Z czego są zrobione narzędzia chirurgiczne?

Narzędzia chirurgiczne częstokrotnie ratują życie. Już ta oczywista konstatacja wskazuje, że zły wybór materiału do ich produkcji może prowadzić do katastrofalnych konsekwencji. Tak naprawdę, istnieje wiele różnych czynników i zmiennych stosowanych podczas wyboru materiałów do zastosowania w branży medycznej. Kryteria w tym zakresie są naprawdę surowe. Wszelkiego rodzaju skalpele, a także nożyczki, pincety, kleszczyki i igłotrzymacze muszą spełniać określone normy jakościowe, przewidziane i artykułowane w stosownych przepisach. W tym artykule przyjrzymy się, z czego są zrobione narzędzia chirurgiczne, których metali się do tego celu używa i dlaczego.  

Właściwości mechaniczne

W przypadku materiałów stosowanych do produkcji narzędzi chirurgicznych często wskazuje się na ich plastyczność. Chodzi o to, aby można go było kształtować bez ewentualnych wad w toku procesów przemysłowych. Wiele instrumentów używanych na salach chirurgicznych jest długich i cienkich – nie powinny się zatem łamać podczas operacji. Najniższa twardość powłoki wymagana dla narzędzi chirurgicznych to 100 GPa. Parametr ten określa się poprzez odkształcenie lub deformacje występujące w materiale po przyłożeniu do niego naprężenia. 

Istotnymi czynnikami jest również odporność na wysokie temperatury i korozję. Narzędzia chirurgiczne podczas procesu sterylizacji poddawane są bowiem parowaniu gorącą parą o temperaturze minimum 121 stopni Celsjusza przez co najmniej 30 minut. Instrumenty chirurgiczne są też narażone na działanie płynów ustrojowych, takich jak krew lub ropa, które zazwyczaj zawierają jony chlorkowe, powodujące korozję. Ponadto, do ich czyszczenia stosuje się różne środki czyszczące w tym roztwory zasadowe i kwaśne o podwyższonym poziomie pH. W przypadku materiałów nieodpornych na korozję tutaj także istnieje ryzyko zepsucie się narzędzi.

Biokompatybilność i ergonomia

Materiały biokompatybilne nie wywołują reakcji toksycznej ani immunologicznej w kontakcie z ciałem lub płynami ustrojowymi. Pierwiastki takie jak nikiel, chrom i kobalt mogą powodować problemy alergiczne i nadwrażliwość tkanek. W związku z tym, materiały używane do produkcji narzędzi chirurgicznych nie powinny zwierać w swoim składzie chemicznych wymienionych pierwiastków.

I jeszcze jeden ważny czynnik, który determinuję dobór materiałów podczas produkcji instrumentów przeznaczonych na salę chirurgiczną. Chodzi o ergonomię – lekkie narzędzia są po prostu łatwiejsze w obsłudze, szczególnie podczas długich zabiegów, preparacji lub wykonywania powtarzalnych zadań. Oznacza to, że tytanowe narzędzia chirurgiczne są bardziej odpowiednie niż ich odpowiedniki ze stali nierdzewnej.

Narzędzia chirurgiczne – z czego zrobione?

Generalnie, biorąc pod uwagę wyżej przedstawione parametry, jeśli chodzi o produkcję instrumentów biomedycznych, to nie wszystkie metale nadają się do tego zadania, zwłaszcza metale nieszlachetne. W rzeczywistości większość narzędzi chirurgicznych jest wykonana ze stopów metali. Zwyczajowo do produkcji używa się stali nierdzewnych z grupy austenitycznych, ewentualnie martenzytycznych. Stale austenityczne takie poddaje się obróbce cieplnej, która zapewnia maksymalną odporność na działanie korozji. Stal nierdzewna jest preferowanym materiałem, także ze względu na odporność termiczną, ale istnieją inne alternatywy. W produkcji ostrzy chirurgicznych sięga się częściej po stal węglową, dzięki czemu uzyskuje się wysoki stopień ostrości. Noże takie są bardziej giętkie i wytrzymałe, nie odkształcają się i nie pękają.

Stopy tytanu stosunkowo niedawno zaczęły być stosowane jako materiał na instrumenty chirurgiczne. Najbardziej oczywistą zaletą tego metalu jest jego doskonała wytrzymałość oraz zupełna odporność na korozję. Pomimo swej „tytanicznej” wytrzymałości jest też bardziej elastyczny niż stal nierdzewna i o około 40% lżejszy. Ponadto jest biokompatybilny i ma wewnętrzną jakość, dzięki której dobrze łączy się z ludzkimi kośćmi – nie bez kozery jest używany do produkcji implantów i wstawek ortopedycznych. Tytan można dość łatwo obrabiać na gorąco lub zimno.

Chociaż platyna i pallad są drogimi metalami szlachetnymi, to wyjątkowo dobrze nadają się do niektórych zastosowań chirurgicznych. Po pierwsze, oba można łatwo formować w różne kształty, ponieważ są bardzo plastyczne i ciągliwe, co oznacza, że idealnie pasują jako materiały do wykonywania precyzyjnych narzędzi chirurgicznych. Po drugie, zarówno platyna, jak i pallad są wysoce odporne na korozję i obojętne, więc nie będą powodować problemów w kontakcie z ciałem lub narządami wewnętrznymi. Jednym z głównych ich zastosowań w ostatnich latach było tworzenie ultra cienkich drutów, których chirurdzy używają do prowadzenia i pozycjonowania implantów, takich jak cewniki i stenty – są świetnie widoczne na zdjęciach rentgenowskich. 

Koniecznie trzeba tutaj wspomnieć o tantalu. Ten ogniotrwały metal, jest mocny, a przy tym wyjątkowo plastyczny i charakteryzuje się bardzo wysoką temperaturą topnienia. To czyni go idealnym wyborem do produkcji instrumentów chirurgicznych i ortopedycznych. Metal jest odporny na płyny ustrojowe, a także wysoce odporny na korozję. Narzędzia chirurgiczne wykonane z wysokiej jakości materiałów można znaleźć w specjalistycznym sklepie pod adresem https://madens.pl/oferta/narzedzia-instrumenty-chirurgiczne/pesety-pincety-chirurgiczne/.