Raktažodžiai: Vienkartinis Trocar; Medžiagų mokslas

Nors vienkartinis trokaras yra nedidelis medicinos prietaisas, jo struktūroje integruotos kelios medžiagos, pasižyminčios labai skirtingomis savybėmis: pradūrimo kūgis, kuris turi būti pakankamai standus ir aštrus, kad prasiskverbtų pro pilvo sieną, kaniulė, kuri turi būti kieta ir lygi, kad būtų naudojama kaip instrumento kanalas, ir sandarikliai, kuriems reikalingas minkštas elastingumas pneumoperitoneumui palaikyti. Kiekvienas medžiagos pasirinkimas yra tikslus kompromisas tarp konkrečių funkcijų, kurias ji turi atlikti chirurginėje aplinkoje, sąveikos su žmogaus audiniais ir pagaminamumo. Gamintojams nuodugnus šių medžiagų savybių supratimas ir įvaldymas yra esminis dalykas kuriant didelio našumo ir labai saugius gaminius.

Metaliniai komponentai: nerūdijančio plieno „tvirtumas“ ir „tvirtumas“.

Trokaro kaniulių ir kai kurių pradūrimo kūgių pagrindinė struktūra paprastai yra pagaminta iš medicininio nerūdijančio plieno, kuris pirmiausia pasirenkamas dėl mechaninio stiprumo, atsparumo korozijai ir biologinio suderinamumo.

304 nerūdijantis plienas: Vienas iš plačiausiai naudojamų austenitinio nerūdijančio plieno, pasižymi geromis visapusiškomis mechaninėmis savybėmis, formuojamumu ir atsparumu korozijai. Dėl palyginti mažos kainos jis tinka bendrosios paskirties troakarinėms kaniulėms, kurioms nereikia ypatingo stiprumo. Šaltasis apdorojimas gali padidinti jo kietumąHRC 22–25, atitinkantys pradūrimo ir atramos standumo reikalavimus.

316L nerūdijantis plienas: Palyginti su 304, jame yra pridėta molibdeno, kuris žymiai padidina atsparumą duobėms ir plyšinei korozijai aplinkoje, kurioje gausu chlorido (pvz., fiziologiniame tirpale, kraujyje). Taigi 316L yra tinkamiausias pasirinkimas aukštesnės kokybės medicinos prietaisams, kuriuos reikia implantuoti ilgą laiką arba veikiant atšiauriomis korozinėmis sąlygomis. Nors trokarai yra vienkartiniai, 316L užtikrina patikimesnę saugos ribą.

L605 (kobalto ir chromo lydinys): Aukštos kokybės kobalto lydinys, kurio kietumas yraHRC 20–40-daug didesnis nei nerūdijančio plieno. Jis pasižymi išskirtiniu stiprumu, kietumu ir atsparumu dilimui, kartu išlaikant puikų biologinį suderinamumą. Idealiai tinka gaminant itin aštrius, dilimui atsparius pradūrimo kūgio antgalius arba atliekant netradicinių operacijų procedūras su kietaisiais audiniais.

Nitinolis (nikelio-titano lydinys): garsėja savo unikaliu superelastingumu ir formos atminties efektu. Trokaruose jis gali būti naudojamas kuriant specializuotus, deformuojamus arba savaime prisitaikančius pradūrimo antgalius arba saugos mechanizmus. Pavyzdžiui, jo superelastingumas leidžia antgaliams, kurie automatiškai atgauna tam tikrą formą po įsiskverbimo į audinį, kad būtų sumažinta trauma.

Medžiagų pasirinkimas turi įtakos ne tik našumui, bet ir gamybos procesams. Apdorojant didelio kietumo lydinius, tokius kaip L605, reikalingas didesnis įrankių atsparumas dilimui ir mašinos tvirtumas, o apdorojant nitinolį reikia tiksliai valdyti specializuotus parametrus.

Plastikiniai komponentai: polimerų „skaidrumas“ ir „antspaudas“.

Plastikinės dalys atlieka įvairias troakarų funkcijas, o medžiagos pasirenkamos labai tiksliai:

Pradūrimo kūgio antgalis (skaidri dalis): Tinkamiausios medžiagos yra polikarbonatas arba akrilo derva. Pagrindiniai reikalavimai: didelis optinis skaidrumas, didelis smūgio stiprumas ir puikus matmenų stabilumas. Patinka pažymiaiMakrolon 2458irLexan HP1yra aukštos kokybės medicininės klasės polikarbonatai. Juose neturi būti burbuliukų, nešvarumų ar grimzlių žymių, kad chirurgai gautų aiškius, neiškraipytus realiojo laiko vaizdus vaizdiniuose troakaruose, kurie yra labai svarbūs chirurginiam saugumui. Medžiaga taip pat turi būti pakankamai kieta, kad prasiskverbtų į audinį, tačiau nepakankamai trapi, kad lūžtų.

