य आहे. शिवाय, ते एका बारीक फिनिशमध्ये पॉलिश केले जाऊ शकते जे सहजपणे साफ केले जाऊ शकते. स्टेनलेस स्टील वेगवेगळ्या प्रकारांमध्ये उपलब्ध असल्याने, प्रत्येकामध्ये अद्वितीय यांत्रिक आणि रासायनिक गुणधर्म आहेत, योग्य प्रकार निवडणे महत्त्वपूर्ण आहे.

316 आणि 316L स्टेनलेस स्टील हे त्यांच्या अपवादात्मक गंज प्रतिरोधकतेमुळे वैद्यकीय प्रत्यारोपण आणि बॉडी पिअरिंगसाठी वारंवार वापरले जाणारे प्रकार आहेत. रक्तप्रवाहातील गंज रोखण्यासाठी हे गुणधर्म आवश्यक आहे, ज्यामुळे संक्रमण आणि संभाव्य घातक परिणाम होऊ शकतात. शिवाय, स्टेनलेस स्टीलमध्ये कमी-निकेलचे प्रकार असतात त्यामुळे रुग्णांना क्वचितच निकेलच्या ऍलर्जीचा त्रास होतो.

440 स्टेनलेस स्टीलचा सामान्यतः सर्जिकल टूल्सच्या उत्पादनात वापर केला जातो. हे 316 च्या तुलनेत कमी गंज प्रतिकार देऊ शकते, परंतु उच्च कार्बन सामग्री यासाठी परवानगी देतेउष्णता उपचार, ची निर्मिती परिणामीतीक्ष्ण कडा उपकरणे कापण्यासाठी योग्य. स्टेनलेस स्टीलचा ऑर्थोपेडिक्समध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापर होतो, जसे की हिप जॉइंट्स बदलणे आणि स्क्रू आणि प्लेट्स वापरून फ्रॅक्चर झालेल्या हाडांचे स्थिरीकरण. शिवाय, हेमोस्टॅट्स, चिमटे, संदंश आणि टिकाऊपणा आणि निर्जंतुकीकरण दोन्ही आवश्यक असलेली इतर उपकरणे यांसारखी टिकाऊ आणि सहज साफ करता येण्याजोग्या सर्जिकल टूल्सच्या निर्मितीसाठी याचा वापर केला जातो.

स्टेनलेस स्टीलमध्ये लोह असल्याने, कालांतराने गंज होऊ शकते, इम्प्लांट खराब झाल्यामुळे आसपासच्या ऊतींना धोका असतो. तुलनेत, टायटॅनियम किंवा कोबाल्ट क्रोम सारख्या वैद्यकीय धातू अधिक गंज प्रतिकार देतात. तथापि, लक्षात ठेवा की हे पर्यायी धातू अधिक महाग असू शकतात.

2. तांबे

त्याच्या तुलनेने कमकुवत शक्तीमुळे,तांबे सर्जिकल उपकरणे आणि इम्प्लांट्स तयार करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरले जात नाही. तथापि, त्याच्या उल्लेखनीय बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ आणि अँटीव्हायरल गुणधर्म हे शस्त्रक्रिया आणि रोग प्रतिबंधक क्षेत्रात एक प्रचलित पर्याय बनवतात.

मेडीकल इम्प्लांटसाठी तांब्याचा थेट वापर त्याच्या मऊपणामुळे आणि ऊतींमधील संभाव्य विषारीपणामुळे असामान्य आहे. तथापि, काही तांबे मिश्रधातू अजूनही दंत प्रत्यारोपणात वापरले जातात आणि संसर्गाचा धोका कमी करण्यासाठीहाड प्रत्यारोपणाच्या शस्त्रक्रिया.

तांबे त्याच्या अपवादात्मक अँटीव्हायरल आणि बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ गुणधर्मांमुळे वैद्यकीय धातू म्हणून खरोखर उत्कृष्ट आहे. हे तांब्याला वारंवार स्पर्श केलेल्या पृष्ठभागांसाठी एक आदर्श सामग्री बनवते, जसे की दरवाजाचे हँडल, बेड रेल आणि स्विच. जे तांबे वेगळे करते ते म्हणजेFDASARS-CoV-2 सारख्या विषाणूंचा प्रसार प्रभावीपणे रोखत, बायोसिडल म्हणून 400 हून अधिक वेगवेगळ्या तांब्याच्या मिश्रधातूंना मान्यता दिली आहे.

