Гальваника в медицинской промышленности

ГАЛЬВАНОПОКРЫТИЕ МЕДИЦИНСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТОВ

В медицинской промышленности находят применение изделия изготовленные из самых разных металлов. Является ли изделие хирургическим инструментом, ортопедическим имплантатом или сердечным клапаном, обязательно, чтобы оно соответствовало чрезвычайно высоким стандартам с точки зрения санитарии, надежности и безопасности. Обработка металла для применения в медицине играет решающую роль в общем качестве и эксплуатационных характеристиках изделия, обеспечивая его чистоту и отсутствие дефектов, которые могут угрожать здоровью пациентов.

Если учесть, что многие медицинские изделия размещаются внутри тела, например импланты или кардиостимуляторы, биосовместимость изделий является абсолютной необходимостью. Любое покрытие медицинского устройства или другой процесс обработки металла не должны наносить никакого вреда тканям человека.

Технологические достижения позволяют добиваться уникальных результатов по обработке металлов для медицины

Многие металлические изделия, используемые в медицинской промышленности, традиционно изготавливались из нержавеющей стали. Однако развитие технологий привело к возможности использования и других металлов. Например, титан в настоящее время широко используется для эндопротезирования тазобедренного и коленного суставов из-за ценного сочетания легкого веса и превосходной прочности. Винты, которые вставляются для содействия заживлению сломанных костей, также изготавливаются из титана.

Специалисты также добиваются значительного прогресса в использовании магния для изготовления имплантатов и ортопедических устройств. Как и титан, магний является легким и прочным металлом. Магний обладает дополнительным преимуществом в том, что он биоразлагаем, что устраняет необходимость в дополнительной хирургической процедуре по удалению имплантированной детали после того, как она отслужит свое и больше не понадобится. Основным недостатком использования деталей, изготовленных из магния и титана, является то, что их может быть чрезвычайно сложно покрыть другими металлами, что усложняет процесс изготовления изделий.

Преимущества гальванического покрытия металла в медицине

Гальванопокрытие - это процесс обработки, который часто используется для нанесения покрытия на металлические изделия. Гальванопокрытие подразумевает помещение детали в раствор электролита, содержащий растворенные ионы металла, такого как золото, серебро или никель. Затем подается электрический ток для осаждения ионов на поверхности детали. Нанесение покрытий на детали в медицинской промышленности выполняется по многим причинам, в том числе:

Бактериальная чистота: Имеет решающее значение для любого медицинского изделия. Изделие должно предотвращать развитие бактерий и снижать риск заражения. Многие металлы обладают определенными антимикробными свойствами и обеспечивают превосходную защиту от вредных бактерий.
Защита от коррозии и износа: Хирургические зажимы и другие виды медицинского оборудования часто используются повторно. Щелочные продукты и салфетки с содержанием хлора, которые часто используются для чистки и стерилизации медицинского оборудования, могут способствовать возникновению коррозии. Эти металлические устройства также подвержены нормальному износу с течением времени. Покрытие медицинских устройств может замедлить начало коррозии и износа, что может продлить срок их службы и снизить затраты, связанные с частой заменой оборудования.
Электропроводность: Некоторые типы медицинских устройств работают от электричества. Определенные металлы являются эффективными проводниками электричества, что делает их отличным выбором в качестве облицовки для многих видов медицинского электрооборудования.
Теплопроводность: Некоторые металлы необходимы при различных медицинских процедурах благодаря их превосходной теплопроводности, что дает им возможность отводить тепло от тела и минимизировать риск образования спаек или ожогов.
Прочность: Некоторые инструменты и оборудование, используемые в медицинской сфере, требуют сварки. Однако многие из этих деталей плохо подходят для процесса сварки. Гальваническое покрытие может укреплять и поддерживать область сварного шва для обеспечения более надежного сцепления. Оно особенно эффективно при сварке разнородных металлов, таких как никель, титан и нержавеющая сталь.
Создание рентгеноконтрастной области: Покрытие медицинских устройств металлом высокой плотности, таким как золото, может создать рентгеноконтрастную область. Это блокирует излучение, вводимое во время таких процедур, как флюорография, вместо того, чтобы пропускать его, что приводит к улучшению рентгеновских снимков.

