چرا از ورق استیل در تجهیزات پزشکی استفاده می‌شود؟

در تجهیزات پزشکی، انتخاب ورق استیل در تجهیزات پزشکی به‌عنوان یک متریال بهداشتی خیلی مهم است، زیرا این مواد مستقیماً با بدن انسان، داروها و محیط‌های استریل در تماس هستند. متریال‌های کاربردی باید ویژگی‌هایی مانند زیست‌سازگاری، مقاومت به خوردگی، عدم واکنش‌پذیری شیمیایی، سهولت استریل شدن و دوام مکانیکی بالا داشته باشند. آلودگی میکروبی و واکنش‌های نامطلوب سلامت بیماران را به خطر می‌اندازند، بنابراین کاربرد موادی که رشد میکروارگانیسم‌ها را کاهش داده و استریلیزاسیون را تسهیل کنند، الزامی است. ورق استیل با ترکیب عناصر آلیاژی خاص خود، سطح غیرمتخلخل و مقاومت بالایش به مواد ضدعفونی‌کننده، حالا جزو محبوب‌ترین متریال‌های پزشکی محسوب می‌شود. استانداردهای سخت‌گیرانه‌ای برای استفاده از متریال‌های پزشکی وجود دارد که تأیید می‌کند این ماده هیچ‌گونه خطر زیستی برای بیماران ندارد. اگر می‌خواهید اطلاعات بیشتری دریافت کنید با کارشناسان ما از طریق شماره ۰۲۱۹۱۰۳۰۶۴۵ تماس بگیرید.

خواص ورق استیل که آن را برای کاربردهای پزشکی مناسب می‌کند

ورق استنلس استیل با ترکیب منحصر‌به‌فردی از عناصر آلیاژی و ساختار متالورژیکی‌اش یک متریال خیلی ایده‌آل در تجهیزات پزشکی به‌شمار می‌رود. طبق مقاله منتشر‌شده در سایت ایزام:

«وقتی که به فکر استفاده از یک قطعه فلزی در طراحی یک ابزار پزشکی هستیم، معمولاً آلیاژهای سری 300 استیل ضد زنگ انتخاب می‌شوند. این آلیاژها به‌طور موثری غیر خورنده هستند؛ در انواع مختلفی از سطوح از براق تا مات، ساخته می‌شوند؛ خواص مکانیکی و فیزیکی برتری دارند و و در مقایسه با دیگر فلزات، امکان شکل‌ دهی سرد آن برای ساخت قطعات خاص راحت‌تر است.»

این مقاله می‌افزاید:

«استیل ضد زنگ از 17 تا 25 درصد کروم و 8 تا 25 درصد نیکل تشکیل شده است. وجود کروم یک لایه اکسید کروم بر روی سطح آلیاژ ایجاد می‌کند و باعث مقاومت به خوردگی می‌شود. این لایه در صورت آسیب، به‌طور خودکار ترمیم می‌شود. همچنین، افزودن مولیبدن تا 7 درصد در برخی از گریدها برای ارتقای مقاومت به خوردگی استفاده می‌گردد.»

از مهم‌ترین خواص آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

مقاومت به خوردگی استیل ضد زنگ در تجهیزات پزشکی

مقاومت استیل ضد زنگ در تجهیزات پزشکی به علت تشکیل یک لایه اکسید محافظ در حضور کروم است. فلز با این لایه حتی در صورت تماس مداوم با مایعات بدن، خون، مواد گندزدا و محیط‌های استریل از زنگ‌زدگی و تخریب در امان می‌ماند. این همان ویژگی نابی است که در ابزارهای جراحی و ایمپلنت‌های پزشکی در معرض محیط‌های خورنده خیلی اهمیت دارد.

زیست‌سازگاری استیل ضد زنگ در تجهیزات پزشکی

ورق استیل در تجهیزات پزشکی با بدن انسان واکنش نشان نداده و حساسیت یا التهابی ایجاد نمی‌کند، به‌همین علت با آن ایمپلنت‌های ارتوپدی، پروتزها و ابزارهای جراحی کاربردی را می‌سازند.