वातावरणाच्या संपर्कात आल्यावर, शुद्ध तांबे सहजपणे ऑक्सिडेशनमधून जातात, परिणामी त्याचा रंग हिरवट होतो. असे असूनही, ते त्याचे प्रतिजैविक गुणधर्म राखते. तथापि, काही व्यक्तींना विकृती अनाकर्षक वाटू शकते. याचे निराकरण करण्यासाठी, मिश्रधातूंचा वापर सामान्यतः केला जातो, जे सूक्ष्मजंतूंविरूद्ध प्रभावीतेचे विविध स्तर देतात. दुसरा पर्याय म्हणजे तांब्याच्या बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ गुणधर्म जपून ऑक्सिडेशन टाळण्यासाठी पातळ-फिल्म कोटिंग्ज लावणे.

3. टायटॅनियम

टायटॅनियम सामान्यतः वैद्यकीय उपकरणांच्या निर्मितीमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या धातूंमध्ये हे अत्यंत पसंतीचे आहे. अंतर्गत वैद्यकीय उपकरणांव्यतिरिक्त, हे शस्त्रक्रिया उपकरणे, दंत उपकरणे आणि ऑर्थोपेडिक गियर यांसारख्या बाह्य उपकरणांच्या निर्मितीमध्ये देखील कार्यरत आहे. शुद्ध टायटॅनियम, अत्यंत निष्क्रिय म्हणून ओळखले जाते, हा सर्वात महाग पर्याय आहे जो बहुतेकदा अति-उच्च विश्वासार्हतेच्या घटकांसाठी किंवा शस्त्रक्रियेनंतर रुग्णाच्या शरीरात दीर्घकालीन वापरासाठी आरक्षित असतो.

आजकाल, टायटॅनियमचा वापर स्टेनलेस स्टीलचा पर्याय म्हणून केला जातो, विशेषत: हाडांच्या आधारे आणि पर्यायांच्या निर्मितीमध्ये. टायटॅनियममध्ये वजनाने हलके असताना स्टेनलेस स्टीलच्या तुलनेत ताकद आणि टिकाऊपणा आहे. शिवाय, हे उत्कृष्ट बायोकॉम्पॅटिबिलिटी गुणधर्म प्रदर्शित करते.

टायटॅनियम मिश्रधातू दंत रोपणासाठी देखील अत्यंत योग्य आहेत. यामध्ये टायटॅनियमचा वापर केला जाऊ शकतो या वस्तुस्थितीचे श्रेय दिले जातेमेटल 3D प्रिंटिंग रुग्णाच्या स्कॅन आणि क्ष-किरणांवर आधारित पूर्णपणे सानुकूलित घटक तयार करणे. हे एक निर्दोष फिट आणि वैयक्तिक समाधान सक्षम करते.

टायटॅनियम त्याच्या हलके आणि मजबूत स्वभावासाठी वेगळे आहे, गंज प्रतिरोधकतेच्या बाबतीत स्टेनलेस स्टीलला मागे टाकते. तथापि, विचार करण्यासाठी काही मर्यादा आहेत. टायटॅनियम मिश्र धातु सतत डायनॅमिक लोड अंतर्गत वाकलेल्या थकवासाठी अपुरा प्रतिकार दर्शवू शकतात. शिवाय, रिप्लेसमेंट जॉइंट्समध्ये काम करताना, टायटॅनियम घर्षण आणि परिधान करण्यासाठी लवचिक नसते.

4. कोबाल्ट क्रोम

क्रोमियम आणि कोबाल्टपासून बनलेले,कोबाल्ट क्रोम एक मिश्रधातू आहे जो सर्जिकल उपकरणांसाठी अनेक फायदे देते. साठी त्याची उपयुक्तता3D प्रिंटिंगआणिसीएनसी मशीनिंग इच्छित फॉर्मच्या सोयीस्कर आकारास अनुमती देते. शिवाय,इलेक्ट्रोपॉलिशिंग दूषित होण्याचा धोका कमी करून गुळगुळीत पृष्ठभाग सुनिश्चित करण्यासाठी लागू केले जाते. सामर्थ्य, पोशाख प्रतिरोध आणि उच्च-तापमान सहनशक्ती यासारख्या उत्कृष्ट गुणधर्मांसह, कोबाल्ट क्रोम हे धातूच्या मिश्रधातूंसाठी शीर्ष पर्यायांपैकी एक आहे. त्याची बायोकॉम्पॅटिबिलिटी ऑर्थोपेडिक प्रोस्थेटिक्स, सांधे बदलणे आणि दंत रोपणांसाठी आदर्श बनवते.

