Kaip medžiagų pasirinkimas turi įtakos įrangos eksploatavimo trukmei?

Reabilitacinės medicinos įrangos komponentų medžiagų pasirinkimas tiesiogiai nulemia įrangos eksploatavimo trukmę, saugumą ir naudojimo patirtį. Netinkamos medžiagos gali pagreitinti senėjimą, koroziją ar susidėvėjimą, o tai gali sukelti ankstyvą įrangos gedimą ir netgi pavojų saugai.

1. Metalinės medžiagos: ilgaamžiškumo pagrindas, lemiantis ilgalaikį stabilumą

• Titano lydinys: Dėl puikaus atsparumo korozijai ir biologinio suderinamumo jis gali būti naudojamas 15-25 metus ar net ilgiau implantuojamuose įrenginiuose (tokiuose kaip kranioplastinės plokštės ir dirbtiniai sąnariai). Ant jo paviršiaus susidariusi tanki oksido plėvelė atspari korozijai nuo kūno skysčių ir pakartotinio sterilizavimo, todėl žymiai pailgėja jos tarnavimo laikas.
• Nerūdijantis plienas: nors ir stiprus, jis gali įdubti ir rūdyti, kai ilgą laiką yra veikiamas dezinfekavimo priemonių ar kūno skysčių, todėl sumažėja įrenginio veikimas. Vidutinė jo gyvenimo trukmė yra apie 3–5 metai, daug trumpesnė nei titano lydinių.
• Aliuminio lydinys: suteikia didelių lengvumo pranašumų, tačiau norint pagerinti atsparumą korozijai reikia anoduoti; kitu atveju, dažnai valant ir dezinfekuojant, jis linkęs oksiduotis ir luptis, o tai turi įtakos konstrukcijos vientisumui.

2. Polimerinės medžiagos: reikšmingi našumo skirtumai, medžiagų pasirinkimas turi įtakos gyvenimo trukmei

• PEEK (polieterio eterketonas): atsparumas aukštai temperatūrai (iki 260 laipsnių), stiprus atsparumas nuovargiui, tinka neurochirurginei įrangai, kurią reikia pakartotinai sterilizuoti aukštoje temperatūroje, ilgiau nei 15 metų, be metalinių artefaktų, naudinga stebint vaizdą.
• Medicininis silikonas ir guma: minkšti ir patogūs, bet linkę senti ir trūkinėti, esant ilgalaikiam-stresui, ypač ultravioletinėje arba ozono aplinkoje. Paprastai tarnavimo laikas yra 3–8 metai, todėl reikia periodiškai pakeisti.
• ABS/PVC inžinerinis plastikas: maža kaina, lengvai apdorojamas, tačiau silpnas atsparumas smūgiams ir cheminis atsparumas; ilgalaikis{0}}naudojimas gali sukelti trapumą ir spalvos pasikeitimą. Tinka trumpalaikei-arba mažai{3}}apkrautai įrangai.

3. Sudėtinės medžiagos: lengvos ir didelės{1}}tvirtos, prailginančios įrangos eksploatavimo laiką

• Anglies pluoštu sutvirtintos medžiagos: tik pusė aliuminio lydinio tankio, tačiau tris kartus tvirtesnė, -atspari korozijai ir nuovargiui-, plačiai naudojama invalido vežimėliuose, egzoskeleto robotuose ir kituose mobiliuosiuose įrenginiuose. Jo „mažo tankio + didelio stiprumo“ charakteristikos žymiai sumažina komponentų susidėvėjimą ir pailgina bendrą eksploatavimo laiką. Jis taip pat turi rentgeno spindulių pralaidumą, palengvinantis pooperacinį stebėjimą.
• Anglies pluošto/PEEK kompozicinė medžiaga: derinant abiejų privalumus, ji naudojama aukšto{0}}dažnio judančiose dalyse (pvz., reabilitacinių robotų jungtyse), pasižymi puikiu atsparumu nuovargiui ir gali atlaikyti milijonus apkrovų ciklų, o tai žymiai sumažina gedimų dažnį.