Metais Especiais Impulsionando a Inovação em 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.

Isso porque, à medida que a ciência progride, ela também expande os limites da metalurgia. Isso, por sua vez, abre caminho tanto para a criação de novas aplicações 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, o MP35N, uma liga de níquel-cobalto, é frequentemente substituído pelo 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 parede muito mais fina e perfil mais fino. Além disso, esta liga de alto teor de molibdênio fornece 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 avanços na ciência impulsionando o mercado de dispositivos médicos para metais especiais é o uso crescente da liga de níquel-titânio, também conhecida como nitinol ou NiTi, que possui 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 fácil colocação dentro do corpo humano. Uma vez colocado, o stent retorna à forma desejada — como uma curva, um U ou outra forma — baseada 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 tubos de precisão cortados de MP35N, nitinol e outros materiais.)

Metais Especiais do Tipo Refratário

O Nióbio é um dos metais especiais refratários usados nos dispositivos médicos de hoje. Muito inerte e biocompatível, além de ter propriedades valiosas como alta condutividade térmica e elétrica, o nióbio é frequentemente usado para fazer pequenas peças de marcapassos.

Como um metal refratário muito poroso que incentiva o osso a crescer e se fixar a ele, o Tântalo é útil para implantes quando usado na presença de osso. O tântalo também é usado para bandas marcadoras de diagnóstico. No entanto, o material é mais frequentemente usado como compósito devido ao custo e raridade do elemento.

O 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 densidade maior que a do chumbo, o tungstênio também pode ser usado como alternativa ambientalmente segura ao chumbo como material de blindagem contra radiação. (Saiba mais em nosso artigo técnico, Análise Comparativa das Propriedades do Tungstênio para Aplicações em Dispositivos Médicos.)

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

• Como um material muito inerte, o titânio representa risco mínimo ou nenhum ao corpo humano quando implantado.
• O osso realmente cresce conexões com o titânio, permitindo que seja usado para substituir ossos desgastados ou inutilizáveis.

Juntas de joelho artificiais, juntas de quadril e outros usos similares provavelmente viram seu maior crescimento devido ao uso de titânio e suas ligas. Esses materiais são muito mais compatíveis para o propósito do que o aço inoxidável, que não se une ao osso humano.

Aplicações para Metais Preciosos

À medida que dispositivos foram criados para serem implantados no corpo, surgiu também a necessidade de rastrear cuidadosamente esses objetos. Então, por exemplo, quando cirurgiões colocam um stent dentro do corpo, eles confiam nas chamadas bandas marcadoras para verificar se o stent está no lugar certo e na forma correta.

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

No entanto, as bandas marcadoras de hoje podem ser feitas de uma gama mais ampla de metálicos radiopacos além do usual 90% platina/10% irídio. Por exemplo, o tungstênio, que é radiopaco e tem densidade idêntica à do ouro, mas um ponto de preço muito mais baixo e previsível, pode ser usado.

Claro, nem todos os metais preciosos são tão "nobres" quanto ouro e platina. Por exemplo, enquanto a prata é valorizada na medicina por suas propriedades antimicrobianas, ela tem que ser cuidadosamente projetada e raramente é usada para aplicações de dispositivos médicos.

Da mesma forma, o cobre tem benefícios antimicrobianos para usos como prevenção de infecção e 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 sinais com implantes e ferramentas de diagnóstico.

Metais Especiais que Não São Mais Usados

Mesmo com novas aplicações sendo descobertas, há outros metais especiais que não são mais usados em dispositivos médicos.

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

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

Claro, há metais especiais que nunca mais encontrarão seu caminho em dispositivos médicos. Anos atrás, o mercúrio era prevalente, mas claro que agora sabemos que é uma ideia terrível.

Infelizmente, ainda temos lembretes hoje de que o chumbo é outro metal que tem efeitos neurotóxicos. Portanto, não é usado exceto — cautelosamente e encoberto — para blindagem contra radiação.

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

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