Из всех материалов, доступных на земле, лишь немногие удовлетворяют требованиям для изготовления хирургических инструментов. Дело в том, что ножницы, скальпели и другие приборы, которые соприкасаются с телом человека и с которыми работает человеческая рука в сложных условиях операционной, должны отвечать многим требованиям.
Пластичность и податливость
Металл должен быть относительно податливым, чтобы из него можно было создавать нужную форму и при этом он должен быть достаточно прочным, чтобы не сломаться в самый ответственный момент, например на полостной операции, ведь многие хирургические инструменты являются длинными и тонкими, например скальпели, щипцы, и ножницы.
Способность выдерживать высокие температуры
Хирургические инструменты подвергаются повышенным температурам во время процесса стерилизации. Приборы стерилизуются нагретым паром с температурой не менее 121 градуса Цельсия в течение не менее 30 минут. Должно быть минимальное габаритное изменение в аппаратуре после повторенных стерилизаций.
Коррозионная стойкость
Хирургические инструменты часто подвергаются воздействию жидкостей организма, водопроводной воды и моющих средств. Телесные жидкости, такие как кровь или гной, как правило, содержат хлорид-ионы, которые могут вызвать коррозию инструментов.
Инструменты также промываются под водопроводной водой, чтобы удалить из них телесные жидкости. Вода может содержать высокую концентрацию минералов, таких как хлор, натрий и магний. Это также может вызвать коррозию. Для решения этой проблемы больницы обычно используют дистиллированную воду.
Для очистки инструментов от бактерий и инфекций используются различные моющие средства. Они могут быть либо щелочным раствором, либо кислотными растворами с изменяющимся pH. Эти кислотные/щелочные растворы могут со временем разъедать хирургические инструменты.
Биосовместимость
Биосовместимость — это совместимость материала с живой тканью. Биосовместимые материалы не вызывают токсического или иммунологического ответа при воздействии на организм или жидкости организма. Такие элементы как никель, хром и кобальт могут усугубить аллергию и вызвать гиперчувствительности ткани.
Магнитные характеристики
Хирургические инструменты иногда подвергаются воздействию магнитного поля в операционной, например, от МРТ, которая генерирует магнитное поле ~1,5 Тесла. Это магнитное поле может влиять на хирургические инструменты различными способами, в том числе:-
- Нежелательное движение, вызванное взаимодействием магнитного поля
- Нагрев аппаратуры
- Артефакты, связанные с использованием прибора
В таких средах рекомендуются немагнитные инструменты, такие как нержавеющая сталь, титановые сплавы.
Яркий свет
При производстве хирургических инструментов, производители меняют поверхностные свойства металла. Это делает хирургические инструменты неотражающими свет, который ярко горит в операционной.
Эргономика
Легкий хирургический инструмент просто легче в обращении, особенно во время длительных хирургических процедур, вскрытий или при выполнении повторяющихся задач. Поэтому хирургические инструменты из титана более предпочтительны, чем их аналоги из нержавеющей стали.
Итак, какие же металлы используются для хирургических инструментов
Нержавеющая сталь
Нержавеющая сталь является наиболее часто используемым металлом для хирургических инструментов. Этот сплав устойчив к коррозии и ржавчине, а также силен и прочен. Нержавеющая сталь также немагнитна и имеет превосходный коэффициент прочности к весу, что делает инструменты простыми в использовании во время операций.
Сплав состоит из различных количеств железной руды и хрома. Большое количество хрома придает стали ее «нержавеющие» свойства. Также хром образует тонкий слой на поверхности, его еще называют “пассивный слой”, который защищает от коррозии.
Нетрудно понять, почему так популярна нержавеющая сталь, но есть и другие металлы, используемые в производстве хирургических инструментов.
Карбид вольфрама
Карбид вольфрама — сплав вольфрама и углерода, использован в изготовлении различных инструментов. К ним относятся:
- Иглодержатель
- Ножницы
- Штифтовые фрезы
- Плоскогубцы
- Проволочные затяжки
Обычно карбид вольфрама припаян к рабочим концам инструментов и их можно заменить в случае необходимости
Алюминий
Некоторые части и детали хирургической аппаратуры изготовлены из алюминия, который известен своим легким весом. На алюминий электрохимическим способом сформирован окиси на поверхности. Он имеет большую коррозионную устойчивость, однако некоторые чистящие средства, дезинфицирующие растворы и абразивные щетки могут повредить защитный слой.
Титан
Титан получает все более широкое применение, в частности, при изготовлении имплантационных устройств. Он используются для восстановления трещин, например при создании пластин и винтов, так как металл обладает чрезвычайно высокой биосовместимостью. Титан также используется для микрохирургических инструментов, где его легкий вес является важным фактором во избежание усталости хирурга. Кроме этого металл обладает антибликовыми свойствами.
