Os metais mais importantes para a indústria médica

Hoje, a fabricação por contrato de dispositivos médicos é uma indústria em expansão. Os equipamentos médicos são feitos de metais específicos para garantir que o equipamento funcione adequadamente por um longo tempo sem o risco de corrosão ou ser afetado pelo ambiente ao redor, pois isso pode afetar a recuperação do paciente.

Se você é um desenvolvedor de produtos médicos ou outros equipamentos usados ​​no ambiente de saúde, precisa escolher cuidadosamente os materiais de fabricação. Geralmente, para aplicações que exigem maior resistência e durabilidade, o metal é geralmente escolhido em detrimento do plástico ou outros materiais, especialmente quando usado para ferramentas que suportam grandes esforços mecânicos ou como juntas de reposição.

Além disso, além das propriedades puramente mecânicas, os metais usados ​​em ambientes médicos também devem atender a padrões específicos que a maioria dos outros produtos não podem atender. Por exemplo, na presença de tecidos humanos ou fluidos corporais, eles podem precisar ser não tóxicos. Ou, eles podem ter que resistir a produtos químicos de limpeza, como detergentes e álcool. Além de não tóxico, o metal utilizado para os implantes também deve ser não magnético e não corrosivo.

Compreender as diferenças entre esses materiais e as muitas possibilidades oferecidas por cada metal proporciona aos projetistas um certo grau de liberdade na escolha do grau ou liga apropriado para a aplicação. Os fabricantes de dispositivos médicos e dispositivos implantáveis ​​hoje podem escolher entre uma variedade de metais eficazes.

Neste artigo, estudaremos quais materiais são adequados para a fabricação de dispositivos médicos. Vários metais comuns e ligas metálicas tornaram-se indispensáveis.

Aço inoxidável

Ao dar instruções para integrar peças metálicas em um projeto de dispositivo médico, a escolha usual é um dos aços inoxidáveis ​​da série 300.

Essas ligas são realmente não corrosivas. Vários acabamentos de superfície podem ser fabricados, desde refletivos até foscos; proporciona excelentes propriedades mecânicas e físicas; e é mais fácil moldar ou processar a frio em diferentes partes.

A liga de aço inoxidável é composta por 17% a 25% de cromo e 8% a 25% de níquel. A presença de cromo confere alguma resistência à corrosão do aço inoxidável, formando um filme de óxido de cromo pesquisa, adesivo e invisível na superfície da liga.

O aço inoxidável é um material ideal para muitos tipos de dispositivos médicos. Não é tóxico, não corrosivo, durável e pode ser polido em uma superfície muito fina para facilitar a limpeza.

Os tipos mais comuns de aço inoxidável usados ​​para implantes médicos e piercings corporais são 316 e 316L, que possuem alta resistência à corrosão. Isso é importante porque a corrosão no sangue pode causar infecção e possivelmente até a morte. Muitas pessoas também têm reações alérgicas ao níquel. Portanto, pode substituir as variedades de aço inoxidável com baixo teor de níquel.

A maioria das ferramentas cirúrgicas são feitas de aço inoxidável 440. Não é tão resistente à corrosão quanto o 316, mas tem um teor de carbono mais alto, o que significa que pode ser tratado termicamente para criar arestas muito afiadas para ferramentas de corte.

Também pode ser usado para pinças, pinças, pinças hemostáticas e outros instrumentos cirúrgicos, que devem ser duráveis ​​e fáceis de limpar e desinfetar. Além disso, malha de aço inoxidável às vezes é usada para stents intravasculares.

Titânio

Entre os materiais metálicos comumente usados, o titânio é um dos metais mais populares usados ​​na fabricação de dispositivos médicos. Além de equipamentos médicos para uso interno, também é utilizado na fabricação de equipamentos para uso externo, como instrumentos cirúrgicos, equipamentos odontológicos e equipamentos ortopédicos. O titânio puro é o mais inerte e o mais caro - geralmente usado para peças de altíssima confiabilidade ou peças deixadas no paciente após a cirurgia. O titânio é agora um substituto comum para o aço inoxidável e pode ser usado para fazer suportes ósseos e substitutos ósseos. É tão forte e durável quanto o aço inoxidável, ao mesmo tempo mais leve e com excelente biocompatibilidade. Estes incluem articulações de substituição, latas de marca-passo e outros implantes metálicos.

