Los metales más importantes para la industria médica

Hoy en día, la fabricación por contrato de dispositivos médicos es una industria en auge. El equipo médico está hecho de metales específicos para garantizar que el equipo funcione correctamente durante mucho tiempo sin riesgo de corrosión o verse afectado por el entorno que lo rodea, ya que esto puede afectar la recuperación del paciente.

Si es un desarrollador de productos médicos u otros equipos utilizados en el entorno sanitario, debe elegir cuidadosamente los materiales de fabricación. En general, para aplicaciones que requieren la mayor resistencia y durabilidad, se suele elegir el metal en lugar del plástico u otros materiales, especialmente cuando se usa para herramientas que soportan grandes esfuerzos mecánicos o como juntas de reemplazo.

Además, además de las propiedades puramente mecánicas, los metales utilizados en entornos médicos también deben cumplir con estándares específicos que la mayoría de los demás productos no pueden cumplir. Por ejemplo, en presencia de tejidos humanos o fluidos corporales, puede ser necesario que no sean tóxicos. O bien, pueden tener que resistir productos químicos de limpieza, como detergentes y alcohol. Además de no ser tóxico, el metal utilizado para los implantes también debe ser no magnético y no corrosivo.

Comprender las diferencias entre estos materiales y las muchas posibilidades que ofrece cada metal brinda a los diseñadores un cierto grado de libertad para elegir el grado o la aleación apropiados para la aplicación. Actualmente, los fabricantes de dispositivos médicos y dispositivos implantables pueden elegir entre una variedad de metales efectivos.

En este artículo estudiaremos qué materiales son adecuados para la fabricación de dispositivos médicos. Varios metales comunes y aleaciones de metales se han vuelto indispensables.

Acero inoxidable

Al dar instrucciones para integrar piezas metálicas en el diseño de un dispositivo médico, la elección habitual es uno de acero inoxidable de la serie 300.

Estas aleaciones son en realidad no corrosivas. Se pueden fabricar varios acabados superficiales, desde reflectante hasta mate; brinda excelentes propiedades mecánicas y físicas; y es más fácil moldearlo en frío o procesarlo en diferentes partes.

La aleación de acero inoxidable se compone de 17% a 25% de cromo y de 8% a 25% de níquel. La presencia de cromo proporciona cierta resistencia a la corrosión del acero inoxidable al formar una película de óxido de cromo invisible, adhesiva e invisible en la superficie de la aleación.

El acero inoxidable es un material ideal para muchos tipos de dispositivos médicos. No es tóxico, no es corrosivo, duradero y se puede pulir hasta obtener una superficie muy fina para facilitar la limpieza.

Los tipos más comunes de acero inoxidable utilizados para implantes médicos y perforaciones corporales son 316 y 316L, que tienen una alta resistencia a la corrosión. Esto es importante porque la corrosión en la sangre puede causar infección y posiblemente incluso la muerte. Muchas personas también tienen reacciones alérgicas al níquel. Por lo tanto, puede reemplazar las variedades de acero inoxidable con bajo contenido de níquel.

La mayoría de las herramientas quirúrgicas están hechas de acero inoxidable 440. No es tan resistente a la corrosión como el 316, pero tiene un mayor contenido de carbono, lo que significa que puede tratarse térmicamente para crear bordes muy afilados para herramientas de corte.

También se puede utilizar para pinzas, pinzas, pinzas hemostáticas y otras herramientas quirúrgicas, que deben ser duraderas y fáciles de limpiar y desinfectar. Además, a veces se usa malla de acero inoxidable para stents intravasculares.

Titanio

Entre los materiales metálicos comúnmente utilizados, el titanio es uno de los metales más populares utilizados en la fabricación de dispositivos médicos. Además de equipos médicos para uso interno, también se utiliza para fabricar equipos para uso externo, como instrumentos quirúrgicos, equipos dentales y equipos ortopédicos. El titanio puro es el más inerte y el más caro; por lo general, se usa para piezas de muy alta confiabilidad o piezas que quedan en el paciente después de la cirugía. El titanio es ahora un sustituto común del acero inoxidable y se puede utilizar para fabricar soportes óseos y sustitutos óseos. Es tan fuerte y duradero como el acero inoxidable, al mismo tiempo que es más ligero y tiene una excelente biocompatibilidad. Estos incluyen articulaciones de reemplazo, latas de marcapasos y otros implantes metálicos.

