大多數(shù)醫(yī)療產(chǎn)品和設(shè)備開發(fā)人員需要仔細(xì)考慮用于制造的材料類型。在協(xié)和,我們通常處理金屬和塑料,因?yàn)樗鼈兙哂刑厥獾奶匦?。在醫(yī)療行業(yè),要求具有最高形式的強(qiáng)度和耐用性。特別是當(dāng)預(yù)期的產(chǎn)品或工具將用作替代接頭時(shí)。這是因?yàn)槲覀兪沽慵惺艽罅壳液愣ǖ臋C(jī)械應(yīng)力。
除了具有優(yōu)異機(jī)械耐久性的金屬外,金屬的選擇還應(yīng)具有其他材料所不具備的一系列特性。例如,當(dāng)暴露于人體組織或流體時(shí),金屬應(yīng)該是無毒和無腐蝕性的,并且是非磁性的。此外,清潔時(shí)金屬應(yīng)能抵抗酒精和清潔劑的作用。
在我們的醫(yī)療行業(yè),不得不發(fā)明和制造不同的醫(yī)療器械。原因是由于可以制造醫(yī)療器械的可能原材料數(shù)量存在許多變數(shù)。他們只認(rèn)可與人類生活相容的金屬。
醫(yī)療行業(yè)用于制造設(shè)備的常見金屬合金
不銹鋼醫(yī)療行業(yè)
在協(xié)和,我們認(rèn)為不銹鋼是大多數(shù)醫(yī)療器械類型的理想金屬。金屬的主要特點(diǎn)是耐用、無毒、無腐蝕。此外,設(shè)計(jì)師可以選擇拋光金屬,以便以后更容易清潔。用于醫(yī)療植入物和身體穿孔的常見不銹鋼類型是316和316L。這些金屬具有很強(qiáng)的耐腐蝕性。此功能很重要,因?yàn)樗鼫p少了發(fā)生血流感染的機(jī)會(huì)。此外,如果不銹鋼含有鎳,有些人可能會(huì)出現(xiàn)過敏反應(yīng)。幸運(yùn)的是,這種金屬的鎳含量很低,因此對(duì)過敏人群很有用。
我們使用440不銹鋼制造大部分手術(shù)用鋼。然而,與316相比,這種金屬的耐腐蝕性較低。從好的方面來說,不銹鋼440的碳含量更高。這意味著我們可以對(duì)鋼進(jìn)行熱處理,使非常鋒利的邊緣成為切割工具。
不銹鋼的其他應(yīng)用包括整形外科手術(shù)。醫(yī)生更喜歡用金屬進(jìn)行髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)。另一個(gè)用途是制造螺釘和板以穩(wěn)定骨折。在血管領(lǐng)域,不銹鋼近年來得到了廣泛的應(yīng)用。此外,由于鑷子、鑷子和止血鉗等不銹鋼手術(shù)工具易于清潔,因此我們可以用金屬制造它們。
鈦
鈦與不銹鋼一樣堅(jiān)固耐用。然而,這種金屬在更輕的重量和良好的生物相容性方面具有額外的優(yōu)勢(shì)。因此,我們通常在某些醫(yī)療程序中用不銹鋼代替鈦。例如,在制作骨骼置換和骨骼支撐方面。這些身體植入物肯定會(huì)在宿主體內(nèi)停留很長(zhǎng)時(shí)間。由于金屬可以賦予獨(dú)特的銀色光澤,鈦合金還可以制造牙科植入物。我們建議設(shè)計(jì)師使用 3D 打印技術(shù)制作定制零件。使用患者的 X 射線和掃描作為原始信息進(jìn)行打印。唯一的缺陷是嘗試加工鈦合金的初始成本很高。因此,我們不建議在制作原型時(shí)使用鈦。
銅
大多數(shù)醫(yī)療設(shè)備在制造醫(yī)療植入物時(shí)不使用銅。這是由于銅的柔軟性和毒性的可能性。盡管有這些負(fù)面特性,銅合金仍然在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮作用。眾所周知,銅具有驚人的抗菌和抗病毒特性。因此,這種金屬非常適合制造醫(yī)療表面,例如門把手和開關(guān)以及床欄。這些表面不斷與病原體接觸。銅的殺菌活性將確保病原體的數(shù)量始終受到控制。FD[**] 甚至批準(zhǔn)使用 400 多種不同的銅合金來對(duì)抗 COVID-19。另一個(gè)特點(diǎn)是它的閃亮能力。我們可以為美學(xué)目的設(shè)計(jì)種植牙。
鋁
鋁金屬在制造與身體直接接觸的設(shè)備方面幾乎沒有作用。然而,金屬在制造支撐設(shè)備方面效果很好,例如手杖、輪椅、床架和靜脈輸液架。這是因?yàn)榻饘賵?jiān)固、輕便且耐腐蝕。為了保持上述設(shè)備的耐用性,我們對(duì)鋁的原始形式進(jìn)行了處理或氧化。
鎂
鎂具有很高的重量強(qiáng)度比和生物安全性。然而,金屬在暴露于氧氣或液體時(shí)具有高度反應(yīng)性。因此,我們傳統(tǒng)上不使用金屬來制造醫(yī)療設(shè)備和器具。
鎂以可自然和安全地生物降解而著稱。我們可以巧妙地利用這種獨(dú)特的特性來制造骨移植替代物和心臟支架。例如,一旦支架發(fā)揮作用,血流就會(huì)重新吸收支架。因此,這一結(jié)果避免了需要進(jìn)行另一次外科手術(shù)來移除支架。
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