Existem ligas de titânio de grau médico usadas especificamente para fabricar dispositivos médicos. Titânio 6AL4V ELI e Titânio 6AL4V são ligas compostas por 4% de vanádio e 6% de alumínio. A liga de titânio é harmoniosamente combinada com o corpo humano, por isso é muito adequada para a fabricação de dispositivos médicos. Não é surpreendente que as ligas de titânio também possam ser feitas em muitas perfurações.

Outros tipos de titânio usados ​​em dispositivos médicos incluem Gr.23 e Gr.5, que são graus especiais usados ​​por fabricantes específicos de dispositivos médicos. Ti-6AL-4V ELI e Ti-6AL-4V são comumente usados ​​na fabricação de implantes dentários e equipamentos odontológicos, principalmente devido à sua alta resistência à fratura.

O titânio de cobre também é resistente a bactérias e é ideal para equipamentos cirúrgicos, pois se exposto a bactérias, não há necessidade de se preocupar com contaminação, podendo ser utilizado com segurança em equipamentos que emitem radiação

Alumínio

Embora raramente entre em contato direto com o corpo, o alumínio é muito utilizado para diversos tipos de equipamentos de apoio, que devem ser leves, fortes e resistentes à corrosão. Exemplos incluem estrados de cama, cadeiras de rodas, bengalas, stents ortopédicos e stents intravenosos. Como o alumínio bruto é fácil de enferrujar ou oxidar, as peças de alumínio geralmente precisam ser pintadas ou anodizadas para aumentar a durabilidade.

Niobio

O nióbio é um dos metais especiais refratários usados ​​atualmente em equipamentos médicos. O nióbio é altamente inerte e biocompatível. Além de suas propriedades valiosas, como alta condutividade térmica e alta condutividade elétrica, é frequentemente usado para fazer pequenas peças de marca-passos. O tântalo é um metal refratário altamente poroso que promove o crescimento ósseo e adere a ele, de modo que o tântalo pode ser usado para implantes na presença de osso. Este material também é usado para fitas de marcadores de diagnóstico. No entanto, devido ao custo e raridade do elemento, o tântalo é frequentemente usado como material compósito.

Tungstênio

O tungstênio também faz parte de equipamentos médicos, como tubos usados ​​para realizar procedimentos de laparoscopia e endoscopia minimamente invasivas. Além de fornecer resistência mecânica, o tungstênio também pode ser usado onde a radiopacidade é necessária, principalmente em aplicações de inspeção de fluorescência, e a densidade do tungstênio é maior que a do chumbo, e também pode ser usado como um substituto ambientalmente inofensivo do chumbo para proteção contra radiação materiais.

Nitinol

Nitinol é uma liga feita de uma combinação de níquel e titânio. Este metal responde de maneira reversível quando o estresse é aplicado devido às suas propriedades superelásticas. Memória de forma é um termo usado para expressar a capacidade do Nitinol de sofrer deformação a uma determinada temperatura e, em seguida, recuperar sua forma original quando exposto a uma temperatura acima de sua temperatura de transformação.

Devido à sua capacidade de suportar grandes tensões, o Nitinol é amplamente utilizado como material ideal para projetos e engenharia de equipamentos médicos. Alguns dispositivos médicos feitos com este metal incluem ferramentas como dispositivos de biópsia e pequenas ferramentas de preensão. Ideal para a fabricação de ferramentas médicas que podem ser facilmente expandidas e expandidas para uma grande área.

Devido ao seu desempenho único e características de baixo peso, o Nitinol é muito adequado para a fabricação de aplicações biomédicas, como grampos, ferramentas para válvulas cardíacas, dispositivos espaçadores complexos, âncoras ósseas, dispositivos para válvulas cardíacas e vários implantes.

Também pode ser usado para fazer marcadores localizáveis ​​e linhas diagnósticas para localização de tumores de mama. Esses dispositivos são preferidos porque são menos invasivos no diagnóstico e tratamento do câncer de mama.