Какую пользу пациент получит от гальванической обработки медицинского инструмента?

Производители не единственные, кто может ощутить преимущества покрытия медицинского оборудования — пациенты также могут воспользоваться многими преимуществами. Тенденция в здравоохранении заключается в использовании минимально инвазивных медицинских процедур, когда это возможно. Многие технологии нанесения гальванических покрытий способствуют изготовлению медицинского оборудования и хирургических инструментов, совместимых с этими типами процедур. Это может помочь сократить время восстановления пациента и расходы на лечение.

Какие виды металлов используются для покрытия медицинских устройств?

При обработке медицинских металлов можно использовать широкий спектр материалов:

Золото: Хотя золото, пожалуй, больше всего известно своим привлекательным внешним видом и высокой экономической ценностью, оно обладает многими преимуществами при использовании для покрытия медицинских устройств. Золото чрезвычайно биосовместимо и не вызывает побочных реакций при контакте с тканями или внутренними органами человека. Золото также обеспечивает превосходную электропроводность, что делает гальванопокрытие золотом незаменимым процессом для покрытия электрических разъемов в определенных типах медицинского оборудования. Кроме того, золото обеспечивает превосходную защиту от коррозии.
Примерами многочисленных применений золотого покрытия в области медицины являются изготовление позолоченных стентов, которые кардиологи используют для расширения артерий во время операций на сердце. Электронные кардиостимуляторы, регулирующие сердцебиение пациента, также могут иметь золотое покрытие. Золото можно использовать для покрытия электрических контактов легких лазеров, которыми сейчас пользуется персонал скорой медицинской помощи, а также хирурги на полях сражений в зонах боевых действий. Стоматологи часто используют коронки и колпачки, содержащие золото.
Серебро: Как и золото, серебро классифицируется как драгоценный металл из-за его относительной редкости и высокой экономической ценности, хотя обычно оно дешевле золота. Серебро как и золото превосходно проводит электричество и считается лучшим проводником тепла из всех металлов, используемых в гальванопокрытии. Кроме того, серебро известно своими превосходными антибактериальными свойствами, что делает его предпочтительным выбором при нанесении покрытий в медицинской промышленности. Серебро может воздействовать на бактерии.
Медь: Медь является отличным проводником электричества, а также обладает превосходными тепловыми свойствами, которые хорошо подходят для производства медицинского оборудования. Малоизвестным фактом о меди является то, что она чрезвычайно устойчива к бактериальному загрязнению, именно поэтому ее часто используют в производстве лабораторного и медицинского оборудования.
Олово: Как и медь, покрытие оловом предлагает доступную альтернативу гальванической обработке драгоценными металлами, такими как золото и серебро. Свойства, которые делают лужение привлекательным для медицинской промышленности, включают его нетоксичность и превосходную устойчивость к коррозии. Олово также известно своей пластичностью, которая позволяет деформировать его без снижения прочности. Оловянное покрытие может наноситься в качестве верхнего слоя для свинцовой и вольфрамовой защиты, которая используется внутри аппаратов магнитно-резонансной томографии и радиологического оборудования.
Сульфаматный никель: Никель - блестящий серебристо-белый металл, обладающий многими полезными свойствами, включая превосходную устойчивость к коррозии. Блестящее никелевое покрытие можно наносить в декоративных целях. Никель без блескообразующих добавок также может использоваться для более функциональных медицинских покрытий, чего можно добиться путем введения сульфамата никеля в ванну с электролитом. Сульфаматное никелирование обеспечивает чистоту никеля 99,9%, обеспечивая при этом превосходную пластичность. В медицинских целях сульфаматный никель обычно используется в качестве подслоя для золота или серебра при покрытии гибких электрических контактов.
Нанесение покрытий на титан: Тот факт, что так много медицинских устройств в настоящее время изготавливается из титана, создал спрос на безопасный и надежный процесс нанесения покрытий на титан. Никель и платина часто используются для покрытия титана, чтобы повысить его коррозионную стойкость и упрочнить поверхность устройства. Однако процесс нанесения покрытий на титан чрезвычайно сложен из-за высокой реакционной способности этого тугоплавкого металла.
Химическое никелирование: Нанесение данного покрытия выполняется без использования электричества. Процесс, известный как безэлектродное нанесение покрытий, обеспечивает нанесение металлического покрытия посредством автокаталитической химической реакции, в отличие от электрического тока. Безэлектродное никелирование может обеспечить более равномерное покрытие. Оно может достигать участков поверхности детали, недостижимых с помощью гальванопокрытия. Процесс нанесения покрытий без электролиза также обеспечивает лучший контроль над толщиной покрытия.
Никель, как правило, является предпочтительным металлом для безэлектродного никелирования в медицинских целях. Безэлектродное никелевое покрытие обеспечивает превосходную твердость покрытия, которая может быть дополнительно повышена путем термообработки. Никель наносится совместно с фосфором, что обеспечивает повышенную смазывающую способность. Изменение уровня фосфора может сделать покрытие менее или более магнитным, в зависимости от конкретного применения покрытия. Преимущества безэлектродного никелирования при нанесении покрытий на медицинские приборы включают повышенную защиту от коррозии и большую стойкость к большинству анестетиков.

