Metales especiales impulsando la innovación en dispositivos médicos

La ciencia abre alternativas al acero inoxidable

El acero inoxidable en sus diferentes variedades —incluyendo 304, 316 y 316L, entre otros— es el material que forma la columna vertebral de la industria de dispositivos médicos. Sin embargo, otros metales son importantes y lo son cada vez más.

Eso es porque a medida que la ciencia avanza, también empuja los límites de la metalurgia. Esto, a su vez, allana el camino tanto para la creación de nuevas aplicaciones como para el uso de más metales especiales para componentes de dispositivos médicos.

Aleaciones que ofrecen nuevas opciones

El desarrollo de metales especiales en forma de aleaciones ha permitido a la industria de dispositivos médicos mirar más allá del acero inoxidable para otros materiales adecuados. Por ejemplo, el MP35N, una aleación de níquel-cobalto, a menudo se sustituye por el acero inoxidable debido a las propiedades útiles de la aleación.

Con aproximadamente dos veces la resistencia del acero inoxidable, el MP35N puede usarse para producir tubos con una pared mucho más delgada y un perfil más delgado. Además, esta aleación de alto contenido de molibdeno proporciona resistencia a la corrosión adicional.

Este tubo más pequeño pero aún muy resistente es una ventaja para aplicaciones como procedimientos del tracto urinario.

Otro gran ejemplo de los avances en ciencia empujando el mercado de dispositivos médicos hacia metales especiales es el uso creciente de la aleación de níquel-titanio, también conocida como nitinol o NiTi, que tiene excelentes propiedades de memoria de forma.

El nitinol puede hacerse en un tubo y luego cortarse en un stent muy pequeño que se colapsa completamente para fácil colocación dentro del cuerpo humano. Una vez colocado, el stent regresa a la forma deseada —como una curva, una U u otra forma— basada en su capacidad única de "recordar" su forma original.

El nitinol también se usa para dispositivos como endoscopios, dándoles un alto grado de flexibilidad y resistencia a la flexión.

(Aprenda más sobre tubos de precisión cortados de MP35N, nitinol y otros materiales.)

Metales especiales del tipo refractario

El niobio es uno de los metales especiales refractarios usados en los dispositivos médicos de hoy. Muy inerte y biocompatible además de tener propiedades valiosas como alta conductividad térmica y eléctrica, el niobio se usa a menudo para hacer piezas pequeñas de marcapasos.

Como un metal refractario muy poroso que alienta al hueso a crecer y adherirse a él, el tantalio es útil para implantes cuando se usa en presencia de hueso. El tantalio también se usa para bandas marcadoras de diagnóstico. Sin embargo, el material se usa más a menudo como compuesto debido al coste y rareza del elemento.

El tungsteno se usa a menudo en componentes de dispositivos médicos, como el tubo usado para realizar procedimientos laparoscópicos y endoscópicos mínimamente invasivos. Además de proporcionar resistencia mecánica, el tungsteno puede usarse donde se requiere radiopacidad, principalmente en aplicaciones de fluoroscopia.

Con una densidad mayor que la del plomo, el tungsteno también puede usarse como alternativa ambientalmente segura al plomo como material de blindaje contra radiación. (Aprenda más en nuestro documento técnico, Análisis comparativo de las propiedades del tungsteno para aplicaciones de dispositivos médicos.)

El desarrollo de dispositivos médicos diseñados para ser colocados y dejados dentro del cuerpo humano ha llevado a los fabricantes de metales especiales a encontrar nuevos usos para el titanio, beneficiándose de descubrimientos como los siguientes:

• Como material muy inerte, el titanio plantea poco o mínimo riesgo al cuerpo humano cuando se implanta.
• El hueso realmente crece conexiones al titanio, permitiéndole ser usado para reemplazar huesos que están gastados o de otra forma inutilizables.

Las articulaciones de rodilla, articulaciones de cadera artificiales y otros usos similares probablemente han visto su mayor crecimiento debido al uso de titanio y sus aleaciones. Estos materiales son mucho más compatibles para el propósito que el acero inoxidable, que no se une al hueso humano.