कोबाल्ट क्रोम मिश्र धातु हिप आणि शोल्डर सॉकेट बदलण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या वैद्यकीय धातू आहेत. तथापि, रक्तप्रवाहात कोबाल्ट, क्रोमियम आणि निकेल आयनच्या संभाव्य प्रकाशनाबद्दल चिंता व्यक्त केली गेली आहे कारण हे मिश्रधातू कालांतराने हळूहळू नष्ट होतात.

5. ॲल्युमिनियम

क्वचितच शरीराच्या थेट संपर्कात,ॲल्युमिनियम हलके, मजबूत आणि गंज-प्रतिरोधक गुणधर्म आवश्यक असलेल्या विविध समर्थन उपकरणांच्या निर्मितीमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. उदाहरणांमध्ये इंट्राव्हेनस स्टेंट्स, वॉकिंग स्टिक्स, बेड फ्रेम्स, व्हीलचेअर्स आणि ऑर्थोपेडिक स्टेंट समाविष्ट आहेत. गंज किंवा ऑक्सिडायझेशनच्या प्रवृत्तीमुळे, ॲल्युमिनियम घटकांना त्यांची टिकाऊपणा आणि आयुर्मान वाढविण्यासाठी विशेषत: पेंटिंग किंवा एनोडायझिंग प्रक्रियेची आवश्यकता असते.

6. मॅग्नेशियम

मॅग्नेशियम मिश्र हे वैद्यकीय धातू आहेत जे त्यांच्या अपवादात्मक हलकेपणा आणि ताकदीसाठी ओळखले जातात, नैसर्गिक हाडांच्या वजन आणि घनतेसारखे असतात. शिवाय, मॅग्नेशियम जैवसुरक्षा दर्शवते कारण ते नैसर्गिकरित्या आणि सुरक्षितपणे कालांतराने बायोडिग्रेड होते. ही मालमत्ता तात्पुरत्या स्टेंटसाठी किंवा हाडांच्या कलम बदलण्यासाठी योग्य बनवते, दुय्यम काढण्याच्या प्रक्रियेची आवश्यकता दूर करते.

तथापि, आवश्यकतेनुसार, मॅग्नेशियम वेगाने ऑक्सिडाइझ होतेपृष्ठभाग उपचार . याव्यतिरिक्त, मॅग्नेशियम मशीन करणे आव्हानात्मक असू शकते आणि ऑक्सिजनसह संभाव्य अस्थिर प्रतिक्रिया टाळण्यासाठी सावधगिरी बाळगणे आवश्यक आहे.

7. सोने

सोने, शक्यतो वापरल्या गेलेल्या सर्वात आधीच्या वैद्यकीय धातूंपैकी एक, उत्कृष्ट गंज प्रतिकार आणि जैव सुसंगततेचा अभिमान बाळगतो. त्याची लवचिकता सहज आकार देण्यास अनुमती देते, भूतकाळातील विविध दंत दुरुस्तीसाठी ते लोकप्रिय पर्याय बनवते. तथापि, ही प्रथा कमी प्रचलित झाली आहे, ज्याची जागा आता सोन्याने घेतली आहेकृत्रिम साहित्यअनेक प्रकरणांमध्ये.

सोन्यात काही जैवनाशक गुणधर्म असले तरी, त्याची किंमत आणि दुर्मिळता त्याचा वापर मर्यादित करते हे लक्षात घेणे फायदेशीर आहे. सामान्यतः, सोन्याचा वापर घन सोन्याऐवजी अत्यंत पातळ प्लेटिंगमध्ये केला जातो. इलेक्ट्रो-स्टिम्युलेशन इम्प्लांटमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या कंडक्टर, वायर्स आणि इतर मायक्रो-इलेक्ट्रॉनिक घटकांवर सोन्याचे प्लेटिंग सामान्यतः आढळतात.सेन्सर्स.

8. प्लॅटिनम

प्लॅटिनम, आणखी एक गंभीरपणे स्थिर आणि जड धातू, त्याच्या जैव अनुकूलता आणि अपवादात्मक चालकतेमुळे शस्त्रक्रिया उपकरणे आणि उपकरणांसाठी एक उत्कृष्ट पर्याय मानला जातो. श्रवणयंत्र आणि पेसमेकर यांसारख्या अंतर्गत इलेक्ट्रॉनिक इम्प्लांटमध्ये नाजूक प्लॅटिनम वायर्सचा मोठ्या प्रमाणावर वापर होतो. शिवाय, प्लॅटिनमला न्यूरोलॉजिकल डिसऑर्डर आणि मेंदूच्या लहरींचे निरीक्षण करण्याशी संबंधित त्याचे अनुप्रयोग सापडतात.

