医疗器械是指直接或者间接用于人体的仪器、设备、器具、体外诊断试剂及校准物、材料以及其他类似或者相关的物品,包括所需要的计算机软件。
效用主要通过物理等方式获得,不是通过药理学、*学或者代谢的方式获得,或者虽然有这些方式参与但是只起辅助作用。
目的是疾病的诊断、预防、监护、**或者缓解;损伤的诊断、监护、**、缓解或者功能补偿;生理结构或者生理过程的检验、替代、调节或者支持;生命的支持或者维持;妊娠控制;通过对来自人体的样本进行检查,为医疗或者诊断目的提供信息。
医疗器械细分产品
*I性:手术刀,电泳仪、切片机,放大镜,医用X光胶片,医用离心机。
*Ⅱ类:心电图仪,声光电磁机器,缝合线,脑膜剥离器等,无损伤动脉钳。
*Ⅲ类:心脏支架,人工晶体,植入物关节假体,超声治疗仪器,激光手术设备,微波**设备等。
检验诊断类:基因测序仪,酶标仪和各类,伽马计数器,配套诊断试剂,生化分析仪,时间分辨荧光检测仪。
诊断监护类:参数监护,心电图,彩超,B超。
医用装备类:听诊器,内窥镜,超声诊断仪,X光、CT,核磁共振,血管造影。
高值耗材类:血管介入类;消化道介入类;骨科植入;颅内植入。
低值耗材类:医用石膏,消毒液,绷带、棉球、口置等一次性用品。
家护理类:体温计,血糖仪、血压仪,氧气囊,轮椅。
制药装备类:冻干机,真空机,粉碎机,混合机等。
医用钴合金(Co-based Alloy as Biomedical Material)也是医疗中常用的金属医用材料,相对不锈钢而言,医用钴合金更适合于制造体内承载条件苛刻的长期植入件,其耐腐蚀性比不锈钢高40倍。早开发的医用钴合金为钴铬钼(Co-Cr-Mo)合金,其结构为奥氏体。70年发出具有良好疲劳性能的锻造钴镍铬铝钨铁(Co-Ni-Cr-Mo-W-Fe)合金和具有多相组织的MP35N钴镍铬铝合金。钴合金主要被用以制作人工髋关节、膝关节、关节扣钉、接骨板、骨钉和骨针,如图2所示。目前,应用多的是铸造钴铬铝合金,该合金已被纳人ISO5582/4标准。1990年,我国将其列入国标 GB12417。
钴合金在人体内多保持钝化状态,很少见腐蚀现象,与不锈钢相比,其钝化膜更稳定,耐蚀性更好。从耐磨性看,它也是所有医用金属材料中的,一般认为植入人体后没有明显的组织学反应。但是由于钴合金价格较贵,并且钴合金制作的人工髋关节由于金属磨损腐蚀造成Co、Ni等离子溶出,在体内的松动率较高,析出的Co、Ni元素又存在着严重致敏性等生物学问题,在体内*引起细胞和组织坏死,从而导致患者疼痛以及关节的松动、下沉,应用受到一定的限制。近年来,通过表面改性技术来改善钴合金的表面特性,有效提高了其临床效果。
医疗器械产品加工难点分析
1.难加工的钛合金材料
90%的医疗器械植入部件由Ti6Al-4V钛合金制成,源于轻质、高强度及高的生物相容性,钛合金6AL-4V成为医用植入器械的常用的材料。钛合金6AL-4V通常用于髋关节、骨螺钉、膝关节、接骨板、种植牙、脊椎连接元件的制作。钛合金具有加工硬化的特性。加工过程剪切角大,产生的切屑薄,并在刀具上形成相对小的接触区域。另外,加工过程中高的切削力,结合切屑流动时的摩擦力,将综合导致刀具局部切削热过高。而钛合金热传导性差,令切削热不能很快地传导出去。于是,大量的切削热集中于切削刃及刀具表面。高的切削力,切削热会综合引起月牙洼的产生,并引起刀具的快速失效。
相对低的弹性模量,使得钛合金相对于钢弹性更佳。因此,应避免切削力过大,以**工件的反弹小。薄壁件在刀具压力下有变形的趋势,引起震颤、摩擦甚至公差问题。解决问题的关键是保证整个系统的刚性,采用锋利切削刃、正确的几何形体的刀具是非常必要的。另外,钛合金具有在高温下与切削刀具发生化学反应合金化的趋势,其切屑有焊接到刀具表面的趋势。
2.可靠紧凑的机床夹具
医疗器械加工设备需要能加工由难加工材料(如钛合金或不锈钢)制成的、精度要求高的小而复杂的零件,像加工骨头及关节的替代件就相当复杂。由于被加工材料的切削性能差,毛坯通常为棒料——这意味着大量金属需要被去除。因此,一部分零件被铸造成接近成品的形状,但这也增加了麻烦——需要制造复杂而昂贵的夹具。增加加工复杂性的另一因素是公差范围窄。
医疗器械零部件工件材料、加工精度、表面光洁度等要求高,这就要求加工系统可靠性高。从而,也就对机床、夹具、刀具、CAM软件等提出了较高的要求。工件通常在瑞士自动车床、多主轴机床和回转工作台等先进的医疗器械加工设备上加工。这些机床的特点大都是尺寸非常小、结构非常紧凑。
医疗器械零部件加工的特点及其要求,无疑推动了加工技术以及解决方案的发展,以提高中小企业加工医用器械的竞争力及生产效率。