Erfolgreicher Fall von Nitinol-Draht in medizinischen Geräten

Nitinol ist eine Nickel-Titan-Legierung, die sich von anderen Materialien durch ihr Formgedächtnis und ihre superelastischen Eigenschaften unterscheidet. Der Begriff "Formgedächtnis" beschreibt das Phänomen, dass es sich an seine ursprüngliche Form "erinnert" und bei Erwärmung in seine vorverformte Form zurückkehrt. Die Superelastizität bezieht sich auf die enorme Elastizität der Legierungen, die 10-mal höher sein kann als bei den besten nichtrostenden Stählen, die heute in der Medizin verwendet werden.

Die superelastische Eigenschaft von Nitinol und seine Biokompatibilität machen es ideal für die Herstellung vieler Arten von medizinischen Geräten, die in den Körper implantiert werden. Eine Anwendung, die vielen von uns vertraut ist, ist der Stent, eine Vorrichtung, die Blutgefäße stützt und offen hält. Dank der Superelastizität von Nitinol kann ein medizinisches Gerät wie ein Stent oder eine Herzklappe in eine Form gepresst werden, die in einen Katheter passt. Der Katheter wird an der richtigen Stelle im Körper positioniert, das Gerät wird losgelassen, und es kehrt in seine ursprüngliche Form zurück.

Ein Kunde von Stanford Advanced Materials (SAM) entwickelte ein medizinisches Gerät, das aus Nitinoldraht hergestellt wurde. Die Mitglieder des Forschungsteams entwickelten ein spezielles Gerät, das in die Speiseröhre des Patienten eingeführt werden sollte. Das Gerät sollte ein kugelförmiges Ende haben, um Kratzer in der Speiseröhre zu vermeiden, und eine gebogene Form, die sich zum Schutz auf einer Seite vom Herzen weg biegt. Am anderen Ende befand sich ein Kunststoffhaken, an dem sich der Arzt festhalten konnte.

Da das Gerät im menschlichen Körper verwendet wird, müssen Verunreinigungen vermieden werden, und die Schweißnähte zwischen den einzelnen Teilen sollten auf ein Minimum reduziert oder ganz vermieden werden (das ursprüngliche Design der Kopfkugel war mit einem Ende des Drahtes verschweißt).

Nachdem die Kunden die oben genannten Anforderungen an das medizinische Gerät, das sie entwerfen und in die medizinische Praxis umsetzen wollten, formulierten die Ingenieure von SAM bald unseren Vorschlag, um das Ziel zu erreichen. Die größte Herausforderung - die Möglichkeit, dass der Draht in kleiner Größe in den Mund des Patienten eingeführt werden kann, sich aber im Körper des Patienten schnell zu einem Draht ausdehnt - wurde durch die Verwendung von Nitinol-Materialien gelöst. Die Ingenieure von SAM schlugen vor, den "Formgedächtnis-Draht" in Eiswasser zu lagern, um die kleine Form zu fixieren; sobald der Draht in den menschlichen Körper eingeführt wird und in der Speiseröhre auf Wärme trifft (ca. 37 Grad), wird er seine Form langsam wieder auf das ursprüngliche Design ausdehnen.

Zur Freude unseres Kunden achteten die Ingenieure von SAM besonders auf die Details und schlugen vor, den Draht in das Kugelende einzuschmelzen, um zu vermeiden, dass die Kugel bei der Verwendung in den Körper des Patienten fällt. Hier ist ein Bild der geschmolzenen Kugel am Drahtende:

Nachdem das erste Muster eingetroffen war, hatte der Kunde ein Problem: Der Draht am Griff ist zu weich für den Anwender, um ihn zu drehen und zu manipulieren, wenn der Draht bereits im Körper ist. Da er so weich ist, würde er sich einfach verdrehen und wäre nicht in der Lage, die Richtung der Kurve im Körper anzupassen.

Um dieses Problem zu bekämpfen, haben unsere Ingenieure eine andere kreative und zuverlässige Lösung gefunden:

Die Trennung des geraden (einschließlich des geschlungenen Endes) und des gebogenen Teils. Durch das Zusammenschweißen der beiden Teile sieht das ganze Stück immer noch kontinuierlich aus. Mit dieser Methode wird der gerade Draht viel stärker und die Kurve bleibt "formgedächtnisfähig". Obwohl die Kosten für diese Methode um zusätzliche 3,98 $/Stück höher sind, akzeptierte der Kunde den Vorschlag, da er die Probleme mit der Funktionalität löste und das Gerät benutzer- und patientenfreundlicher machte.

Der Kunde akzeptierte unseren Vorschlag für das Spleißen und verwendete ihn bei den folgenden Aufträgen. Im Gegensatz zu den früheren oberen Kugel- und Drahtschweißungen sind die Enden der Schweißnähte sehr stabil und fallen daher nicht ab, was die Sicherheit bei der klinischen Anwendung erhöht. Obwohl die Kosten des Geräts gestiegen sind, haben sich die hervorragende Leistung und die lange Lebensdauer des Geräts ebenfalls erhöht, so dass die Nutzungskosten über die gesamte Lebensdauer um 40 % gesenkt werden konnten. Der aufregendste Teil war, dass unser Kunde mit der neuen technischen Anpassung das Erfindungspatent mit diesem Design anmeldete - SAM hat den Kunden mit unseren professionellen und effektiven Vorschlägen unterstützt.

SAM ist ein zuverlässiger Hersteller von Nitinol-Drähten (Drähte aus einer Nickel-Titan-Legierung) aus verschiedenen Nickel-Titan-Legierungen, die häufig in der Medizintechnik sowie für andere Anwendungen eingesetzt werden. Medizintechnikunternehmen mit ähnlichen Anwendungen senden uns bitte Ihre Anfrage an sales@SAMaterials.com für jeglichen Bedarf an Nitinol.