9. चांदी

तांब्याप्रमाणेच, चांदीमध्ये अंतर्निहित प्रतिजैविक गुणधर्म असतात, ज्यामुळे ते विविध अनुप्रयोगांमध्ये मौल्यवान बनते. हे स्टेंट्स आणि लोड-बेअरिंग नसलेल्या इम्प्लांटमध्ये उपयुक्तता शोधते आणि अगदी हाडांच्या प्लास्टरिंगसाठी वापरल्या जाणाऱ्या सिमेंटीशिअस कंपाऊंडमध्ये देखील समाविष्ट केले जाते. याव्यतिरिक्त, दंत भरण्यासाठी चांदी जस्त किंवा तांब्याने मिश्रित केली जाते.

10. टँटलम

टँटलम उच्च उष्णता प्रतिरोधक क्षमता, उत्कृष्ट कार्यक्षमता, ऍसिड आणि गंज यांना प्रतिकार, तसेच लवचिकता आणि सामर्थ्य यांचे संयोजन यासारखी उल्लेखनीय वैशिष्ट्ये प्रदर्शित करते. अत्यंत सच्छिद्र रीफ्रॅक्टरी मेटल म्हणून, ते हाडांची वाढ आणि एकत्रीकरण सुलभ करते, ज्यामुळे हाडांच्या उपस्थितीत रोपण करण्यासाठी योग्य बनते.

शरीरातील द्रवपदार्थ आणि गंज प्रतिरोधक प्रतिकारशक्तीमुळे टँटलमला विविध वैद्यकीय उपकरणे आणि डायग्नोस्टिक मार्कर टेप्समध्ये उपयोग होतो. चे आगमन3D प्रिंटिंगटँटलमचा वापर क्रॅनियल हाडांच्या बदल्यात आणि दंत उपकरणे जसे की मुकुट किंवास्क्रू पोस्ट तथापि, त्याच्या दुर्मिळतेमुळे आणि किंमतीमुळे, टँटलम बहुतेकदा त्याच्या शुद्ध स्वरूपात वापरण्याऐवजी मिश्रित पदार्थांमध्ये वापरला जातो.

11. निटिनॉल

निटिनॉल हे निकेल आणि टायटॅनियमचे बनलेले मिश्रधातू आहे, जे त्याच्या अपवादात्मक गंज प्रतिरोधकतेसाठी आणि बायोकॉम्पॅटिबिलिटीसाठी ओळखले जाते. त्याची अनोखी स्फटिक रचना याला अतिलवचिकता आणि आकाराचा मेमरी प्रभाव प्रदर्शित करण्यास अनुमती देते. या गुणधर्मांनी विशिष्ट तापमानाच्या आधारे विकृत झाल्यानंतर सामग्रीला त्याच्या मूळ आकारात परत येण्याची परवानगी देऊन वैद्यकीय उपकरण उद्योगात क्रांती घडवून आणली आहे.

वैद्यकीय कार्यपद्धतींमध्ये जेथे अचूकता महत्त्वाची असते, निटिनॉल घट्ट जागांवर नेव्हिगेट करण्यासाठी लवचिकता देते आणि लक्षणीय ताण सहन करण्यासाठी टिकाऊपणा राखते (8% पर्यंत). त्याचे हलके वजन आणि उत्कृष्ट कार्यप्रदर्शन विविध बायोमेडिकल ॲप्लिकेशन्सच्या निर्मितीसाठी एक आदर्श पर्याय बनवते. उदाहरणांमध्ये ऑर्थोडोंटिक वायर्स, हाडांचे अँकर, स्टेपल, स्पेसर उपकरणे, हार्ट व्हॉल्व्ह टूल्स, मार्गदर्शक वायर्स आणि स्टेंट यांचा समावेश आहे. स्तनाच्या कर्करोगाचे निदान आणि उपचारांसाठी कमी आक्रमक पर्याय ऑफर करून स्तनाच्या गाठी शोधण्यासाठी मार्कर आणि डायग्नोस्टिक लाइन्स तयार करण्यासाठी Nitinol चा वापर केला जाऊ शकतो.

12. निओबियम

निओबियम, एक अपवर्तक विशेष धातू, आधुनिक वैद्यकीय उपकरणांमध्ये वापरला जातो. हे त्याच्या अपवादात्मक जडत्व आणि बायोकॉम्पॅटिबिलिटीसाठी ओळखले जाते. उच्च थर्मल आणि इलेक्ट्रिकल चालकता यासह त्याच्या मौल्यवान गुणधर्मांसह, पेसमेकरसाठी लहान घटकांच्या निर्मितीमध्ये निओबियमचा वारंवार वापर केला जातो.

