Aplicación del moldeo por inyección de metal (MIM) en el campo médico

El moldeo por inyección de metal (MIM) fue desarrollado en 1972 por una pequeña empresa de Petaluk, California, EE. UU. Se utilizó por primera vez en la industria médica a principios de la década de 1980 para producir algunos aparatos de ortodoncia. El método MIM es de bajo costo y de diseño flexible. Puede producir piezas pequeñas y complejas, lo que es mejor que el mecanizado o la fundición de precisión. Las piezas ortopédicas dentales MIM también tienen buena biocompatibilidad y resistencia a la corrosión. Antes de 1990, había al menos cuatro empresas de producción de MIM en los Estados Unidos.

A principios de los años 90, la demanda de nuevos dispositivos quirúrgicos con un daño mínimo para las personas aumentó significativamente. La industria MIM se dirigió a nuevos mercados y convirtió con éxito muchas piezas en procesamiento MIM o diseño en piezas MIM. También produjo una gran cantidad de pinzas de disección vivas instaladas en laparoscopios para extraer muestras vivas, cortar o suturar. Las piezas MIM de la grapadora quirúrgica endoscópica producida por Advanced Molding Technology ganaron el premio Excellent Molding Award en 1997. Los engranajes del centro de corte de cirugía laparoscópica producidos por Flomet ganaron todos los premios en 1998. La demanda de dispositivos médicos pequeños y más complejos sigue creciendo. Casi 4 En los últimos años, la Metal Injection Molding Association ha identificado a la industria médica como uno de los tres principales puntos de crecimiento del mercado MIM. La mayor parte de este crecimiento proviene de dispositivos laparoscópicos, marcapasos, válvulas y muchas piezas utilizadas en cirugía cardíaca. La cirugía cardíaca con circulación extracorpórea también requiere piezas MIM. También se están desarrollando piezas para dispositivos de cirugía oftálmica y otros dispositivos especiales. Además, muchos dispositivos nuevos están diseñados con componentes MIM, por lo que su aplicación se popularizará en Estados Unidos y se promoverá en todo el mundo.

Los nuevos materiales pueden desempeñar un papel importante en el crecimiento de MIM en la industria médica en el futuro. Uno de los principales mercados médicos para piezas pequeñas y complejas son los implantes. Dado que MIM no puede producir materiales de titanio de grado médico en la actualidad, es difícil para el mercado aceptar el titanio MIM como implantes. Hay muchas piezas de titanio MIM, pero el tamaño de grano y el contenido de oxígeno no se han reducido al nivel requerido para aplicaciones de implantes. Solo hay aleaciones de cobalto-cromo en el mercado. Ahora también hay implantes de aleación F-75. Se informa que Thermal Technology ha logrado un progreso significativo en la producción de productos de titanio. Los datos de rendimiento de los materiales que producen no cumplen con el estándar STM, pero están bastante cerca. Después de las pruebas de usuario, las propiedades físicas del material son aceptables. Se puede imaginar que para utilizar con éxito el titanio MIM como implantes, es necesario establecer nuevos estándares y que la comunidad médica los acepte. El mercado del titanio MIM también se limitará a implantes más pequeños, pero su mercado futuro es enorme. Otro material mejor es el acero inoxidable sin níquel, que se puede utilizar en la industria médica y en otras aplicaciones. Esta aleación tiene la ventaja única de MIM, que permite mezclar polvos de elementos y formar aleaciones durante el proceso de sinterización después del moldeo.

La aplicación de IM en el mercado médico debe atribuirse al nacimiento de una nueva tecnología de conformado. Combina las características de los procesos de sinterización y moldeo por inyección de plástico para producir piezas metálicas pequeñas, complejas, de gran volumen y de densidad casi total. La industria de MIM seguirá desarrollando una variedad de aleaciones para satisfacer más necesidades futuras.

Aplicaciones específicas del MIM en medicina

1. Implantes ortopédicos

La tecnología MIM permite producir implantes ortopédicos con formas complejas, como articulaciones artificiales. En comparación con los métodos de procesamiento tradicionales, la tecnología MIM tiene mayor precisión y menos desperdicio, lo que puede reducir en gran medida los costos de producción. Al mismo tiempo, los productos MIM tienen mejor biocompatibilidad y propiedades mecánicas, y están más en línea con las características de los huesos humanos.

2. Instrumentos quirúrgicos

La tecnología MIM también se puede utilizar para fabricar instrumentos quirúrgicos de formas complejas y de alta precisión, como pinzas quirúrgicas, agujas de sutura, etc. En comparación con los materiales metálicos tradicionales, los productos MIM tienen mejor resistencia al desgaste y a la corrosión, lo que puede mejorar en gran medida la vida útil de los dispositivos médicos.

3. Grapadora

La grapadora se utiliza ampliamente en diversas operaciones quirúrgicas, generalmente se divide en grapadoras de un solo uso o grapadoras de múltiples usos, y actualmente se importan principalmente y se producen en el país. El proceso tradicional es el mecanizado, que es muy costoso. Dahong New Materials utiliza la tecnología MIM para desarrollar con éxito grapadoras, lo que puede reducir en gran medida los costos.

4. Mango de cuchillo quirúrgico

Después de instalar la cuchilla quirúrgica, se utiliza para cortar o pelar tejido humano.

5. Partes del implante de rodilla

La tecnología MIM ha avanzado lentamente en el campo de los implantes humanos, principalmente porque la certificación y aceptación de los productos requiere un largo período de tiempo. En la actualidad, la tecnología MIM se puede utilizar para producir piezas que reemplazan parcialmente los huesos y las articulaciones, y los materiales metálicos utilizados son principalmente aleaciones de Ti. Las microesferas de liberación sostenida de gelatina recubiertas de titanio poroso no son citotóxicas y se pueden utilizar como un buen material para implantes médicos.

6. Herramientas quirúrgicas

Las herramientas quirúrgicas requieren alta resistencia, baja contaminación sanguínea y la capacidad de lograr procedimientos de desinfección agresivos. La flexibilidad de diseño de la tecnología MIM puede satisfacer la aplicación de la mayoría de las herramientas quirúrgicas. También tiene ventajas de proceso y puede fabricar varios productos metálicos a bajo costo. Está reemplazando gradualmente la tecnología de producción tradicional y se está convirtiendo en el principal método de fabricación.

7. Brackets de ortodoncia

La tecnología MIM se utilizó por primera vez en medicina para fabricar algunos aparatos ortopédicos dentales. Estos productos de precisión son de tamaño muy pequeño y tienen buena biocompatibilidad y resistencia a la corrosión. El material principal utilizado es acero inoxidable 316L. En la actualidad, los brackets de ortodoncia siguen siendo los principales productos de la industria MIM. Un bracket de ortodoncia de tipo gancho bidireccional producido con tecnología MIM puede aumentar la fuerza de retención mecánica en un 30%. La fricción del bracket en el arco de alambre se puede reducir en gran medida puliéndolo después de una única formación mediante MIM. Bjorn Ludwig ha confirmado que este producto desempeña un papel positivo en la cirugía de ortodoncia.

La demanda de productos médicos es muy grande y la estructura de muchos de ellos también es muy sofisticada y compleja, lo que requiere una nueva tecnología de fabricación para reemplazar la producción tradicional. El moldeo por inyección de metal (MIM) es una nueva tecnología de conformado de formas casi netas que puede producir en masa productos con formas complejas en un corto período de tiempo. Puede satisfacer los requisitos de fabricación de productos médicos y se ha convertido en un método de fabricación ideal.