Специальные методы нанесения гальванических покрытий

В зависимости от области применения, гальванопокрытие медицинских устройств может выполняться на подвесках или в барабанах.
При нанесении покрытия на подвесках детали крепятся к металлическому каркасу с помощью крючков или лент, а затем погружаются в раствор для нанесения покрытия. Данный метод покрытия применяют при обработке больших деталей. Однако процесс подвешивания отдельных деталей может быть довольно трудоемким, что увеличивает общую стоимость процесса нанесения покрытия.
Покрытие в барабанах применят для обработки деталей небольшого размера. Детали помещаются внутри корпуса, изготовленного из неэлектропроводного материала. Затем в барабан вводится токоподвод для подачи электрического тока и вся конструкция погружается в резервуар с раствором электролита. Барабан медленно поворачивается для получения однородного покрытия деталей.

Другие процессы обработки медицинских металлов

Существует несколько дополнительных процессов обработки металла, используемых в медицинской промышленности.
Процесс пассивации создает поверхностную пленку, которая приводит к снижению химической реакционной способности, что обеспечивает такие преимущества, как повышенная коррозионная стойкость, более гладкая поверхность и увеличенный срок службы изделия. Пассивация применяется для титановых и кобальтохромовых имплантатов, эндоскопических и артроскопических инструментов, петель для катетеров и пружин медицинских устройств.
Электрополировка - это еще один процесс, используемый при некоторых операциях по обработке металла. Электрополировку можно рассматривать как гальванопокрытие наоборот. Объекты погружают в раствор электролита который, вместо осаждения ионов металлов на поверхность деталей, удаляет ионы металла с поверхности изделия. В результате получается гладкая поверхность, которая предпочтительна для многих типов медицинских устройств. Многие производители считают, что электрошлифовка превосходит пассивацию из-за ее повышенной микрофинировки и возможностей защиты от коррозии.

Выбор покрытия при гальванообработке медицинского оборудования

На выбор процесса нанесения покрытия на медицинское устройство может влиять множество факторов. Поскольку нанесение покрытий для применения в медицинской промышленности требует высокого уровня управления технологическими процессами, важно выбрать компанию по обработке металла, обладающую обширным опытом в этой области и ресурсами для управления вашим проектом от начала до конца. Также крайне важно, чтобы выбранная компания и технологический процесс соответствовали высоким стандартам качества производства медицинского оборудования.
Вам следует изучить различные варианты нанесения покрытий, чтобы выбрать наиболее экономичное решение для вашей компании. Во многих случаях можно снизить затраты на проект без ущерба для качества, выбрав менее дорогую альтернативу нанесению покрытий.

Компания ДМЦентр выполняет гальваническое покрытие медицинских инструментов и компонентов оборудования

Мы производим гальваническое покрытие золотом, серебром, оловом и медью, а также химическое никелирование и многое другое.