13. टंगस्टन

टंगस्टनचा वापर सामान्यतः वैद्यकीय उपकरणांमध्ये केला जातो, विशेषत: लॅपरोस्कोपी आणि एंडोस्कोपी यांसारख्या कमीतकमी हल्ल्याच्या प्रक्रियेसाठी ट्यूबच्या निर्मितीमध्ये. हे यांत्रिक शक्ती प्रदान करते आणि रेडिओपॅसिटीची आवश्यकता देखील पूर्ण करू शकते, ज्यामुळे ते फ्लोरोसेन्स तपासणी अनुप्रयोगांसाठी योग्य बनते. याव्यतिरिक्त, टंगस्टनची घनता शिशाच्या घनतेपेक्षा जास्त आहे, ज्यामुळे ते रेडिएशन शील्डिंग सामग्रीसाठी पर्यावरणास अनुकूल पर्याय बनते.

वैद्यकीय उपकरणांसाठी उपलब्ध बायोकॉम्पॅटिबल साहित्य

जेव्हा हेल्थकेअर सेटिंग्जमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या बायोकॉम्पॅटिबल सामग्रीचा विचार केला जातो तेव्हा त्यांनी विशिष्ट निकषांचे पालन केले पाहिजे जे इतर उत्पादनांना लागू होऊ शकत नाहीत.

उदाहरणार्थ, मानवी ऊती किंवा शारीरिक द्रवांच्या संपर्कात असताना ते गैर-विषारी असणे आवश्यक आहे. याव्यतिरिक्त, त्यांच्याकडे निर्जंतुकीकरणासाठी वापरल्या जाणाऱ्या रसायनांचा प्रतिकार असणे आवश्यक आहे, जसे की क्लिनर आणि जंतुनाशक. प्रत्यारोपणासाठी वापरल्या जाणाऱ्या वैद्यकीय धातूंच्या बाबतीत, ते गैर-विषारी, गैर-संक्षारक आणि नॉन-चुंबकीय असले पाहिजेत. संशोधन सतत नवीन धातू मिश्र धातु, तसेच इतर साहित्य शोधत आहेप्लास्टिकआणिसिरॅमिक , बायोकॉम्पॅटिबल सामग्री म्हणून त्यांच्या योग्यतेचे मूल्यांकन करण्यासाठी. शिवाय, काही सामग्री अल्प-मुदतीच्या संपर्कासाठी सुरक्षित असू शकते परंतु कायमस्वरूपी रोपणांसाठी योग्य नाही.

गुंतलेल्या असंख्य चलांमुळे, युनायटेड स्टेट्समधील FDA सारख्या नियामक संस्था, इतर जागतिक संस्थांसह, वैद्यकीय उपकरणांसाठी कच्चा माल प्रमाणित करत नाहीत. त्याऐवजी, वर्गीकरण अंतिम उत्पादनास त्याच्या घटक सामग्रीऐवजी नियुक्त केले जाते. तरीही, बायोकॉम्पॅटिबल सामग्री निवडणे हे इच्छित वर्गीकरण साध्य करण्याच्या दिशेने प्रारंभिक आणि निर्णायक पाऊल आहे.

वैद्यकीय उपकरणाच्या घटकांसाठी धातूंना प्राधान्य दिलेली सामग्री का आहे?

अपवादात्मक ताकद आणि कडकपणा आवश्यक असलेल्या परिस्थितीत, धातू, विशेषतः लहान क्रॉस विभागात, बहुतेकदा प्राधान्य दिले जाते. ते अशा घटकांसाठी योग्य आहेत ज्यांना आकार देणे आवश्यक आहे किंवा जटिल स्वरूपात मशीन बनवणे आवश्यक आहे, जसे कीचौकशी , ब्लेड आणि पॉइंट्स. शिवाय, धातू यांत्रिक भागांमध्ये उत्कृष्ट असतात जे लीव्हरसारख्या इतर धातूच्या घटकांशी संवाद साधतात,गीअर्स , स्लाइड्स आणि ट्रिगर्स. ते अशा घटकांसाठी देखील योग्य आहेत जे उच्च-उष्णतेचे निर्जंतुकीकरण करतात किंवा पॉलिमर-आधारित सामग्रीच्या तुलनेत उत्कृष्ट यांत्रिक आणि भौतिक गुणधर्म आवश्यक असतात.