استحکام و دوام مکانیکی بالای استیل ضد زنگ در تجهیزات پزشکی

استیل ضدزنگ با مقاومتی مثال‌زدنی، تنش‌های مکانیکی، سایش و تغییر شکل را تحمل می‌کند. این خاصیتی، طول عمر تجهیزات پزشکی مانند فورسپس، تیغه‌های جراحی و ابزارهای دندانپزشکی را بیشتر می‌کند.

قابلیت استریل‌سازی استیل ضد زنگ در تجهیزات پزشکی

ورق استیل در تجهیزات پزشکی توانایی تحمل دماهای بالا و مواد ضدعفونی‌کننده قوی مانند اتانول، پراکسید هیدروژن و بخار اتوکلاو را دارد. با این ویژگی، دیگر می‌توان به‌طور مداوم استریل‌سازی تجهیزات پزشکی را بدون افت کیفیت انجام داد.

سطح غیرمتخلخل و ضدباکتری استیل ضد زنگ در تجهیزات پزشکی

سطح صاف و غیرمتخلخل استیل ضدزنگ از تجمع و رشد باکتری‌ها جلوگیری کرده و فرایند پاک‌سازی و ضدعفونی را تسهیل می‌کند و این همان چیزی است که برای حفظ بهداشت محیط‌های درمانی خیلی اهمیت دارد.

اگر شما هم قصد ساخت تجهیزات پزشکی استیل را دارید ما آماده ارائه مشاوره تخصصی و محاسبه دقیق وزن ورق استیل مورد نیاز شما هستیم. برای اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

کاربردهای متداول ورق استیل در تجهیزات پزشکی

استفاده از استیل در بیمارستان به علت خواص منحصر‌به‌فرد و مطلوبش خیلی مرسوم است. این متریال با قابلیت‌های مقاومت مکانیکی بالا، زیست‌سازگاری و قابلیت استریل شدن، یکی از اصلی‌ترین متریال‌های کاربردی در تولید تجهیزات پزشکی محسوب می‌شود.

ابزار جراحی از جنس استیل 

بسیاری از ابزار جراحی از جنس استیل از جمله تیغ‌های اسکالپل، قیچی‌های جراحی، فورسپس و کلمپ‌ها از استیل ضدزنگ ساخته می‌شوند. این ابزارها باید خیلی ظریف و تیز بوده و استریل‌سازی مداوم را تحمل کنند. استیل ضدزنگ با ساختار محکم و سطح غیرمتخلخل خود این الزامات را برآورده می‌کند.

ایمپلنت‌های ارتوپدی

ایمپلنت‌های ارتوپدی مانند پیچ‌ها، صفحات تثبیت‌کننده استخوان، جایگزین‌های مفصلی و پروتزهای پزشکی از ورق استیل ساخته می‌شوند. این قطعات باید استحکام بالایی داشته باشند و در عین حال با بدن انسان واکنش شیمیایی نشان ندهند. آلیاژهای خاصی از استیل ضدزنگ، مانند گرید 316L در این زمینه به کار می‌روند، زیرا مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارند و احتمال پس‌زدگی توسط بدن بیمار را کاهش می‌دهند.

مبلمان بیمارستانی

تخت‌های بیمارستانی، پایه‌های سرم، ترالی‌های حمل تجهیزات و سینک‌های استریل‌شونده اغلب از ورق استیل ساخته می‌شوند. این تجهیزات باید با دوام بوده و قابلیت ضدعفونی مداوم داشته باشند. پس استیل ضدزنگ با سطح صاف و مقاومت بالایش به مواد شوینده قوی، انتخاب خوبی محسوب به‌حساب می‌آید.

ابزارهای دندانپزشکی

اسکیلرها، پروب‌های دندانپزشکی و ایمپلنت‌های دندانی هم از محصولاتی هستند که از استیل ضدزنگ ساخته می‌شوند. این ابزارها باید کاملاً بهداشتی باشند و به فشارهای مکانیکی و فرآیندهای استریل‌سازی مقاومت نشان دهند.

دستگاه‌های قلبی-عروقی

استنت‌ها و فریم‌های دریچه‌های قلبی از دیگر کاربردهای حیاتی استیل ضدزنگ در پزشکی هستند. این قطعات باید علاوه بر داشتن استحکام مکانیکی، خاصیت ضدخوردگی بالایی داشته باشند تا در محیط‌های بیولوژیکی دوام بیاورند.