Antspaudai: Troakaro „vartų sargai“, reikalaujantys išskirtinio elastingumo, atsparumo dilimui ir mažo trinties koeficiento.

Silikonas: Puikus biologinis suderinamumas, minkštas elastingumas ir atsparumas ekstremalioms temperatūroms-tradicinė sandarinimo medžiaga. Tačiau jo atsparumas dilimui gali būti mažesnis nei kai kurių termoplastinių elastomerų.

Termoplastinis poliuretanas (TPU): Išskirtinis atsparumas dilimui, didelis elastingumas, geras mechaninis stiprumas ir formavimas įpurškimo būdu (didelis apdorojimo efektyvumas), todėl tai yra pagrindinė sandarinimo medžiaga.

Daugiasluoksnis dizainas: Antspaudai paprastai būna žiedlapio formos. Medžiagos parinkimas turi užtikrinti, kad sklendės greitai atšoktų po pakartotinio prietaiso praėjimo, išlaikant ilgalaikį sandarumą, kad būtų išvengta CO₂ nuotėkio.

Korpusas ir rankena: Paprastai pagamintas iš ABS dervos, nailono arba polikarbonato. Reikalavimai: geras konstrukcijos stiprumas, atsparumas smūgiams, ergonomiškumas ir paprastas apdorojimas / paviršiaus apdaila (pvz., neslidžios tekstūros).

Medžiagų surinkimas ir sąsajos klijavimas

Trokarai yra tipiški kelių medžiagų mazgai, kuriems reikia patikimai sujungti metalo ir plastiko ir kietus minkštus komponentus,-kas kelia sąsajų problemų:

Interferencija tinka: Plastikiniai komponentai yra presuojami į metalines dalis tiksliai kontroliuojant matmenis, pritvirtinant trintį. Reikia atidžiai apsvarstyti skirtingą šiluminio plėtimosi koeficientą.

Ultragarsinis suvirinimas: Aukšto dažnio vibracija sukuria trinties šilumą, kad sulydytų plastiko ir metalo arba plastiko ir plastiko sąsajas. Užtikrina didelį sukibimo stiprumą, gerą sandarumą ir be cheminių klijų.

Medicininiai klijai: Biologiškai suderinami epoksidiniai arba cianoakrilatiniai klijai užtikrina tvirtą sukibimą, neišskirdami kenksmingų medžiagų sterilizuojant ar naudojant.

Biologinis suderinamumas ir suderinamumas su sterilizavimu

Visoms medžiagoms turi būti atliktas griežtas biologinio suderinamumo bandymas (pvz., citotoksiškumas, jautrinimas, intraderminis reaktyvumas).ISO 10993standartus. Medžiagos, kaip vienkartiniai sterilūs prietaisai, turi atlaikyti gamintojo nurodytus sterilizavimo metodus (pvz., etileno oksidą, gama švitinimą), nepablogindamos veikimo (pvz., plastiko pageltimo / trapumo, silikono sukietėjimo).

Išvada

Medžiagų parinkimas vienkartiniams trokarams yra balansavimo mokslasstandumas vs lankstumas, aiškumas vs sandarinimas, irstiprumas ir biologinis suderinamumas. Nuo kietų lydinių, užtikrinančių sklandų pradūrimą, iki optinio plastiko, užtikrinančio aiškų matymą, iki elastingų sandariklių, išlaikančių pneumoperitoneumą-kiekviena medžiaga yra optimizuota pagal specifinius funkcinius poreikius. Gamintojai sujungia gilias medžiagų mokslo žinias su tiksliu apdorojimu, kad integruotų šiuos komponentus į darnią sistemą, sukurdami nepakeičiamą minimaliai invazinį chirurginį įrankį. Ateities medžiagų mokslo pažanga,{4}}pvz., savaime sutepamos nerūdijančio plieno dangos, antimikrobiniai polimerai ir biologiškai skaidūs kompozitai{5}}, žada dar labiau pagerinti troakarų veikimą ir suteikti naujų funkcijų.