مقدمه
زمانی که نام استنلس استیل ها (فولاد زنگ نزن) را می شنویم ناخود آگاه ذهنمان به سمت صنایع نیروگاهی، پالایشگاهی، لوازم خانگی و به طور کلی شاخه هایی از صنعت که ماشین آلات و یا تولیداتشان در معرض خوردگی و دمای بالا کار می کنند، می رود. اما علاوه بر این موارد، یکی از بزرگترین صنایع مصرف کننده و خریدار این فولادها، صنعت ساخت تجهیزات پزشکی می باشد به طوری که بسیاری از لوازم و تجهیزات موجود در کلینیک ها، بیمارستان ها و آزمایشگاه ها از جنس استنلس استیل می باشد. سابقه بکارگیری فولادهای زنگ نزن در این بخش به سالهای 1919 تا 1923 میلادی بر می گردد که در این برهه ی زمانی اولین چاقوهای جراحی ضد زنگ ساخته شدند. پس از گذشت چند سال و در سال 1926 میلادی اولین ایمپلنت نیز از جنس استنلس استیل ساخته شد. از آن زمان تا کنون روز به روز بر کاربرد فولادهای زنگ نزن در ساخت بیومواد ( Biomaterial ) افزوده شده است. امروزه رده های آلیاژی زیادی از استنلس استیل ها توسعه یافته و تجاری سازی شده اند که هرکدام خواص و ویژگی های منحصر به فرد خود را دارند. اما در این بین، گریدهایی نظیر ورق استیل 410، 420، 304 و 316 به وفور در ساخت تجهیزات پزشکی استفاده می شوند.
در این مقاله ابتدا به دلایل انتخاب فولادهای زنگ نزن در ساخت تجهیزات پزشکی پرداخته، سپس تجهیزاتی که از استیل 410 ساخته می شوند معرفی شده و پس از آن به دلایل انتخاب این نوع از ورق استیل بگیر (دارای خاصیت مغناطیسی) در این زمینه پرداخته می شود.
دلایل انتخاب استنلس استیل در ساخت تجهیزات پزشکی
طراحی و تولید بیومواد معمولا تحت الزامات کیفیتی سخت گیرانه ای صورت می گیرد. زیرا بروز کوچکترین عفونت و آسیب می تواند عواقب جبران ناپذیری را برای شخص بیمار به دنبال داشته باشد. از این رو پارامتر انتخاب مواد ( Material selection ) در ساخت لوازم پزشکی یکی از مهمترین فاکتورهایی است که هنگام پیش تولید این قبیل تجهیزات در نظر گرفته می شود. در این راستا فولادهای زنگ نزن طی سالهای گذشته توانسته اند آزمون ها و الزامات کیفی واجب الاجرا در ساخت تجهیزات پزشکی را با موفقیت سپری کنند. عمده ترین عواملی که منجر به انتخاب استنلس استیل ها برای ساخت تجهیزات پزشکی شده عبارتند از:
1-مقاومت به خوردگی
مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون اولین و عمده ترین دلیل توسعه فولادهای زنگ نزن بوده است. این ویژگی در ساخت لوازم پزشکی اعم از تجهیزات موجود در بیمارستان و آزمایشگاه ها و همچنین تجهیزاتی که برای جایگزینی یک عضو آسیب دیده در بدن انسان قرار می گیرند، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. زیرا وسایل بیمارستانی و آزمایشگاهی در معرض انواع اسید، مواد ضد عفونی کننده، رطوبت و..... می باشند. از طرفی زمانی یک یک آلیاژ در قالب یک قطعه مصنوعی جهت ترمیم یا جایگزینی یک عضو آسیب دیده در بدن قرار می گیرد می بایست در برابر خوردگی مقام باشد. به عنوان مثال زمانی که یک ایمپلنت ارتوپدی در بدن انسان قرار می گیرد نباید در مواجه با خون و مایعات بدن دچار خوردگی و پوسیدگی شود. بنابراین می توان گفت که مقاومت به خوردگی یک پارامتر کلیدی در ساخت انواع تجهیزات پزشکی محسوب می شود.
2-استحکام و دوام بالا
استحکام و دوام بالا دلیل بسیار خوبی برای استفاده از استنلس استیل ها در بسیاری از شاخه های صنعتی از ساخت و ساز تا هوافضا بوده است. این فولادها در دماهای بالا نیز رفتار خوبی از خود نشان می دهند. به طورکلی مقاومت در برابر حرارت، استحکام و دوام بالا از جمله عواملی هستند که بر طول افزایش عمر مفید هر محصولی موثرند.
3-بهداشتی بودن
فولاد زنگ نزن بر خلاف مس، نقره و سایر فلزات سنگین خاصیت آنتی میکروب و آنتی باکتریال ندارد. همچنین فاقد خاصیت خود تمیز شوندگی است. اما به آسانی قابل شسشتو می باشد. به همین خاطر این آلیاژها نیز در زمره مواد بهداشتی قرار می گیرند.