به گفته سایت ایزام:

«برجسته‌ترین گریدهای فولاد ضد زنگ برای قطعات پزشکی 301، 304، 316L و 305 هستند. این نسخه‌ها از نظر ترکیب آلیاژ کمی با یکدیگر فرق دارند و انتخاب گرید مورد استفاده بر اساس الزامات خوردگی، شکل‌پذیری یا موجود بودن ضخامت و سختی لازم است.»

استانداردها و مقررات مرتبط با استفاده از استیل در پزشکی

استفاده از استیل در بیمارستان، مستلزم رعایت استانداردهای سخت‌گیرانه‌ای است که برای تضمین ایمنی، زیست‌سازگاری و عملکرد بهینه این مواد تدوین شده‌اند. این استانداردها شامل الزامات فنی برای ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، مقاومت به خوردگی و کنترل کیفیت تولید تجهیزات پزشکی هستند.

استانداردهای بهداشتی استیل ISO 7153-1 

این استانداردهای بهداشتی استیل، دسته‌بندی و مشخصات انواع استیل ضدزنگ مورد استفاده در ابزارهای پزشکی را تعیین می‌کنند. در این استاندارد از مقاومت به خوردگی به‌عنوان یک ویژگی کلیدی در انتخاب نوع آلیاژ یاد شده است که از زنگ‌زدگی و تخریب تجهیزات جلوگیری می‌کند.

استانداردهای بهداشتی استیل ASTM F899 

این استاندارد، ترکیب شیمیایی و ویژگی‌های مکانیکی استیل‌های جراحی و ورق استیل در تجهیزات پزشکی را مشخص می‌کند. طبق این استاندارد، آلیاژهای خاصی مانند 316L و 440A که مقاومت خیلی زیادی در مقابل خوردگی و استحکام مکانیکی دارند برای تولید ابزارهای جراحی و ایمپلنت‌های پزشکی مناسب هستند.

استانداردهای بهداشتی استیل FDA 

سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) هم الزامات سخت‌گیرانه‌ای را برای استفاده از ورق استیل در تجهیزات پزشکی تعیین کرده است. این مقررات تضمین می‌کنند که مواد مورد استفاده برای بدن انسان ایمن بوده و عاری از هرگونه ترکیبات سمی یا آلرژی‌زا باشند.

استانداردهای بهداشتی استیل ISO 13485 

این استانداردهای بهداشتی استیل، اصول سیستم مدیریت کیفیت (QMS) در تولید تجهیزات پزشکی را مشخص می‌کنند. با رعایت این استاندارد می‌توان مطمئن بود که فرایندهای تولید، کنترل کیفی و تست‌های نهایی تجهیزات استیل پزشکی را مطابق با الزامات بین‌المللی گذرانده‌اند.

این استانداردها ضمن افزایش طول عمر و ارتقای عملکرد تجهیزات تا حدود قیمت را هم تحت تاثیر قرار می‌دهند مثلاً قیمت ورق استیل 304 نگیر در تجهیزات پزشکی به ضخامت، نوع پرداخت، میزان سفارش و استانداردهای پزشکی مانند ASTM F138 یا ISO 7153-1 بستگی دارد، زیرا این استانداردها به‌نوعی تضمین‌کننده کیفیت و زیست‌سازگاری محصول‌اند.

مزایای استفاده از ورق استیل در تجهیزات پزشکی در مقابل سایر متریال‌ها

عملکرد برتر، دوام بالا و هزینه مقرون‌به‌صرفه ورق استیل در تجهیزات پزشکی آن را در عرصه تولیدات این صنعت در صدر قرار داده است. استیل ضدزنگ با این ویژگی‌ها در خیلی از کاربردهای پزشکی جایگزین خوبی برای موادی مانند تیتانیوم، پلاستیک‌ها و سرامیک‌ها محسوب می‌شود.

