تولید تجهیزات جراحی از استنلس استیل

26/12/2021
مراحل تولید تجهیزات جرّاحی
عدم ایجاد ترکیبات مضر برای سلامتی انسان یکی از دلایل اصلی برای استفاده از استنلس استیل در تولید تجهیزات پزشکی و جراحی است.
مجله بازار فلز
مجله بازار فلز

فهرست موضوعات

 

مقدمه

ابزارهای جرّاحی به دلیل اینکه در ارتباط مستقیم با سلامت انسان می‌باشند، از اهمیّت ویژه‌ای نیز برخوردارند. بر همین اساس برای ساخت این نوع ابزارها لازم است انتخاب درستی در جنس مواد و فرآیند تولید صورت گیرد. به دلیل اینکه ورود یون های فلزی به بدن انسان در حین عمل جرّاحی می‌تواند خطرناک و کشنده باشد، اکثر ابزارهای جرّاحی ازجنس فولاد زنگ‌نزن به عنوان یک آلیاژ ایمن برای سلامت انسان، ساخته می‌شوند. اکثر ابزارهای جرّاحی از ورق استیل بگیر و کاربید تنگستن ساخته می شوند ولی به دلیل اینکه قیمت ورق استیل بگیر ارزان تر می باشد، بیشتر مورد استقبال سازندگان قرار گرفته است. به عنوان مثال ورق استیل 420 به دلیل سختی مناسبی که دارد در ابزارهایی که باید لبه برش دقیقی داشته باشند یا تنش بیشتری را در طول استفاده تحمّل کنند مانند قیچی، ابزار نگهدارنده، سوزن، اسکنه و ... مورد استفاده قرار گرفته است. 

 

ورق استیل در تجهیزات پزشکی

 

مراحل ساخت تجهیزات جرّاحی

مراحل کلی ساخت ابزارهای جرّاحی از جنس ورق استیل بگیر به این صورت است که در ابتدا ورق با ابعاد مناسب برش زده می‌شود و سپس به ترتیب تحت عملیّات آهنگری (Forging)، سنگ زنی (فرزکاری)، تمپر کردن، پرداخت، غیرفعّال کردن و اچ کردن قرار می‌گیرند. ابزار ساخته شده از ورق استیل 420 که در ساخت آنها دقّت لازم انجام شده و در هنگام استفاده نیز مراقبت مناسب از آنها صورت می گیرد، نه تنها به دلیل مقرون به صرفه بودن ناشی از کمتر بودن قیمت استیل بگیر مناسب می باشد، بلکه می توانند چندین دهه دوام بیاورند. در ذیل مراحل ساخت این ابزارها تشریح گردیده است:

1- آهنگری

در مرحله اوّل که آهنگری می‌باشد،  ورقهایی که برش زده شده‌اند، حرارت داده می‌شوند و سپس به وسیله یک قالب ضربه‌ای طرح کلّی ابزار ایجاد می‌شود. اگر استانداردهای کیفی در طول ساخت رعایت نشوند، ابزارهای تولید شده می‌توانند مستعد شکستن زودرس، زنگ زدگی و تغییر رنگ شوند. این روش آهنگری در ایران و بسیاری از کشورهای دیگر در حال انجام است.


2- آهنگری

پس از آهنگری، ابزارهای تولید شده تحت عملیّات فرزکاری و سنگ‌زنی قرار می‌گیرند. در طول سنگ‌زنی، پلیسه‌های اضافی حاصل از آهنگری حذف می‌شوند. این یک فرآیند سریع و یک مرحله‌ای نیست. برای تولید ابزارهای جرّاحی با کیفیت خوب، عملیّات سنگ‌زنی چندین بار تکرار می‌شود تا به تدریج ابزارها به شکل نهایی خود درآیند. 

3- تمپرینگ

زمانی که ابزارها شکل نهایی خود را پیدا کردند، فرآیند تمپرینگ برای افزودن استحکام لازم به ابزار انجام می‌شود. در این مرحله، ابزارها تا دمای 1500 درجه فارنهایت (6/815 درجه سانتیگراد) گرم می‌شوند و سپس تحت شرایط خاص خنک می‌گردند تا سختی ایده آل بدست آید.

