Les métaux les plus importants pour l'industrie médicale

Aujourd'hui, la fabrication sous contrat de dispositifs médicaux est une industrie en plein essor. L'équipement médical est fait de métaux spécifiques pour garantir que l'équipement fonctionnera correctement pendant une longue période sans risque de corrosion ou d'être affecté par l'environnement environnant, car cela peut affecter la récupération du patient.

Si vous êtes un développeur de produits médicaux ou d'autres équipements utilisés dans le milieu de la santé, vous devez choisir avec soin les matériaux de fabrication. Généralement, pour les applications nécessitant une résistance et une durabilité maximales, le métal est généralement préféré au plastique ou à d'autres matériaux, en particulier lorsqu'il est utilisé pour des outils résistant à de fortes contraintes mécaniques ou comme joints de remplacement.

De plus, en plus des propriétés purement mécaniques, les métaux utilisés dans les environnements médicaux doivent également répondre à des normes spécifiques que la plupart des autres produits ne peuvent pas respecter. Par exemple, en présence de tissus humains ou de fluides corporels, ils peuvent devoir être non toxiques. Ou, ils peuvent devoir résister aux produits chimiques de nettoyage, tels que les détergents et l'alcool. En plus d'être non toxique, le métal utilisé pour les implants doit également être non magnétique et non corrosif.

Comprendre les différences entre ces matériaux et les nombreuses possibilités offertes par chaque métal offre aux concepteurs une certaine liberté dans le choix de la nuance ou de l'alliage approprié pour l'application. Aujourd'hui, les fabricants de dispositifs médicaux et de dispositifs implantables peuvent choisir parmi une variété de métaux efficaces.

Dans cet article, nous étudierons quels matériaux sont adaptés à la fabrication de dispositifs médicaux. Plusieurs métaux et alliages métalliques courants sont devenus indispensables.

Acier inoxydable

Lorsque vous donnez des instructions pour intégrer des pièces métalliques dans la conception d'un dispositif médical, le choix habituel est l'acier inoxydable de la série 300.

Ces alliages sont en fait non corrosifs. Différentes finitions de surface peuvent être fabriquées, du réfléchissant au mat; il offre d'excellentes propriétés mécaniques et physiques; et il est plus facile de former à froid ou de transformer en différentes parties.

L'alliage d'acier inoxydable est composé de 17 % à 25 % de chrome et de 8 % à 25 % de nickel. La présence de chrome offre une certaine résistance à la corrosion de l'acier inoxydable en formant un film d'oxyde de chrome recherché, adhésif et invisible à la surface de l'alliage.

L'acier inoxydable est un matériau idéal pour de nombreux types de dispositifs médicaux. Il est non toxique, non corrosif, durable et peut être poli en une surface très fine pour un nettoyage facile.

Les types d'acier inoxydable les plus couramment utilisés pour les implants médicaux et les piercings corporels sont le 316 et le 316L, qui ont une résistance élevée à la corrosion. Ceci est important car la corrosion dans le sang peut provoquer une infection et peut-être même la mort. De nombreuses personnes ont également des réactions allergiques au nickel. Par conséquent, il peut remplacer les variétés d'acier inoxydable à faible teneur en nickel.

La plupart des outils chirurgicaux sont en acier inoxydable 440. Il n'est pas aussi résistant à la corrosion que le 316, mais a une teneur en carbone plus élevée, ce qui signifie qu'il peut être traité thermiquement pour créer des bords très tranchants pour les outils de coupe.

Il peut également être utilisé pour les pincettes, pincettes, hémostatiques et autres outils chirurgicaux, qui doivent être durables et faciles à nettoyer et à désinfecter. De plus, un treillis en acier inoxydable est parfois utilisé pour les stents intravasculaires.

Titane

Parmi les matériaux métalliques couramment utilisés, le titane est l'un des métaux les plus utilisés dans la fabrication de dispositifs médicaux. En plus des équipements médicaux à usage interne, il est également utilisé pour fabriquer des équipements à usage externe, tels que des instruments chirurgicaux, du matériel dentaire et du matériel orthopédique. Le titane pur est le plus inerte et le plus cher - généralement utilisé pour les pièces à très haute fiabilité ou les pièces laissées sur le patient après la chirurgie. Le titane est maintenant un substitut courant de l'acier inoxydable et peut être utilisé pour fabriquer des supports osseux et des substituts osseux. Il est aussi solide et durable que l'acier inoxydable, en même temps plus léger et possède une excellente biocompatibilité. Il s'agit notamment des articulations de remplacement, des boîtes de stimulateur cardiaque et d'autres implants métalliques.