مقرون‌به‌صرفه بودن در مقایسه با تیتانیوم

قیمت ورق استیل 430، 304 و 316 امروز نشان می‌دهد در مقایسه با خیلی از آلیاژهای دارای شرایط در تجهیزات پزشکی ارزان‌تر است. مثلاً اگرچه تیتانیوم هم سبک است و زیست‌سازگاری بالایی برای ایمپلنت‌های پزشکی دارد، اما هزینه بالای استخراج و پردازش آن، کاربردش را محدود کرده است. در مقابل، استیل ضدزنگ با هزینه‌ای بسیار کمتر، استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی قابل‌مقایسه‌ای ارائه می‌دهد که آن را برای تولید انبوه ابزارهای پزشکی و ایمپلنت‌ها ایده‌آل می‌کند.

دوام و مقاومت مکانیکی بالا

برخلاف برخی از پلیمرها و سرامیک‌های مورد استفاده در تجهیزات پزشکی، استیل ضدزنگ در برابر سایش، ضربه و تغییر شکل مقاوم است. این ویژگی بیشتر در ابزارهای جراحی مانند فورسپس، قیچی‌های جراحی و ایمپلنت‌های ارتوپدی مدنظر قرار می‌گیرد، زیرا تجهیزات پزشکی باید بارهای مکانیکی بالایی را در طول استفاده تحمل کنند.

بهداشت و ضدعفونی آسان

سطح صاف و غیرمتخلخل ورق استیل در تجهیزات پزشکی مانع از تجمع باکتری‌ها و آلودگی‌های میکروبی می‌شود، درحالی‌که پلاستیک‌ها و برخی سرامیک‌ها دارای تخلخل‌هایی هستند که رشد باکتری را تسهیل می‌کند. علاوه بر این، استیل ضدزنگ توانایی تحمل مواد ضدعفونی‌کننده قوی و فرآیندهای استریل‌سازی با بخار، گاز و پرتوهای گاما را دارد که از الزامات بیمارستانی هستند.

کاربردپذیری گسترده

برخلاف برخی متریال‌های دیگر که تنها در کاربردهای خاص قابل‌استفاده هستند، ورق استیل در تجهیزات پزشکی در طیف وسیعی از ابزارهای جراحی و مبلمان بیمارستانی گرفته تا ایمپلنت‌های ارتوپدی و پروتزهای دندانی استفاده می‌شود. 

چالش‌ها و محدودیت‌های استفاده از ورق استیل در تجهیزات پزشکی

با وجود مزایای متعدد، استفاده از ورق استیل در تجهیزات پزشکی با برخی چالش‌ها و محدودیت‌ها همراه است. این مسائل، به‌ویژه در کاربردهای حساس مانند ایمپلنت‌های داخلی و ابزارهای جراحی پیشرفته، می‌توانند تأثیرگذار باشند.

مشکلات مرتبط با سایش و اصطکاک

یکی از چالش‌های اصلی ورق استیل در تجهیزات پزشکی، پدیده گالینگ (Galling) یا چسبندگی سطوح فلزی در شرایط تماس مداوم و فشار بالا است. این مشکل زمانی رخ می‌دهد که دو قطعه فولادی در اثر اصطکاک به یکدیگر جوش سرد داده و دچار سایش شدید شوند. در ابزارهای جراحی مانند مفاصل مصنوعی و پروتزهای ارتوپدی، این مسئله منجر به کاهش عملکرد و سایش سریع می‌شود. برای مقابله با این مشکل از پوشش‌های سرامیکی، نیتروژن‌دهی سطحی و آلیاژهای خاص با میزان کربن کمتر استفاده می‌شود.

وزن بالاتر نسبت به سایر متریال‌ها

یکی دیگر از محدودیت‌های ورق استیل در تجهیزات پزشکی، چگالی بالاتر آن نسبت به تیتانیوم و برخی پلیمرهای مهندسی است. این موضوع باعث می‌شود که در برخی از کاربردها، مانند ایمپلنت‌های پزشکی یا دستگاه‌های پوشیدنی، گزینه‌ای کمتر ایده‌آل باشد. به همین دلیل، در جراحی‌های ارتوپدی که کاهش وزن ایمپلنت اهمیت دارد، اغلب از آلیاژهای تیتانیوم به‌جای استیل استفاده می‌شود.