धातू सामान्यत: एक टिकाऊ आणि चकचकीत पृष्ठभाग देतात जे सुलभ साफसफाई आणि निर्जंतुकीकरण सुलभ करते. टायटॅनियम, टायटॅनियम मिश्र धातु, स्टेनलेस स्टील आणि निकेल मिश्र धातुंना वैद्यकीय उपकरणांमध्ये अत्यंत पसंती दिली जाते कारण ते आरोग्यसेवा अनुप्रयोगांमध्ये कठोर साफसफाईची आवश्यकता पूर्ण करण्याच्या क्षमतेमुळे. याउलट, स्टील, ॲल्युमिनियम किंवा तांबे यासारख्या अनियंत्रित आणि विनाशकारी पृष्ठभागाच्या ऑक्सिडेशनला प्रवण असलेल्या धातूंना अशा अनुप्रयोगांमधून वगळण्यात आले आहे. हे उच्च-कार्यक्षम धातू अद्वितीय गुणधर्म, काही मर्यादा आणि अपवादात्मक अष्टपैलुत्वाचा अभिमान बाळगतात. या सामग्रीसह काम करताना नाविन्यपूर्ण डिझाइन पध्दतींची आवश्यकता असते, जे सामान्यत: मानक धातू किंवा प्लास्टिक वापरणाऱ्यांपेक्षा भिन्न असू शकतात, जे उत्पादन अभियंत्यांना अनेक शक्यता देतात.

वैद्यकीय उपकरणांसाठी वापरल्या जाणाऱ्या विशिष्ट धातूचे प्राधान्यकृत फॉर्म

प्लेट, रॉड, फॉइल, पट्टी, शीट, बार आणि वायर यासह सामान्यतः वैद्यकीय उद्योगात वापरल्या जाणाऱ्या टायटॅनियम मिश्र धातु, स्टेनलेस स्टील आणि हार्डनेबल मिश्र धातुंचे अनेक प्रकार आहेत. वैद्यकीय उपकरणाच्या घटकांच्या विशिष्ट आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी हे विविध स्वरूप आवश्यक आहेत, जे सहसा लहान आणि गुंतागुंतीचे असतात.

या आकारांची निर्मिती करण्यासाठी, स्वयंचलितस्टॅम्पिंग प्रेस सामान्यत: कार्यरत आहेत. या प्रकारच्या प्रक्रियेसाठी पट्ट्या आणि वायर हे सर्वात सामान्यपणे वापरले जाणारे प्रारंभिक साहित्य आहेत. हे मिल फॉर्म विविध आकारात येतात, ज्यात 0.001 इंच ते 0.125 इंच पर्यंतच्या पट्टीची जाडी अल्ट्रा-थिन फॉइलपर्यंत असते आणि फ्लॅट वायर 0.010 इंच ते 0.100 इंच जाडी आणि 0.150 इंच ते 0.750 इंच रुंदीमध्ये उपलब्ध असते. .

वैद्यकीय उपकरणांच्या निर्मितीमध्ये धातू वापरण्यासाठी विचार

या क्षेत्रात, वैद्यकीय उपकरणांच्या निर्मितीसाठी धातू वापरताना आम्ही चार मुख्य घटकांचा विचार करू, ते म्हणजे मशीनिंग, सुदृढता, कडकपणा नियंत्रण आणिपृष्ठभाग समाप्त.

1. मशीनिंग

6-4 मिश्रधातूचे मशिनिंग गुणधर्म ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्सच्या सारखेच आहेत, दोन्ही सामग्री AISI B-1112 स्टीलच्या जवळपास 22% रेटिंग देते. तथापि, हे लक्षात घ्यावे की टायटॅनियम कार्बाइड टूलिंगसह प्रतिक्रिया देते आणि ही प्रतिक्रिया उष्णतेमुळे तीव्र होते. म्हणून, टायटॅनियम मशीनिंग करताना कटिंग फ्लुइडसह जोरदार पूर वापरण्याची शिफारस केली जाते.

हॅलोजन असलेले द्रव वापरणे टाळणे महत्वाचे आहे, कारण मशीनिंग ऑपरेशन्सनंतर ते पूर्णपणे काढून टाकले नाही तर ते तणावग्रस्त गंज होण्याचा धोका निर्माण करू शकतात.

2. फॉर्मेबिलिटी

स्टॅम्पर्स सामान्यत: शीत फॉर्मसाठी सोपे असलेल्या सामग्रीस प्राधान्य देतात. तथापि, हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की उत्कृष्ट कडकपणा आणि सामर्थ्य यासारख्या मिश्रधातूंची निवड करताना खरेदीदार ज्या विशिष्ट गुणधर्मांचा शोध घेतात त्या विशिष्ट गुणधर्मांशी सुरूपता संबंधित आहे.

