Metais especiais para aplicações de dispositivos médicos

A ciência abre alternativas ao aço inoxidável

O aço inoxidável em suas diferentes variedades – incluindo 304, 316 e 316L, entre outros – é o material que forma a espinha dorsal da indústria de dispositivos médicos. No entanto, outros metais são importantes e estão se tornando ainda mais importantes.

Isso porque, à medida que a ciência avança, ela também ultrapassa os limites da metalurgia. Isso, por sua vez, abre caminho tanto para a criação de novos aplicativos quanto para o uso de mais metais especiais para componentes de dispositivos médicos .

Ligas que oferecem novas opções

O desenvolvimento de metais especiais na forma de ligas permitiu que a indústria de dispositivos médicos olhasse além do aço inoxidável para outros materiais adequados. Por exemplo, MP35N , uma liga de níquel-cobalto, é frequentemente substituída por aço inoxidável devido às propriedades úteis da liga.

Com cerca de duas vezes a resistência do aço inoxidável, o MP35N pode ser usado para produzir tubos com uma parede muito mais fina e um perfil mais fino. Além disso, esta liga de alto teor de molibdênio oferece resistência à corrosão adicional.

Este tubo menor, mas ainda muito forte, é uma vantagem para aplicações como procedimentos do trato urinário.

Outro grande exemplo de ganhos na ciência que impulsionam o mercado de dispositivos médicos para metais especiais é o uso crescente de níquel titânio liga, também conhecida como nitinol ou NiTi , que tem excelentes propriedades de memória de forma .

O nitinol pode ser transformado em um tubo e depois cortado em um stent muito pequeno que colapsa completamente para facilitar a colocação dentro do corpo humano. Uma vez colocado, o stent retorna à forma desejada – como uma curva, um U ou alguma outra forma – com base em sua capacidade única de “lembrar” sua forma original.

O nitinol também é usado para dispositivos como endoscópios, dando-lhes um alto grau de flexibilidade e resistência a dobras.

(Saiba mais sobre o corte de tubos de precisão de MP35N, nitinol e outros materiais.)

Metais Especiais do Tipo Refratário

Niobio é um dos metais especiais refratários usados ​​nos dispositivos médicos atuais. Muito inerte e biocompatível, além de possuir propriedades valiosas, como alta condutividade térmica e elétrica, o nióbio é frequentemente utilizado na confecção de pequenas peças de marcapassos.

Como um metal refratário muito poroso que estimula o crescimento e a fixação do osso, o tântalo é útil para implantes quando usado na presença de osso. O tântalo também é usado para bandas de marcadores de diagnóstico. No entanto, o material é mais frequentemente usado como compósito devido ao custo e raridade do elemento.

Tungstênio é frequentemente usado em componentes de dispositivos médicos, como o tubo usado para realizar procedimentos laparoscópicos e endoscópicos minimamente invasivos. Além de fornecer resistência mecânica, o tungstênio pode ser usado onde a radiopacidade é necessária, principalmente em aplicações de fluoroscopia.

Com uma densidade maior que a do chumbo, o tungstênio também pode ser usado como uma alternativa ambientalmente segura ao chumbo como material de proteção contra radiação. (Saiba mais em nosso artigo técnico, A Comparative Analysis of the Properties of Tungsten for Medical Device Applications.)

O desenvolvimento de dispositivos médicos projetados para serem colocados e deixados dentro do corpo humano levou fabricantes de metais especializados a encontrar novos usos para o titânio , beneficiando-se de .discoveries como as seguintes:

• Como um material muito inerte, o titânio representa um risco pequeno ou mínimo para o corpo humano quando implantado.
• O osso aumenta as conexões com o titânio, permitindo que ele seja usado para substituir ossos desgastados ou inutilizáveis.

Articulações do joelho artificiais , articulações do quadril , e outros usos semelhantes provavelmente tiveram seu maior crescimento devido ao uso de titânio e suas ligas. Esses materiais são muito mais compatíveis para essa finalidade do que o aço inoxidável, que não combina com o osso humano.

Aplicações para Metais Preciosos

Como os dispositivos foram criados para serem implantados no corpo, surgiu também a necessidade de rastrear cuidadosamente esses objetos. Assim, por exemplo, quando os cirurgiões colocam um stent dentro do corpo, eles contam com as chamadas bandas marcadoras para verificar se o stent está no lugar certo e na forma correta.

Devido à sua radiopacidade, metais preciosos encontrados naturalmente, como ouro e platina tornou-se importante para seu uso como bandas marcadoras - permitindo que os profissionais médicos vejam onde os dispositivos são colocados no corpo humano.

No entanto, as bandas de marcação de hoje podem ser feitas de uma gama mais ampla de metais radiopacos além dos usuais 90% de platina/10% de irídio. Por exemplo, o tungstênio, que é radiopaco e tem uma densidade idêntica ao ouro, mas um preço muito mais baixo e mais previsível, pode ser usado.

É claro que nem todos os metais preciosos são tão “nobres” quanto o ouro e a platina. Por exemplo, enquanto prata é valorizado na medicina por suas propriedades antimicrobianas, deve ser cuidadosamente projetado e raramente é usado para aplicações de dispositivos médicos.

Da mesma forma, cobre tem benefícios antimicrobianos para usos como prevenção de infecção e para esterilização hospitalar. No entanto, o cobre apresenta preocupações trombogênicas, embora tenha sido usado em DIUs e, quando suficientemente blindado, pode ser usado para processamento de sinal com implantes e ferramentas de diagnóstico.

Metais especiais que não são mais usados

Mesmo com a descoberta de novas aplicações, existem outros metais especiais que não são mais usados ​​em dispositivos médicos.

Isso porque, com o tempo, a ciência descobriu a incompatibilidade e até a toxicidade dos materiais para os seres humanos. Como resultado, foram levantadas questões significativas sobre processos industriais anteriormente populares usados ​​para melhorar a aparência e o desempenho do dispositivo.

Por exemplo, revestimento cromado já foi usado extensivamente para tornar as peças brilhantes, mas seu uso em aplicações de dispositivos médicos agora foi quase totalmente eliminado. Apesar do cromo ser um oligoelemento essencial e pequenas quantidades serem necessárias para a saúde humana, a exposição a quantidades descontroladas de cromo revestido em dispositivos médicos é prejudicial.

É claro que existem metais especiais que nunca mais chegarão aos dispositivos médicos. Anos atrás, mercúrio prevalecia, mas é claro que agora sabemos que é uma ideia terrível.

Infelizmente, ainda hoje temos lembretes de que o chumbo é outro metal que tem efeitos de neurotoxicidade. Portanto, não é usado, exceto - com cautela e encoberto - para proteção contra radiação.

Por outro lado, talvez nunca se deva dizer nunca? Enquanto materiais radioativos devem ser evitados na maioria das aplicações, as propriedades destrutivas dos elementos radioativos ainda são aproveitadas e benéficas no tratamento do câncer.

Especialistas em peças de precisão de metais especiais

À medida que a ciência e a tecnologia médica continuam avançando, a Metal Cutting estará aqui para atender às necessidades da indústria de dispositivos médicos para tubos de precisão e outras peças feitas de metais especiais.

Como uma empresa de fabricação de metal de precisão, nossas capacidades especializadas incluem corte, retificação, lapidação e polimento de tolerância muito apertada de todos os metais para aplicações de dispositivos médicos. Também fornecemos operações secundárias, bem como produtos de tungstênio e molibdênio, como arame, fita e haste.

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