https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4115763/

Pagrindinės medžiagos pasirinkimasVABB adatostiesiogiai veikia jų pradūrimo stiprumą, ilgaamžiškumą ir biologinį suderinamumą. Šiuo metu pagrindiniuose gaminiuose naudojamas medicininis-316 klasės nerūdijantis plienas (SS316). Išnagrinėjus jo cheminę sudėtį, mechanines savybes ir paviršiaus apdorojimo suderinamumą, šis straipsnis atskleidžia, kodėl jis tapo pramonės pasirinkimu.

Cheminė sudėtis: Atsparumo korozijai pagrindas

SS316 sudėtyje yra molibdeno (2%–3%), todėl jis žymiai didesnis atsparumas taškinei korozijai chloridinėje aplinkoje (pvz., kūno skysčiuose), palyginti su 304 nerūdijančiu plienu. Kai anglies kiekis kontroliuojamas žemiau 0,08%, išvengiama tarpkristalinės korozijos. 10–14 % nikelio kiekis užtikrina austenitinės mikrostruktūros stabilumą, išlaikant ne-magnetines savybes net ir po šaltojo apdorojimo,{10}}svarbų atliekant MRT{11}}valdomas biopsijas, nes magnetinės medžiagos gali sutrikdyti magnetinio lauko vienodumą.

Mechaninės savybės: kietumo ir kietumo balansas

VABB adatų kietumo reikalavimas yra HRC 30–40 (apie HB 285–380). SS316, koks yra-gautas, yra palyginti mažo kietumo (HRB 70–90), tačiau jį galima padidinti iki tikslinio diapazono naudojant šaltą tempimą ir senėjimą. Šis kietumas užtikrina, kad adatos galiukas galėtų sklandžiai prasiskverbti į tankų pluoštinį audinį, išvengiant trapumo{10}}sukelto lūžio. Takumo riba turi būti didesnė arba lygi 205 MPa, o tempiamasis stipris – didesnis arba lygus 515 MPa, pakankamas, kad atlaikytų vakuuminį neigiamą slėgį (apie 80 kPa) ir ašmenų pjovimo sukimo momentą.

Suderinamumas su paviršiaus apdorojimu: idealus substratas pasyvavimui ir elektrocheminiam poliravimui

SS316 esantis chromas (16–18 %) pasyvinimo metu greitai sudaro tankią pasyvią Cr₂O3 plėvelę, kurios storis yra maždaug 2–5 nm. Elektropoliravimo metu molibdeno buvimas skatina tolygesnį anodinį tirpimą, sumažina „apelsino žievelės“ defektų tikimybę. Be to, SS316 šiluminio plėtimosi koeficientas (17,3 × 10⁻⁶/laipsnis) puikiai atitinka karščio paveiktą zoną žymint lazeriu, todėl atsiranda aštrių, įtrūkimų{11}}briaunų.

Teisės aktų laikymasis ir biologinis suderinamumas

SS316 atitinka ASTM F899 standartą ir išlaikė ISO 10993 biologinio suderinamumo testą (neigiami citotoksiškumo, jautrinimo ir dirginimo testų rezultatai). Pavojingų medžiagų naudojimo apribojimo direktyva (2011/65/ES ir jos pakeitimai) riboja šešias pavojingas medžiagas, įskaitant šviną ir gyvsidabrį; Pačiame SS316 šių elementų nėra, o tiekėjas turi pateikti medžiagų atitikties deklaraciją. Be to, gamintojai privalo saugoti kiekvienos partijos atsekamumo įrašus, įskaitant krosnių numerius, pagal ISO 13485.

Palyginimas su kitomis medžiagomis

Palyginimui, titano lydinys (Ti-6Al-4V), nors ir pasižymi geresniu biologiniu suderinamumu, turi santykinai mažą kietumą (HRC 30–35) ir didelę kainą; kobalto ir chromo lydinys pasižymi didesniu kietumu (HRC 40–50), tačiau yra sunkiai apdorojamas ir brangus. SS316 pasiekia geriausią pusiausvyrą tarp ekonomiškumo, apdirbamumo ir bendro našumo, todėl užima daugiau nei 95 % VABB adatų rinkos dalies.

Išvada

Medžiagų pasirinkimas niekada nebuvo atskiras sprendimas. SS316 tapo „standartiniu atsakymu“ į VABB adatas, nes puikiai atitinka klinikinius stiprumo, atsparumo korozijai, matomumo ir ekonomiškumo{2}}reikalavimus.