उदाहरणार्थ, सर्जिकल स्टेपल्समध्ये पृथक्करण टाळण्यासाठी जास्तीत जास्त ताकद असणे आवश्यक आहे, अगदी बारीक क्रॉस-सेक्शन देखील. त्याच वेळी, ते अत्यंत फॉर्मेबल असले पाहिजेत जेणेकरुन शल्यचिकित्सकांना आक्रमक स्टेपल टूल्सची आवश्यकता न पडता त्यांना घट्ट बंद करता येईल.

रीरोल स्टेज दरम्यान ताकद आणि सुदृढता यांच्यातील समतोल साधणे प्रभावीपणे पूर्ण केले जाऊ शकते. स्ट्रिपला इच्छित गेजवर काळजीपूर्वक रोलिंग करून आणि कामाच्या कडकपणाच्या परिणामांचा सामना करण्यासाठी पासेसमध्ये ॲनिलिंगचा वापर करून, सुदृढतेची इष्टतम पातळी प्राप्त केली जाते.

रीरोलर्स वैकल्पिक उष्मा उपचार प्रक्रिया वापरतात आणिकोल्ड रोलिंगपारंपारिक मल्टीस्लाइड आणि मल्टीडी स्टॅम्पिंग उपकरणे वापरून तयार करणे, रेखाचित्रे काढणे आणि पंचिंगसाठी योग्यरित्या उपयुक्त अशी फॉर्मेबल सामग्री प्रदान करणे.

टायटॅनियम आणि त्याच्या मिश्रधातूंची लवचिकता इतर सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या स्ट्रक्चरल धातूंपेक्षा कमी असू शकते, तरीही स्टेनलेस स्टीलच्या तुलनेत कमी दराने स्ट्रिप उत्पादने खोलीच्या तपमानावर सहजपणे तयार होऊ शकतात.

शीत तयार झाल्यानंतर, टायटॅनियम त्याच्या लवचिकतेच्या कमी मॉड्यूलसमुळे वसंत ऋतु परत प्रदर्शित करतो, जे स्टीलच्या अंदाजे अर्धे आहे. हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की स्प्रिंग बॅकची डिग्री मेटलच्या ताकदीसह वाढते.

जेव्हा खोलीच्या तपमानाचे प्रयत्न पुरेसे नसतात, तेव्हा तापमानासह टायटॅनियमची लवचिकता वाढल्यामुळे उच्च तापमानात फॉर्मिंग ऑपरेशन्स केले जाऊ शकतात. साधारणपणे, टायटॅनियमच्या विरहित पट्ट्या आणि शीट्स थंड-निर्मित असतात.

तथापि, साठी एक अपवाद आहेअल्फा मिश्रधातू , जे अधूनमधून 600°F ते 1200°F दरम्यानच्या तापमानात वसंत ऋतु परत येऊ नये म्हणून गरम केले जाते. हे लक्षात घेणे फायदेशीर आहे की 1100°F च्या पलीकडे, टायटॅनियम पृष्ठभागांचे ऑक्सिडेशन चिंतेचे बनते, त्यामुळे डिस्केलिंग ऑपरेशन आवश्यक असू शकते.

टायटॅनियमचे कोल्ड-वेल्डिंग गुणधर्म स्टेनलेस स्टीलच्या तुलनेत जास्त असल्याने, टायटॅनियमच्या संपर्कात येणारे कोणतेही ऑपरेशन करताना योग्य स्नेहन महत्त्वपूर्ण आहे.धातू मरतोकिंवा उपकरणे तयार करणे.

3. कडकपणा नियंत्रण

मिश्रधातूंमधील फॉर्मेबिलिटी आणि ताकद यांच्यातील समतोल साधण्यासाठी रोलिंग आणि ॲनिलिंग प्रक्रियेचा वापर करणे. प्रत्येक रोलिंग पासच्या दरम्यान एनीलिंग केल्याने, कामाच्या कडकपणाचे परिणाम काढून टाकले जातात, परिणामी इच्छित स्वभाव जो आवश्यक सुरूपता प्रदान करताना सामग्रीची ताकद राखतो.