خوردگی در شرایط بسیار شدید

اگرچه استیل ضدزنگ با لایه اکسید کروم محافظ خود مقاومت بالایی به خوردگی پیدا می‌کند، اما در شرایط بسیار اسیدی یا محیط‌های کلریدی قوی، این مقاومت جوابگو نیست. به‌عنوان‌مثال، برخی از مایعات بدن، مخصوصاً در بیماران با شرایط خاص متابولیکی، به‌مرورزمان در ایمپلنت‌های فولادی خوردگی موضعی ایجاد می‌کنند. در چنین مواردی از انواع خاصی از استیل ضدزنگ مانند 316L که کربن کمتری دارد یا برای افزایش مقاومت به خوردگی به پوشش‌های حفاظتی مجهز شده استفاده می‌شود.

سخن پایانی

استفاده از ورق استیل در تجهیزات پزشکی نتیجه‌ی ویژگی‌های مهندسی دقیق این آلیاژ است. مقاومت بالای آن در برابر خوردگی، فشارهای مکانیکی و فرآیندهای استریل‌سازی، همراه با زیست‌سازگاری اثبات‌شده، آن را به یک ماده‌ی ایده‌آل در ساخت ابزارهای جراحی، ایمپلنت‌ها و تجهیزات بیمارستانی تبدیل کرده است. بااین‌حال، چالش‌هایی مانند احتمال سایش، وزن بالا نسبت به تیتانیوم و حساسیت به محیط‌های کلریدی، نیازمند انتخاب دقیق گریدهای پیشرفته نظیر 316L و آلیاژهای اصلاح‌شده است. همچنین، رعایت استانداردهای بین‌المللی مانند ISO 7153-1 و ASTM F899 برای تضمین عملکرد بهینه و ایمنی تجهیزات پزشکی ضروری است. اگر در این فکر هستید که ورق استیل از کجا بخرم ما به شما امرداد استیل را معرفی می‌کنیم. ما به‌عنوان تأمین‌کننده‌ی تخصصی انواع ورق استیل پزشکی و صنعتی، آماده‌ی ارائه‌ی مشاوره‌ی فنی و تأمین آلیاژهای استاندارد برای صنایع پزشکی هستیم. جهت دریافت راهنمایی تخصصی کافیست با شماره ۰۲۱۹۱۰۳۰۶۴۵ تماس بگیرید.

سوالات متداول 

1. آیا گرید ۳۱۶ در تجهیزات پزشکی کاربرد دارد؟

استیل 304 با مقاومت خوبش به خوردگی و قابلیت استریل کردن تجهیزات استیل در برخی تجهیزات پزشکی مانند سینک‌ها و ابزارهای عمومی استفاده می‌شود. اما چون حساسیت بیشتر به خوردگی در محیط‌های کلریدی دارد، برای ایمپلنت‌های پزشکی مناسب نیست.

2. تفاوت استیل ضدزنگ با استیل جراحی در پیرسینگ چیست؟

استیل جراحی، مانند گرید 316L، دارای میزان کربن کمتر و مقاومت بیشتری به خوردگی است، درحالی‌که برخی انواع استیل ضدزنگ عمومی اگر حاوی نیکل بیشتری باشند، موجب واکنش‌های آلرژیک بدن می‌شوند.

3. آیا استیل 316 گرید پزشکی است؟

بله، استیل 316L به‌علت زیست‌سازگاری، مقاومت بالا به خوردگی و عدم واکنش با مایعات بدن، جزو پرکاربردترین گریدهای پزشکی برای ایمپلنت‌ها و ابزارهای جراحی محسوب می‌شود.

منابع

1-    https://hmedicalinc.com/2024/09/27/the-importance-of-sterile-medical-supplies-in-healthcare/
2-    https://steelprogroup.com/stainless-steel/medical-grade/
3-    https://shop.machinemfg.com/uses-of-stainless-steel-in-the-medical-industry/
4-    https://www.yuzemetals.com/blog/medical-device-stainless-steel.html
5-    https://hmdhealthcare.com/blog/significance-of-stainless-steel-syringes-medical-equipment-in-healthcare/
6-    https://armoloy.com/designing-medical-devices-for-wear-prevention/
7-    https://www.linkedin.com/pulse/hygienic-materials-surfaces-medical-devices-natacha-holmud-vvbhf
8-    https://www.lemimd.com/how-to-ensure-the-safety-and-hygiene-of-medical-equipment/
9-    https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4812669/