حالة ناجحة لسلك الننتول المستخدم في الأجهزة الطبية
النيتينول المستخدم في الأجهزة الطبية
النيتينول عبارة عن سبيكة من النيكل والتيتانيوم تتميز عن غيرها من المواد بخصائص ذاكرة الشكل والمرونة الفائقة. ويصف مصطلح"ذاكرة الشكل"ظاهرة "تذكّر" شكلها الأصلي والتي تعود إلى شكلها المشوّه مسبقاً عند تسخينها. تشير المرونة الفائقة إلى المرونة الهائلة للسبائك، والتي يمكن أن تكون أكبر بعشر مرات من أفضل أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدمة في الطب اليوم.
إن جودة النيتينول الفائقة المرونة الفائقة، إلى جانب توافقه الحيوي، تجعله مثاليًا لصنع العديد من أنواع الأجهزة الطبية التي يتم زرعها في الجسم. ومن التطبيقات المألوفة للكثير منا الدعامات، وهي جهاز يدعم الأوعية الدموية ويبقيها مفتوحة. تسمح المرونة الفائقة للنيتينول بضغط الجهاز الطبي، مثل الدعامة أو صمام القلب، في شكل يتناسب مع القسطرة. يتم وضع القسطرة في الموقع الصحيح في الجسم، ويتم تحرير الجهاز، ويعود إلى شكله الأصلي.
قراءة المزيد: المرونة الفائقة وذاكرة الشكل للنتينول
دراسة حالة - الخلفية
كان أحد عملاء Stanford Advanced Materials (SAM) يعمل على تطوير جهاز طبي مصنوع من سلك النيتينول . كان أعضاء الفريق البحثي يطورون جهازًا خاصًا يدخل في مريء المريض - كان الجهاز يتضمن طرفًا كرويًا لتجنب خدش المريء وتصميمًا منحني الشكل ينحني إلى جانب واحد بعيدًا عن القلب لغرض الحماية. وعلى الطرف الآخر خطاف بلاستيكي يعمل كمقبض يمسك به الطبيب.
نظرًا لأن الجهاز يستخدم في جسم الإنسان، يجب تجنب الشوائب وتقليل اللحام بين كل جزء إلى الحد الأدنى أو عدمه أو تجنبه (كان التصميم الأصلي لكرة الرأس ملحومًا في أحد طرفي السلك).
بعد أن طرح العملاء المتطلبات المذكورة أعلاه للجهاز الطبي الذي كانوا يحاولون تصميمه ووضعه في الممارسة الطبية، سرعان ما وضع المهندسون في SAM اقتراحنا لتحقيق الهدف. تم حل التحدي الأكبر، وهو السماح للسلك بالدخول إلى فم المريض بحجم صغير ولكن سرعان ما يتمدد السلك في جسم المريض، من خلال استخدام مواد النيتينول، حيث اقترح مهندسو SAM تخزين "سلك ذاكرة الشكل" في ماء مثلج لحبس الشكل الصغير، وبمجرد دخول السلك إلى جسم الإنسان ومواجهته للحرارة في المريء (حوالي 37 درجة)، سيستعيد السلك ببطء تمدده ليعود إلى شكله الأصلي.
ولإسعاد عميلنا، أولى المهندسون في شركة SAM اهتمامًا خاصًا بالتفاصيل واقترحوا إذابة السلك في نهاية الكرة لتجنب حوادث سقوط الكرة في جسم المريض عند الاستخدام. إليك صورة للكرة المذابة في نهاية السلك:
دراسة حالة - الشاليج
بعد وصول العينة الأولى، واجهت العميل مشكلة واحدة: السلك الموجود في المقبض طري للغاية بحيث لا يستطيع ممارس الجهاز أن يديره ويتلاعب به عندما يدخل السلك بالفعل في الجسم. ولكونه بهذه النعومة فإنه ببساطة سيلتوي ولن يتمكن من ضبط اتجاه المنحنى في الجسم.
وللتغلب على هذه المشكلة، ابتكر مهندسونا حلاً آخر مبتكراً وموثوقاً في الوقت نفسه:
فصل الأجزاء المستقيمة (بما في ذلك الطرف الملتوي) عن الأجزاء المنحنية. من خلال لحام جزأين معًا، تظل القطعة بأكملها تبدو بشكل متواصل. بهذه الطريقة، يصبح السلك المستقيم أقوى بكثير ويبقى المنحنى "ذاكرة الشكل". وعلى الرغم من أن تكلفة القيام بذلك أعلى بمقدار 3.98 دولار أمريكي إضافي لكل قطعة من القطع، إلا أن العميل قبل الاقتراح لأنه حلّ المشاكل الوظيفية وجعل الجهاز أكثر سهولة في الاستخدام وسهولة في الاستخدام للمريض.
دراسة حالة - الحل
قبل العميل اقتراحنا الخاص بالربط واستخدمه في الطلبات التالية. وعلى عكس اللحامات الكروية العلوية السابقة واللحامات السلكية، فإن نهايات اللحامات قوية جدًا وبالتالي لا تسقط، مما يوفر الأمان للتطبيق السريري. على الرغم من زيادة تكلفة الجهاز، إلا أن الأداء الممتاز وعمر الخدمة الطويل للجهاز قد زاد أيضًا، مما وفر تكلفة الاستخدام مدى الحياة بنسبة 40%. وكان الجزء الأكثر إثارة هو أنه مع التعديل الهندسي الجديد، تقدم عميلنا بطلب للحصول على براءة اختراع بهذا التصميم، وقدمت شركة SAM للعميل اقتراحاتنا المهنية والفعالة.
شركة SAM هي شركة موثوق بها في تصنيع أسلاك النيتينول (أسلاك سبائك النيكل والتيتانيوم) من درجات مختلفة من سبائك النيكل والتيتانيوم التي يشيع استخدامها في التطبيقات الطبية وكذلك في تطبيقات مختلفة أخرى. بالنسبة لشركات التكنولوجيا الطبية ذات التطبيقات المماثلة، يُرجى إرسال طلبك إلى sales@samaterials.com لأي احتياجات على النيتينول.