कठोर तपशील पूर्ण करण्यासाठी आणि खर्च कमी करण्यासाठी, येथे तज्ञहुवाई ग्रुप मिश्रधातूच्या निवडीमध्ये मदत करू शकतात आणि तुमच्या वैद्यकीय धातूच्या मशीनिंगसाठी सर्वसमावेशक उपाय देऊ शकतात. हे सुनिश्चित करते की मिश्रधातूंमध्ये विशिष्ट आवश्यकता आणि मर्यादांनुसार गुणधर्मांचे इच्छित संयोजन आहे.

4. पृष्ठभाग समाप्त

रीरोल स्टेज दरम्यान, टायटॅनियम-आधारित आणि स्टेनलेस स्टील स्ट्रिप उत्पादनांची पृष्ठभागाची समाप्ती निश्चित केली जाते. डिझायनरकडे निवडण्यासाठी विविध पर्याय आहेत, ज्यात चमकदार आणि परावर्तित फिनिश, स्नेहन हस्तांतरण सुलभ करणारे मॅट पृष्ठभाग किंवा बाँडिंग, ब्रेझिंग किंवा वेल्डिंग हेतूंसाठी आवश्यक असलेल्या इतर विशेष पृष्ठभागांचा समावेश आहे.

वर्क रोल्स आणि रोलिंग मिलमधील सामग्री यांच्यातील संपर्काद्वारे पृष्ठभागाची समाप्ती तयार केली जाते. उदाहरणार्थ, उच्च पॉलिश केलेले कार्बाइड रोल वापरल्याने आरसा-चमकदार आणि परावर्तित फिनिश मिळते, तर शॉट-ब्लास्ट केलेले स्टील रोल्स 20-40 μin च्या उग्रपणासह मॅट फिनिश तयार करतात. RMS. शॉट-ब्लास्टेड कार्बाइड रोल 18-20 μin सह निस्तेज फिनिश देतात. RMS उग्रपणा.

ही प्रक्रिया 60 µin पर्यंत खडबडीत पृष्ठभाग तयार करण्यास सक्षम आहे. RMS, जे तुलनेने उच्च पातळीचे प्रतिनिधित्व करतेपृष्ठभागीय खडबडीतपणा.

वैद्यकीय अनुप्रयोगांसाठी सामान्यतः वापरलेले धातू आणि मिश्र धातु

स्टेनलेस स्टील, टायटॅनियम आणि निकेल-आधारित मिश्रधातू हे पारंपरिक पदार्थांच्या तुलनेत अधिक प्रगत साहित्य मानले जातात. तथापि, ते टेबलवर क्षमतांची विस्तृत श्रेणी देखील आणतात. या सामग्रीमध्ये गरम करणे, थंड करणे आणि शमन करणे यासारख्या प्रक्रियांद्वारे त्यांची यांत्रिक वैशिष्ट्ये सुधारण्याची क्षमता आहे. शिवाय, प्रक्रियेदरम्यान, ते आवश्यकतेनुसार आणखी बदल करू शकतात. उदाहरणार्थ, पातळ गेजमध्ये धातू गुंडाळल्याने त्यांची कडकपणा वाढू शकते, तर ॲनिलिंग त्यांचे गुणधर्म तंतोतंत ठेवू शकते, ज्यामुळे किफायतशीर आकार मिळू शकतो.

हे धातू चांगले कार्य करतातवैद्यकीय अनुप्रयोग . ते अपवादात्मक गंज प्रतिकार प्रदर्शित करतात, उच्च यांत्रिक क्षमता धारण करतात, पृष्ठभाग उपचार पर्यायांची विस्तृत श्रेणी देतात आणि डिझाइनर त्यांच्या जटिलतेशी परिचित झाल्यानंतर उत्कृष्ट उत्पादन अष्टपैलुत्व प्रदान करतात.

निष्कर्ष

वैद्यकीय उपकरणे तयार करताना, योग्य धातू काळजीपूर्वक निवडणे महत्वाचे आहे. या उद्देशासाठी सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या धातूंमध्ये स्टेनलेस स्टील, टायटॅनियम, कोबाल्ट क्रोम, तांबे, टँटलम आणि प्लॅटिनम यांचा समावेश होतो. या धातूंना त्यांच्या उत्कृष्ट जैव सुसंगतता आणि टिकाऊपणामुळे प्राधान्य दिले जाते. जरी पॅलेडियमला ​​देखील मान्यता मिळत असली तरी, त्याच्या उच्च खर्चामुळे त्याचा वापर तुलनेने मर्यादित आहे. आम्हाला आशा आहे की हे मार्गदर्शक तुमच्या वैद्यकीय प्रकल्प किंवा अनुप्रयोगांची पूर्तता करण्यासाठी योग्य धातू शोधण्यात तुमची मदत करेल.