Il existe des alliages de titane de qualité médicale spécifiquement utilisés pour fabriquer des dispositifs médicaux. Le Titane 6AL4V ELI et le Titane 6AL4V sont des alliages composés de 4% de vanadium et de 6% d'aluminium. L'alliage de titane est harmonieusement combiné avec le corps humain, il convient donc parfaitement à la fabrication de dispositifs médicaux. Il n'est pas surprenant que les alliages de titane puissent également être transformés en de nombreuses perforations.

Les autres types de titane utilisés dans les dispositifs médicaux incluent Gr.23 et Gr.5, qui sont des qualités spéciales utilisées par des fabricants de dispositifs médicaux spécifiques. Le Ti-6AL-4V ELI et le Ti-6AL-4V sont couramment utilisés dans la fabrication d'implants dentaires et d'équipements dentaires, principalement en raison de leur haute résistance à la fracture.

Le cuivre-titane est également résistant aux bactéries et est idéal pour les équipements chirurgicaux, car s'il est exposé à des bactéries, il n'y a pas lieu de s'inquiéter de la contamination et il peut être utilisé en toute sécurité avec des équipements émettant des radiations

Aluminium

Bien qu'il n'entre que rarement en contact direct avec la carrosserie, l'aluminium est très couramment utilisé pour divers types d'équipements de support, qui doivent être légers, solides et résistants à la corrosion. Les exemples incluent les cadres de lit, les fauteuils roulants, les cannes, les stents orthopédiques et les stents intraveineux. Étant donné que l'aluminium brut est facile à rouiller ou à oxyder, les pièces en aluminium doivent généralement être peintes ou anodisées pour améliorer leur durabilité.

Niobium

Le niobium est l'un des métaux spéciaux réfractaires utilisés aujourd'hui dans les équipements médicaux. Le niobium est hautement inerte et biocompatible. En plus de ses propriétés précieuses telles qu'une conductivité thermique élevée et une conductivité électrique élevée, il est souvent utilisé pour fabriquer de petites pièces de stimulateurs cardiaques. Le tantale est un métal réfractaire hautement poreux qui favorise la croissance osseuse et y adhère, de sorte que le tantale peut être utilisé pour les implants en présence d'os. Ce matériau est également utilisé pour les rubans marqueurs de diagnostic. Cependant, en raison du coût et de la rareté de l'élément, le tantale est souvent utilisé comme matériau composite.

Tungstène

Le tungstène fait également souvent partie des équipements médicaux, tels que les tubes utilisés pour effectuer des procédures de laparoscopie et d'endoscopie peu invasives. En plus de fournir une résistance mécanique, le tungstène peut également être utilisé lorsque la radio-opacité est requise, principalement dans les applications d'inspection par fluorescence, et la densité du tungstène est supérieure à celle du plomb, et il peut également être utilisé comme substitut du plomb inoffensif pour l'environnement pour la protection contre les rayonnements. matériaux.

Nitinol

Le nitinol est un alliage composé d'une combinaison de nickel et de titane. Ce métal réagit de manière réversible lorsqu'une contrainte est appliquée en raison de ses propriétés superélastiques. La mémoire de forme est un terme utilisé pour exprimer la capacité du Nitinol à se déformer à une certaine température, puis à retrouver sa forme d'origine lorsqu'il est exposé à une température supérieure à sa température de transformation.

En raison de sa capacité à résister à de grandes contraintes, le nitinol est largement utilisé comme matériau idéal pour la conception et l'ingénierie d'équipements médicaux. Certains dispositifs médicaux fabriqués à partir de ce métal comprennent des outils tels que des dispositifs de biopsie et de petits outils de préhension. Idéal pour la fabrication d'outils médicaux qui peuvent être facilement étendus et étendus à une grande surface.

En raison de ses performances uniques et de ses caractéristiques de légèreté, le Nitinol convient parfaitement à la fabrication d'applications biomédicales, telles que des agrafes, des outils pour valves cardiaques, des dispositifs d'espacement complexes, des ancrages osseux, des dispositifs pour valves cardiaques et divers implants.

Il peut également être utilisé pour fabriquer des marqueurs localisables et des lignes de diagnostic pour la localisation des tumeurs mammaires. Ces dispositifs sont privilégiés car ils sont moins invasifs dans le diagnostic et le traitement du cancer du sein.