این دلایلی که تا به اینجا مبنی بر انتخاب استنلس استیل در ساخت لوازم پزشکی اشاره شد عمومیت داشته و گرنه علاوه بر موارد فوق در ساخت هر وسلیه پزشکی پارامتر و ویژگی های دیگری نیز دخیل هست. به عنوان مثال در ساخت ایمپلنت ارتوپدی مدول یانگ که معیاری از سفتی یک ماده می باشد بسیار مهم است. معمولا باید مدول یانگ ایمپلنت های ارتوپدی نزدیک به مدول یانگ استخوان باشد تا از بیماری هایی نظیر راشیتیسم (نرمی) جلوگیری شود.
در ساخت چه نوع تجهیزات پزشکی از استیل 410 استفاده می شود؟
ورق استیل 410 یک فولاد زنگ نزن مارتنزیتی بوده و با وجود اینکه مقاومت به خوردگی ضعیف تری در مقایسه با استنلس استیل های سری 300 دارد توانسته نظر طراحان و تولیدکنندگان تجهیزات پزشکی را به خود جلب کند. نمونه ای از استفاده های این فولاد زنگ نزن در این زمینه می توان به ساخت ابزار آلات جراحی اشاره کرد. اما یکی دیگر از کاربردهای این گرید مربوط به ساخت تجهیزات دندان پزشکی من جمله تجهیزات ارتودنسی همچون انبرک ( forceps )، پنس، قیچی، جرم گیرها (scaler)، ابزار کشیدن دندان و.... می باشد.
چرا در ساخت تجهیزات دندان پزشکی از استیل 410 استفاده می شود؟
در قسمت های قبلی دلایل عمومی انتخاب فولادهای زنگ نزن جهت ساخت لوازم پزشکی بیان گردید ولی همانطورکه اشاره شد هر وسیله تحت شرایط خاصی کار می کند و از این رو نیازمند یکسری خواص و ویژگی های خاصی می باشد. این مطلب در تجهیزات مورد استفاده در دندان پزشکی نیز صادق است. ابزار آلات مورد استفاده در دندان پزشکی چون در تماس مستقیم با دندان بوده بنابراین باید مقاومت بالایی در برابر سایش داشته باشند. زیرا وقوع ساییدگی در این ابزار از عمر مفید و کارآیی آنها می کاهد. همچنین لبه تیز و برش دهنده این وسایل نباید یه سرعت کند و کدر شود. معمولا در این شرایط پارمتری به نام Edge retention تعریف می شود که حاکی از مقاومت لبه ابزار برش دهنده در برابر کندی و کدر شدن است. این پارامتر در ساخت چاقوها نیز همواره در نظر گرفته می شود. در این راستا یکی از آلیاژهایی که توانسته در این زمینه عملکرد مثبتی داشته باشد استنلس استیل 410 می باشد. این فولاد زنگ نزن مارتنزیتی با وجود اینکه فاقد نیکل بوده و کروم کمتری (11.5 الی 13.5 درصد) در مقایسه با استیل های سری 300 دارد، در محیط هایی که خورندگی متوسطی دارند مقاومت خوبی از خود نشان می دهد. این گرید عملیات حرارتی پذیر بوده و بواسطه این فرایند استحکام و سختی آن افزایش می یابد. زمانی که سختی این فولادهای مارتنزیتی تحت تاثیر سیکل های حرارتی افزایش می یابد در واقع تیز تر می شوند درحالی که فولادهای زنگ نزن سری 300 فاقد این ویژگی هستند. یکی دیگر از ویژگی های این گرید از انواع ورق استیل بگیر مقاومت آن در برابر سایش می باشد. معمولا ورق استیل 410 پس از عملیات حرارتی به دلیل تشکیل ترکیباتی نظیر کاربید کروم از مقاومت به سایش بالایی برخوردار است. مقاومت به سایش نیز همانطورکه گفته شد یک پارامتر کلیدی در ساخت ابزارآلات دندان پزشکی می باشد. به همین دلیل از این گرید برای ساخت این تجهیزات استفاده می شود. بنابراین به طور کلی می توان گفت دو عامل مقاومت در برابر سایش و تیز بودن (بواسطه سختی پذیری بوسیله عملیات حرارتی) عمده ترین دلایل انتخاب استنلس استیل 410 جهت ساخت ابزار آلات دندان پزشکی بوده است. معمولا عمر یک وسیله دندان پزشکی همچون جرم گیر که از جنس فولاد زنگ نزن مارتنزیتی همچون گرید 410 که مرتبا هم تمیز و استرلیزه شده باشد، به طور میانگین 15 سال است. در این زمینه نمونه هایی وجود دارد که تا حدود 30 سال نیز عمر مفید داشته اند.
این نکته را نیز باید اشاره کرد که به طور کلی قیمت ورق استیل بگیر همچون گرید 410 نسبت به استیل های سری 300 به مراتب کمتر بوده، به همین دلیل ساخت این محصولات از این آلیاژها موجب صرفه اقتصادی نیز می شود.
خرید ورق استنلس استیل 410
در شرکت فلزپایا انواع ورق های استنلس استیل نگیر (سری 300) و بگیر (سری 400) موجود می باشد. جهت خرید و یا استعلام قیمت ورق استیل بگیر و نگیر می توانید با کارشناسان بخش فروش شرکت بازرگانی فلز پایا ارتباط برقرار نمایید.
