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

Izbira osnovnega materiala zaIgle VABBneposredno vpliva na njihovo moč prebadanja, vzdržljivost in biokompatibilnost. Trenutno glavni izdelki uporabljajo medicinsko-nerjavno jeklo razreda 316 (SS316). Ta članek razkriva, zakaj je postal najprimernejša možnost v industriji s preučevanjem njegove kemične sestave, mehanskih lastnosti in združljivosti površinske obdelave.

Kemijska sestava: temelj odpornosti proti koroziji

SS316 vsebuje molibden (2 %–3 %), kar mu daje bistveno večjo odpornost proti luknjičasti koroziji v kloridnih okoljih (kot so telesne tekočine) v primerjavi z nerjavnim jeklom 304. Z vsebnostjo ogljika, nadzorovano pod 0,08 %, preprečuje interkristalno korozijo. Vsebnost niklja 10 %–14 % zagotavlja stabilnost avstenitne mikrostrukture in ohranja ne{9}}magnetne lastnosti tudi po hladni obdelavi,-ki je kritična za-vodene biopsije MRI, saj lahko magnetni materiali motijo ​​enakomernost magnetnega polja.

Mehanske lastnosti: Ravnovesje med trdoto in žilavostjo

Zahtevana trdota igel VABB je HRC 30–40 (približno HB 285–380). SS316 ima v-prejetem stanju relativno nizko trdoto (HRB 70–90), vendar jo je mogoče povečati na ciljno območje s hladnim vlečenjem in obdelavo s staranjem. Ta trdota zagotavlja, da lahko konica igle nemoteno prodre skozi gosto vlaknato tkivo, hkrati pa se izognete zlomu,-ki ga povzroči krhkost. Meja tečenja mora biti večja ali enaka 205 MPa, natezna trdnost pa večja ali enaka 515 MPa, kar zadostuje za vzdržljivost vakuumskega podtlaka (približno 80 kPa) in rezalnega navora rezila.

Združljivost s površinsko obdelavo: idealna podlaga za pasiviranje in elektrokemično poliranje

Krom (16 %–18 %) v SS316 med pasivacijo hitro tvori gost Cr₂O3 pasivni film z debelino približno 2–5 nm. Med elektropoliranjem prisotnost molibdena spodbuja bolj enakomerno anodno raztapljanje, kar zmanjšuje verjetnost napak "pomarančne kože". Poleg tega se koeficient toplotne razteznosti SS316 (17,3 × 10⁻⁶/stopinja) dobro ujema z območjem,-ki ga prizadene toplota med laserskim označevanjem, kar ima za posledico ostre robove-brez razpok.

Skladnost s predpisi in biokompatibilnost

SS316 je v skladu s standardom ASTM F899 in je opravil test biokompatibilnosti ISO 10993 (negativni rezultati testov citotoksičnosti, preobčutljivosti in draženja). Direktiva RoHS (2011/65/EU in njene spremembe) omejuje šest nevarnih snovi, vključno s svincem in živim srebrom; Sam SS316 ne vsebuje teh elementov in dobavitelj mora zagotoviti izjavo o skladnosti materiala. Proizvajalci morajo tudi vzdrževati evidenco sledljivosti za vsako serijo, vključno s številkami peči, v skladu z ISO 13485.

Primerjava z drugimi materiali

Za primerjavo, titanova zlitina (Ti-6Al-4V), čeprav nudi boljšo biokompatibilnost, ima relativno nizko trdoto (HRC 30–35) in visoko ceno; kobalt-kromova zlitina nudi višjo trdoto (HRC 40–50), vendar je težko obdelati in je draga. SS316 dosega najboljše ravnotežje med stroškovno učinkovitostjo, obdelovalnostjo in splošno zmogljivostjo ter tako zajame več kot 95 % tržnega deleža igel VABB.

Zaključek

Izbira materiala nikoli ni bila osamljena odločitev. SS316 je postal "standardni odgovor" za igle VABB, ker popolnoma izpolnjuje klinične zahteve glede trdnosti, odpornosti proti koroziji, vidnosti in-stroškovne učinkovitosti.