4- پرداخت سطحی

پس از تمپر کردن، لازم است عملیّات پرداخت صورت گیرد تا سطح ابزارها صاف و صیقلی گردد. این فرآیند سبب می‌گردد تا سطح ابزار از شیارهای میکروسکوپی که می‌توانند محل‌های تجمع میکروب و آلودگی باشند، عاری گردد. دو نوع پولیش کاری سطحی شامل صیقلی و مات بر روی این ابزارها انجام می‌شود که هر کدام از آنها دارای محاسن و معایب مربوط به خود هستند. سطح صیقلی دارای براقیّت آینه‌ای است و بنابراین در برابر لکه شدن و تغییر رنگ به بهترین وجه مقاومت می‌کند. مساله اساسی در ابزارهای با سطح صیقلی این است که در حین جراحی، سطح آینه‌ای نور را منعکس می‌کند که می‌تواند چشم جراح را تحت تاثیر قرار دهد و موجب خطای کاربر گردد. بنابراین، برخی کاربران ترجیح می‌دهند از ابزار جراحی با سطح مات استفاده کنند، اما این نوع ابزار در برابر لکه‌گیری و تغییر رنگ مقاومت لازم را ندارد. در بازار، ابزارهای باکیفیت با هر یک از انواع سطوح در دسترس هستند که بر اساس ترجیح جراح انتخاب و مورد استفاده قرار می‌گیرند.

5- غیرفعّال کردن

مرحله بعد غیرفعّال کردن (Passivation) است که با استفاده از اسید نیتریک(HNO3)  انجام می‌گیرد. برای این کار، با قرار دادن ابزارها در این محلول باعث می‌شوند تا لایه بیرونی فلز به طور فیزیکی تغییر کند. طی این فرآیند اتم‌های آهن را که مستعد اکسیداسیون (زنگ زدن) هستند حذف می‌کنند و شرایطی را ایجاد می نمایند که اکسید کروم که در برابر اکسیداسیون مقاوم است بر روی سطح رسوب نماید تا از ابزار جرّاحی در برابر خوردگی محافظت کند. نکته حائز اهمیت این است که با استفاده معمولی از ابزار، لایه اکسید کروم در برابر خوردگی مقاوم‌تر شده و آسیب‌های ناشی از واکنش‌های شیمیایی و الکتروشیمیایی ابزارها کاهش می‌یابد. 

 

ورق استیل در تجهیزات پزشکی

 

6- حکّاکی برند و مشخصات ابزار

مرحله آخر، فرآیند حکّاکی مشخصات تکنولوژیکی ابزار و برند شرکت سازنده بر روی آن می‌باشد که با استفاده از اچ کردن (Etching) به روش شیمیایی یا الکتروشیمیایی بر روی ابزار ایجاد می‌گردد. به طور کلی، این یک روش مبتنی بر مواد شیمیایی است که بر یکپارچگی سطح ابزار تأثیر نمی‌گذارد. از طرف دیگر و با توجه به کاربرد و میزان اهمیّت ابزار، ممکن است این اطلاعات به صورت فیزیکی بر روی آن حک شود، که احتمالاً به دلیل ایجاد فرورفتگی ایجاد شده برروی سطح، کاربرد آن محدود و مستعد شکستگی یا خوردگی می‌گردد.

نتیجه گیری

استفاده از ابزار با کیفیت خوب برای جرّاحی بیماران امری ضروری است که لازم است سازندگان این ابزارها تمام تلاش خود را به خرج دهند تا ابزار تولیدی دارای استانداردهای پزشکی و در وهله دوّم دارای صرفه اقتصادی باشد. چنانچه ابزارها دارای هزینه نگهداری و تعمیرات اندکی باشند، می‌توانند با سهولت در نجات جان انسانها استفاده گردند و هزینه اندکی را به بیمارستان تحمیل نمایند. با مراقبت و نگهداری مناسب، ابزارهای جراحی می‌توانند برای سالیان متمادی مورد استفاده قرار گیرند.