Hay aleaciones de titanio de grado médico que se utilizan específicamente para fabricar dispositivos médicos. El titanio 6AL4V ELI y el titanio 6AL4V son aleaciones compuestas por un 4 % de vanadio y un 6 % de aluminio. La aleación de titanio se combina armoniosamente con el cuerpo humano, por lo que es muy adecuada para la fabricación de dispositivos médicos. No sorprende que las aleaciones de titanio también se puedan hacer en muchas perforaciones.

Otros tipos de titanio utilizados en dispositivos médicos incluyen Gr.23 y Gr.5, que son grados especiales utilizados por fabricantes de dispositivos médicos específicos. Ti-6AL-4V ELI y Ti-6AL-4V se utilizan comúnmente en la fabricación de implantes dentales y equipos dentales, principalmente debido a su alta resistencia a la fractura.

El titanio de cobre también es resistente a las bacterias y es ideal para equipos quirúrgicos, ya que si se expone a bacterias, no hay necesidad de preocuparse por la contaminación y se puede usar de manera segura con equipos que emiten radiación

Aluminio

Aunque rara vez entra en contacto directo con el cuerpo, el aluminio se utiliza con mucha frecuencia para diversos tipos de equipos de apoyo, que deben ser ligeros, fuertes y resistentes a la corrosión. Los ejemplos incluyen marcos de cama, sillas de ruedas, bastones, stents ortopédicos y stents intravenosos. Debido a que el aluminio en bruto es fácil de oxidar u oxidar, las piezas de aluminio generalmente deben pintarse o anodizarse para mejorar la durabilidad.

Niobio

El niobio es uno de los metales especiales refractarios utilizados en equipos médicos en la actualidad. El niobio es altamente inerte y biocompatible. Además de sus valiosas propiedades, como la alta conductividad térmica y la alta conductividad eléctrica, a menudo se usa para fabricar piezas pequeñas de marcapasos. El tantalio es un metal refractario altamente poroso que promueve el crecimiento óseo y se adhiere a él, por lo que el tantalio puede usarse para implantes en presencia de hueso. Este material también se utiliza para cintas marcadoras de diagnóstico. Sin embargo, debido al costo y la rareza del elemento, el tantalio se usa a menudo como material compuesto.

Tungsteno

El tungsteno también suele formar parte de los equipos médicos, como los tubos que se utilizan para realizar procedimientos de laparoscopia y endoscopia mínimamente invasivos. Además de proporcionar resistencia mecánica, el tungsteno también se puede usar donde se requiere radiopacidad, principalmente en aplicaciones de inspección de fluorescencia, y la densidad del tungsteno es mayor que la del plomo, y también se puede usar como un sustituto del plomo inocuo para el medio ambiente para la protección contra la radiación. materiales.

Nitinol

El nitinol es una aleación hecha de una combinación de níquel y titanio. Este metal responde de manera reversible cuando se le aplica tensión debido a sus propiedades superelásticas. La memoria de forma es un término que se utiliza para expresar la capacidad del Nitinol para sufrir deformación a una determinada temperatura y luego recuperar su forma original cuando se expone a una temperatura superior a su temperatura de transformación.

Debido a su capacidad para soportar grandes tensiones, el nitinol se usa ampliamente como material ideal para el diseño y la ingeniería de equipos médicos. Algunos dispositivos médicos fabricados con este metal incluyen herramientas como dispositivos de biopsia y pequeñas herramientas de agarre. Ideal para la fabricación de herramientas médicas que se pueden expandir y expandir fácilmente a un área grande.

Debido a su rendimiento único y características de peso ligero, Nitinol es muy adecuado para la fabricación de aplicaciones biomédicas, como grapas, herramientas para válvulas cardíacas, dispositivos espaciadores complejos, anclajes óseos, dispositivos para válvulas cardíacas y diversos implantes.

También se puede usar para hacer marcadores localizables y líneas de diagnóstico para la localización de tumores de mama. Se prefieren estos dispositivos porque son menos invasivos en el diagnóstico y tratamiento del cáncer de mama.