Применение литья металлов под давлением (MIM) в медицинской сфере

Литье под давлением металла (MIM) было разработано в 1972 году небольшой компанией в Петалуке, Калифорния, США. Впервые оно было использовано в медицинской промышленности в начале 1980-х годов для производства некоторых ортодонтических приспособлений. Метод MIM является недорогим и гибким в конструкции. Он позволяет производить небольшие и сложные детали, что лучше, чем механическая обработка или точное литье. Стоматологические ортопедические детали MIM также обладают хорошей биосовместимостью и коррозионной стойкостью. До 1990 года в Соединенных Штатах было по крайней мере четыре компании по производству MIM.

В начале 1990-х годов значительно возрос спрос на различные новые хирургические устройства с минимальным человеческим ущербом. Индустрия MIM нацелилась на новые рынки и успешно преобразовала многие детали в обработку MIM или проектирование в детали MIM. Она также произвела большое количество щипцов для живого препарирования, установленных на лапароскопах для извлечения живых образцов, разрезания или наложения швов. Детали MIM эндоскопического хирургического степлера, произведенные Advanced Molding Technology, выиграли премию Excellent Molding Award в 1997 году. Шестерни центра сдвига лапароскопической хирургии, произведенные Flomet, выиграли все награды в 1998 году. Спрос на небольшие и более сложные медицинские устройства продолжает расти. Почти 4 В последние годы Ассоциация литья металлов под давлением определила медицинскую промышленность как одну из трех основных точек роста рынка MIM. Большая часть этого роста приходится на лапароскопические устройства, кардиостимуляторы, клапаны и многие детали, используемые в кардиохирургии. Для хирургии сердца с экстракорпоральным кровообращением также требуются детали MIM. Также разрабатываются детали для устройств офтальмологической хирургии и других специальных устройств. Кроме того, многие новые устройства проектируются с использованием деталей MIM. Таким образом, применение MIM будет популяризировано в Соединенных Штатах и ​​продвигаться во всех частях мира.

Новые материалы могут сыграть важную роль в развитии MIM в медицинской промышленности в будущем. Одним из основных медицинских рынков для небольших и сложных деталей являются имплантаты. Поскольку MIM не может производить медицинские титановые материалы в настоящее время, рынку сложно принять MIM-титан в качестве имплантатов. Существует много титановых MIM-деталей, но размер зерна и содержание кислорода не были снижены до уровня, необходимого для применения имплантатов. На рынке присутствуют только кобальт-хромовые сплавы. Теперь есть также имплантаты из сплава F-75. Сообщается, что Thermal Technology достигла значительного прогресса в производстве титановых изделий. Эксплуатационные характеристики материалов, которые они производят, не соответствуют стандарту STM, но довольно близки. После пользовательских испытаний физические свойства материала являются приемлемыми. Можно представить, что для успешного использования MIM-титана в качестве имплантатов необходимо установить новые стандарты и принять их медицинским сообществом. Рынок MIM-титана также будет ограничен более мелкими имплантатами, но его будущий рынок огромен. Другим лучшим материалом является нержавеющая сталь без никеля, которая может использоваться в медицинской промышленности и других областях. Этот сплав имеет уникальное преимущество MIM, который может смешивать порошки элементов, образовывать сплавы в процессе спекания после формования.

Применение IM на медицинском рынке следует отнести к рождению новой технологии формования. Она объединяет характеристики литья пластмасс под давлением и процессов спекания для производства небольших, сложных, объемных и почти полноплотных металлических деталей. Индустрия MIM продолжит разрабатывать различные сплавы для удовлетворения большего количества будущих потребностей.

Конкретные применения МИМ в медицине

1. Ортопедические имплантаты

Технология MIM позволяет производить ортопедические имплантаты сложной формы, например, искусственные суставы. По сравнению с традиционными методами обработки технология MIM имеет более высокую точность и меньше отходов, что позволяет значительно снизить производственные затраты. В то же время продукция MIM обладает лучшей биосовместимостью и механическими свойствами, а также больше соответствует характеристикам человеческих костей.

2. Хирургические инструменты

Технология MIM также может использоваться для изготовления высокоточных хирургических инструментов сложной формы, таких как хирургические щипцы, хирургические иглы и т. д. По сравнению с традиционными металлическими материалами изделия MIM обладают лучшей износостойкостью и коррозионной стойкостью, что позволяет значительно увеличить срок службы медицинских приборов.

3. Степлер

Степлер широко используется в различных хирургических операциях, обычно делится на одноразовый или многоразовый, и в настоящее время в основном импортируется и производится внутри страны. Традиционный процесс - это механическая обработка, которая очень дорогая. Dahong New Materials использует технологию MIM для успешной разработки степлеров, что может значительно снизить затраты.

4. Рукоятка хирургического ножа

После установки хирургического лезвия его используют для разрезания или снятия слоя тканей человека.

5. Детали коленного имплантата

Технология MIM медленно прогрессировала в области человеческих имплантатов, в основном потому, что сертификация и приемка продукции требуют длительного периода времени. В настоящее время технология MIM может использоваться для производства деталей, которые частично заменяют кости и суставы, а используемые металлические материалы в основном представляют собой сплавы Ti. Желатиновые микросферы с замедленным высвобождением, покрытые пористым титаном, не являются цитотоксичными и могут использоваться в качестве хорошего материала для медицинских имплантатов.

6. Хирургические инструменты

Хирургические инструменты требуют высокой прочности, низкого уровня загрязнения крови и возможности проведения агрессивных процедур дезинфекции. Гибкость конструкции технологии MIM может удовлетворить применение большинства хирургических инструментов. Она также имеет технологические преимущества и может производить различные металлические изделия по низкой стоимости. Она постепенно заменяет традиционную технологию производства и становится основным методом производства.

7. Ортодонтические брекеты

Технология MIM впервые была использована в медицине для изготовления некоторых стоматологических ортопедических приспособлений. Эти прецизионные изделия очень малы по размеру и обладают хорошей биосовместимостью и коррозионной стойкостью. Основным используемым материалом является нержавеющая сталь 316L. В настоящее время ортодонтические брекеты по-прежнему являются основными продуктами индустрии MIM. Двусторонний ортодонтический брекет крючкового типа, произведенный по технологии MIM, может увеличить механическую силу удержания на 30%. Трение брекета о дугу можно значительно уменьшить путем полировки после однократного формирования с помощью MIM. Бьорн Людвиг подтвердил, что этот продукт играет положительную роль в ортодонтической хирургии.

Спрос на медицинские изделия очень велик, а структура многих изделий также очень сложна и сложна, что требует новой производственной технологии для замены традиционного производства. Литье под давлением металла (MIM) — это новая технология формования почти чистой формы, которая позволяет массово производить изделия сложной формы за короткий промежуток времени. Она может удовлетворить производственные требования медицинских изделий и стала идеальным методом производства.