手术器手术器械用的金属材料有什么要求

手术室老王

在地球上所有可用的材料中，只有少数满足了用于手术器械的设计和规范性要求。在本文中，我们将评估手术器械需要考虑的重要特性。
机械性能
我们知道，不同的金属具有非常不同的特性。找到适合每种手术设备需求的最佳性能至关重要。要考虑的一些问题包括：
延展性和延展性
该金属必须具有一定的延展性，以便可以成形而不会引起缺陷。但是，它一定不能太延展，因为一旦制造它就需要保持其形状。根据仪器/应用的不同，所使用的金属可能还需要具有一定的韧性。许多手术器械又长又薄，例如手术刀，镊子，剪刀等。手术期间它们不应折断。手术器械所需的最低模量为100GPa。
承受高温的能力
手术器械在灭菌过程中要经受高温。通过在最低摄氏121度的温度下喷射热蒸汽至少30分钟来对器械进行灭菌。反复消毒后，仪器的尺寸变化应最小。
磨损
外科医生需要每次使用时都能正常工作的器械。磨损会影响手术器械，因为在一定使用后它们将无法按要求运行。例如，剪刀可能会变钝，并且不容易切割组织。
耐腐蚀
手术器械越来越多地暴露于体液，自来水和清洁剂中。诸如血液或脓液之类的体液通常含有氯离子，会腐蚀器械。它们也要在自来水下冲洗，以除去它们中的体液。水中可能含有高浓度的矿物质，例如氯，钠和镁。如果放在仪器上，可能会导致严重的污渍和腐蚀。医院通常使用蒸馏水来部分解决问题。
各种清洁剂用于清洁器械上的细菌和感染。它们可以是碱性溶液，也可以是pH值不同的酸性溶液。随着时间的流逝，这种酸性/碱性溶液可能腐蚀手术器械。
生物相容性
简而言之，生物相容性是材料与活组织的相容性。生物相容性材料暴露于人体或体液中不会产生毒性或免疫反应。镍，铬和钴等元素可能会引起过敏和组织超敏问题。
磁性能
手术器械有时会在手术室中受到磁场的影响，例如MRI产生的磁场，会产生约1.5特斯拉的磁场。该磁场可以多种方式影响手术器械，包括：
磁场相互作用引起的有害运动（即导弹效应）
由于射频（RF）功率沉积而导致仪器发热
与仪器使用相关的摄影
在这种环境下，建议使用非磁性仪器，例如不锈钢，钛合金等。
强光
通过对手术器械进行阳极氧化，制造商可以改变金属的表面特性。这使得手术器械不反射。当外科医生/实验室操作员在手术灯或显微镜下工作时，防眩表面很重要。
人机工程学
轻巧的手术器械更易于操作，尤其是在长时间的手术，解剖或执行重复性任务时。这意味着钛外科工具比不锈钢外科工具更适合。
手术器械用金属
由于其独特的特性，用于外科器械的金属种类繁多。这些包括：-
不锈钢
不锈钢是外科器械中最常用的金属。它是一种高度耐腐蚀和防锈的合金，并且坚固耐用。不锈钢也是非磁性的，并且具有出色的强度重量比，这使得该器械在手术期间易于使用。
钢的选择根据所需的确定：
灵活性
硬度
抗拉强度
可延展性
些要求基于要使用外科器械执行的操作。某些类型的钢可以进行硬化，而其他类型的则不能，这主要取决于钢的碳含量。该合金由不同数量的铁矿石和铬组成。大量的铬使钢具有“不锈钢”性能。铬在表面形成一层薄薄的涂层，称为“钝化层”，可防止腐蚀。
外科器械中最常用的钢成分如下：
碳0.17-0.25％硅1.0％锰1.0％含磷的0.045％硫0.043％铬12.0-14.0％
不难看出为什么不锈钢如此流行，但是在外科器械的生产中还使用了其他金属。
碳化钨
碳化钨（TC）是钨和碳的合金，用于制造各种乐器。这些包括：-
持针器
剪刀
切针机
钳
电线拉紧器
由于TC比钢坚硬，因此具有出色的耐用性。通常，TC被焊接或焊接到仪器的钳口/工作端。可以将已焊接的TC插件与仪器分离并更换。
铝
某些仪器零件和外壳是用轻质的铝制成的。铝采用称为阳极氧化的电化学工艺处理，该工艺在铝表面形成氧化层。氧化层具有很高的耐腐蚀性。某些清洁剂，消毒液和研磨刷会损坏保护层。
钛
钛正被越来越广泛地使用，特别是在植入装置的制造中。由于金属具有极高的生物相容性，因此可用于修复骨折，例如钢板和螺钉。它也用于显微外科器械，其重量轻是避免外科医生疲劳的重要因素。钛还具有防眩光性能。械用的金属材料有什么特殊要求