Aplicaciones para metales preciosos

A medida que se crearon dispositivos para ser implantados en el cuerpo, también surgió la necesidad de rastrear cuidadosamente esos objetos. Así, por ejemplo, cuando los cirujanos colocan un stent dentro del cuerpo, confían en las llamadas bandas marcadoras para verificar que el stent está en el lugar correcto y la forma correcta.

Debido a su radiopacidad, metales preciosos que se encuentran naturalmente como el oro y el platino se volvieron importantes para su uso como bandas marcadoras —permitiendo a los profesionales médicos ver dónde se colocan los dispositivos en el cuerpo humano.

Sin embargo, las bandas marcadoras de hoy pueden estar hechas de una gama más amplia de metálicos radiopacos más allá del habitual 90 % platino/10 % iridio. Por ejemplo, el tungsteno, que es radiopaco y tiene una densidad idéntica al oro pero un punto de precio mucho más bajo y predecible, puede usarse.

Por supuesto, no todos los metales preciosos son tan "nobles" como el oro y el platino. Por ejemplo, mientras que la plata es valorada en medicina por sus propiedades antimicrobianas, tiene que ser cuidadosamente diseñada y rara vez se usa para aplicaciones de dispositivos médicos.

De manera similar, el cobre tiene beneficios antimicrobianos para usos como prevención de infecciones y esterilización hospitalaria. Sin embargo, el cobre plantea preocupaciones trombogénicas, aunque se ha usado en DIU y, cuando está suficientemente blindado, puede usarse para procesamiento de señales con implantes y herramientas de diagnóstico.

Metales especiales que ya no se usan

Incluso mientras se descubren nuevas aplicaciones, hay otros metales especiales que ya no se usan en dispositivos médicos.

Eso es porque con el tiempo, la ciencia ha descubierto la incompatibilidad e incluso toxicidad de los materiales para los humanos. Como resultado, se han planteado preguntas significativas sobre procesos industriales previamente populares usados para mejorar la apariencia y el rendimiento de los dispositivos.

Por ejemplo, el recubrimiento de cromo se usaba extensivamente para hacer piezas brillantes, pero su uso en aplicaciones de dispositivos médicos ahora ha sido eliminado casi por completo. A pesar de que el cromo es un oligoelemento esencial y pequeñas cantidades son necesarias para la salud humana, la exposición a cantidades no controladas de cromo plateado en dispositivos médicos es perjudicial.

Por supuesto, hay metales especiales que nunca más encontrarán su camino en dispositivos médicos. Hace años, el mercurio era prevalente, pero por supuesto ahora sabemos que es una idea terrible.

Tristemente, todavía tenemos recordatorios hoy de que el plomo es otro metal que tiene efectos neurotóxicos. Por tanto, no se usa excepto —con cautela y envuelto— para blindaje contra radiación.

Por otro lado, quizás nunca se debe decir nunca. Mientras que los materiales radiactivos deben evitarse en la mayoría de aplicaciones, las propiedades destructivas de elementos radiactivos todavía se aprovechan y son beneficiosas en el tratamiento del cáncer.

Expertos en piezas de precisión de metales especiales

A medida que la ciencia y la tecnología médica continúan avanzando, Metal Cutting estará aquí para satisfacer las necesidades de la industria de dispositivos médicos para tubos de precisión y otras piezas hechas de metales especiales.

Como empresa de fabricación de metales de precisión, nuestras capacidades expertas incluyen corte de tolerancia muy ajustada, rectificado, lapeado y pulido de todos los metales para aplicaciones de dispositivos médicos. También proporcionamos operaciones secundarias, así como productos de tungsteno y molibdeno como alambre, cinta y varilla.

Llame a Metal Cutting para sus necesidades de piezas de precisión —y mientras tanto, lea más sobre el futuro de la innovación en dispositivos médicos en nuestro white paper Tubos metálicos en el siglo XXI: ¿Quién los necesita?