דף הבית >> מאמרים >> בחירת חומרים מתכתיים בתכנון מכשירים רפואיים
בחירת חומרים מתכתיים בתכנון מכשירים רפואיים
בחירת חומרים מתכתיים לשימוש במוצרים או מכשירים רפואיים הינה פרמטר חשוב ביותר בתכנון ובמימוש הפריטים השונים.
יש הבדל בין מוצרים הנמצאים בהפעלה בתוך גוף חולה או מחוץ לגופו , כאשר ככל שתהיה למוצר/מכשיר שהות גדולה יותר בתוך רקמות או עצמות תהיה חשיבות למניעת זיהומים והצטברות חיידקים באותם אזורים וכמובן ליכולת הגוף להתרגל להמצאות גוף זר מתכתי בתוכו.
כיום חומרים מתכתיים שונים נמצאים במגוון רחב של שימושים בריפוי מחלות ופציעות שונות הנגרמות לחולים. אחד המוצרים הידועים לשימוש בטיפול בהרחבת עורקים ומניעת התקפי לב הינו הסטנט אשר מוכנס לתוך העורקים ומונע את היצרותם.
מוצר אחר הינם ברגים מיוחדים המושתלים בעצמות גפיים ופותרים בעיות של פציעה אורתופדית.
ישנם גם חלקי מתכת בהשתלות של שיניים, בתוך מנגנונים כמו קוצבי לב ואפילו לב מלאכותי שהושתל לאחרונה
אצל חולה לב כרוני בארץ.
היכולת של הגוף לקבל את המכשיר המושתל לתוכו הינה היכולת של הגוף לקבל את החומרים ממנו אותו מכשיר עשוי, ובמקרה הנדון את חומרי המבנה המתכתיים.
את היכולת הזו מגדירים ע"י מונח : ביוקופטאביליות - כלומר תואם , לא נדחה ע"י רקמה ביולוגית, או יותר נכון גוף החולה אינו דוחה בעזרת המנגנון החיסוני שלו את הגוף המתכתי שהושתל או הוכנס לתוכו.
אחד החומרים החשובים ביותר והנמצאים בשימוש כזה הינו פלדת אלחלד (stainless steel) AISI 316L. החומר הזה שימושי גם בתעשיית המזון, מאותם השיקולים, שאינו יוצר זיהומים במגעו עם מזון. הפלדה הזו הינה בעלת תכונות מכניות מצוינות ובעיקר עמידות גבוהה מאוד בקורוזיה. למעשה החומר הזה נחשב כסוס העבודה בעולם המוצרים הרפואיים.
כאשר צריכים להשתמש בחומר שהינו בתכונות החוזק וההתארכות כמו פלדת 304 או 316 אבל במשקל סגולי כמו אלומיניום אנו מגיעים לטיטניום, אשר נחשב לפלדה בעלת תכונות מצוינות עמידות בקורוזיה וכמובן ביוקומפטבילי. ישנם רמות שונות של טיטניום המאפיינות חוזק, התארכות ומודול אלסטיות. מתכננים שרוצים להשתמש בחומר הזה צריכים לדעת לאיזו אפליקציה הוא מיועד ומה תנאי הסביבה שלה.
מבין החומרים החדשניים שנכנסו לשימוש במוצרים רפואיים והגיעו מתעשיית החלל הינו ה-NITINOL החומר הזה הנו תוצר מסגסוגת ניקל טיטניום NITI ויש לו תכונות סופר אלסטיות, פרמטר שעושה אותו מוביל בשימושים מסויימים כמו סטנטים להשתלה בעורקים על פני נירוסטה וטיטניום. הסגסוגת הזו, בגלל תכונות הזיכרון שלה, הינה בעלת שימושים במכשירים ללפרוסקופיה, (ניתוח עם חדירה מינימלית) וגם במכשירים לאורתופדיה. כאשר המוצר העשוי מחומר זה מוחדר לגוף הוא חוזר למצבו הקודם עקב יכולת הזיכרון שלו בסביבת טמפרטורה גבוהה.
כל החומרים המתכתיים שהוצגו לעיל הינם חומרים יקרים יחסית בעלי תכונות מכניות מעולות, יכולת עבוד מצויינת וכן טיפול פני שטח המאפשר חלקות וניקיון ברמה סופר גבוהה, אולם לא תמיד אנו זקוקים לחומרים האלה. כאשר המוצר או המכשיר הרפואי אינו מכשיר חודרני, הדרישות תהיינה הרבה יותר נמוכות ואז נוכל להשתמש בחומרי מבנה מתכתיים כגון פלדת אלחלד 304L , באלומיניום תעופתי כגון 6061-T651 אשר יעבור ציפוי אנודיזציה כרומית או קשה, וזאת כדי לאפשר יכולת עמידות החומרים בממיסים, לצורך ניקיון בהימצאותם בחדר נקי (clean-room).
גם מכשירים שלא נמצאים בקרבת מטופלים, אך יש חשש שיהיו מקור לזיהומים או שיש בהם גורמי מחלות, חייבים לעבור תהליכי ניקוי וכתוצאה מכך אין אפשרות להשתמש בחומרים אשר תופיע עליהם קורוזיה. הפתרונות יהיו פלדות בלתי מחלידות עם ציפוי פסיבציה ו/או אלומיניום עם ציפויים כגון אנודיזציה או אלקטרולס ניקל.
