Lääketieteelliset laitteet ja implanttien osat

Lääketieteellisten laitteiden ja implanttien osien tarkkuustyöstöteknologiasta, jossa on mikronitason tarkkuusohjaus, kyky muodostaa monimutkaisia ​​geometrioita ja vakaa prosessin toistettavuus, on tullut keskeinen tukiteknologia lääkinnällisten laitteiden ja implanttien komponenttien valmistuksessa. Nämä komponentit liittyvät suoraan lääketieteellisen diagnoosin tarkkuuteen, kirurgisten toimenpiteiden turvallisuuteen ja implanttien pitkäaikaiseen yhteensopivuuteen ihmiskehon kanssa. Niiden valmistusprosessin on samanaikaisesti täytettävä mekaaninen suorituskyky, bioyhteensopivuus ja tiukat alan sääntelyvaatimukset, mikä tekee siitä keskeisen ala-alan huippuluokan lääketieteellisen valmistuksen alalla.

Teknologialuokka

CNC-koneistetut lääketieteelliset laitteet ja implanttiosat kattavat kaksi pääluokkaa: "ei-istutettavat" ja "istutettavat". Edellinen on lääkinnällisten laitteiden toiminnallinen ydin, kun taas jälkimmäinen on "elintä ylläpitävä komponentti", joka korvaa vahingoittuneen ihmiskudoksen. Diagnostisten laitteiden alalla sen tarkkuus määrittää CT-pyörivien laakereiden toimintavakauden ja MRI-gradienttikäämien magneettikentän tasaisuuden; implanttien alalla sen geometrinen tarkkuus vaikuttaa suoraan tekonivelten elinikään ja hammasimplanttien osseointegraatiovaikutukseen. Tiedot osoittavat, että CNC-tarkkuustyöstöllä valmistettujen implanttikomponenttien kliininen komplikaatioaste on yli 60 % pienempi kuin perinteisillä menetelmillä valmistetuilla, samalla kun huippuluokan lääketieteellisten laitteiden ydinkomponenttien lokalisointiaste nousee 45 %:iin.

Tärkeimmät materiaaliominaisuudet ja koneistusyhteensopivuus

Materiaalin valinta on ensisijainen vaihe lääkinnällisten laitteiden ja implanttien osien CNC-työstyksessä. Sen on täytettävä samanaikaisesti kolme päävaatimusta: bioturvallisuus, mekaaninen yhteensopivuus ja koneistuskelpoisuus. Yleisimmät materiaalit ja niiden yhteensopivuusominaisuudet ovat seuraavat:

1. Metalliset materiaalit: Core Carrier implantteja

- Titaaniseos (Ti-6Al-4V ja ELI-laatu): Ortopedisten ja hammasimplanttien suositeltu materiaali, sen vetolujuus on 860 MPa ja tiheys vain 4,5 g/cm³, mikä yhdistää korkean lujuuden ja keveyden. Lisäksi sillä on erinomainen biologinen yhteensopivuus ja se muodostaa vakaan sidoksen ihmisen luuhun. CNC-työstössä on käytettävä timanttipinnoitettuja työkaluja (kulumisnopeus ≤5 μm/h) yhdistettynä 8000-12000 rpm:n karan kierrosnopeuteen, jotta vältetään materiaalin huonon lämmönjohtavuuden aiheuttamat työkalun tarttumisongelmat, mikä varmistaa kierteen ja pinnan tarkkuuden.

- Koboltti-kromiseos (CoCrMo): Sopii keinoliitosten kitkarajapintakomponentteihin, sen kulutuskestävyys on kolme kertaa titaaniseoksen kulutuskestävyys ja korroosionkestävyys täyttää ISO 10993 -standardit. Viisiakseliset CNC-työstökoneet pystyvät jatkuvan työkalun kosketuskulman koneistuksen avulla säätämään pinnan karheutta arvoon Ra≤0,4 μm, mikä vähentää kulumishiukkasten muodostumista liitoksen liikkeen aikana.

- 316L ruostumaton teräs: Käytetään kirurgisten instrumenttien akselikomponentteihin ja dialyysilaitteiden liittimiin. Hiilipitoisuuden ollessa ≤0,03 % CNC-työstön ja passivointikäsittelyn jälkeen muodostuu stabiili oksidisuojakerros, joka kestää kehon nesteiden korroosiota yli 10 vuoden ajan. Koneistuksen aikana käytetään magneettista istukkaa ainetta rikkomattomaan kiinnitykseen sekä lääketieteellistä jäähdytysnestettä pintakontaminaation välttämiseksi.

2. Polymeerimateriaalit: Suositellaan toiminnallisille komponenteille

- PEEK (polyeetterieetteriketoni): Sen säteilyä läpäisevät ominaisuudet tekevät siitä ihanteellisen materiaalin selkärangan fuusiolaitteita varten, välttäen metalli-implanttien aiheuttamat häiriöt postoperatiivisessa kuvantamisdiagnosissa. CNC-työstössä käytetään tyhjiöadsorptiokiinnitystä (asemointitarkkuus ≤±2μm), ja mikroleikkaus (leikkaussyvyys ≤0,05 mm) ohjaa materiaalin lämpömuodonmuutoksia varmistaen fuusiolaitteen nikamien välisen sovituksen tarkkuuden.

- PTFE (polytetrafluorieteeni): käytetään ruiskujen männissä ja letkutiivisteissä. CNC-sorvauksen aikana syöttönopeutta on vähennettävä arvoon 0,01-0,03 mm/kierros, jotta pinnan tarkkuus on Ra≤0,2 μm, mikä vähentää lääkejäämiä ja työntövastusta.