Металлы: классификация, применение в медицине

Для современного производства медицинских и фармацевтических товаров не характерно использование в качестве исходного сырья чистых металлов. Большинство производителей на данный момент используют различные сплавы.

Различают два основных вида сплавов. Первый вид - это черные металлы, которые представляют собой сплавы на основе железа. Второй вид - это цветные металлы, которыми принято называть остальные сплавы.

Применение в медицине черных металлов

Базовым критерием для подразделения черных металлов является содержание углерода. Если черный металл содержит до 2 % углерода, то он считается сталью, а в случае превышения данного значения - чугуном.

Чугун, как правило, используется в медицине в целях отливки оснований стоек, кресел, столов, крестовин и других деталей машин и оборудования. Сталь же, в свою очередь, считается основным материалом, который получил широкое распространение для производства медицинских инструментов, оборудования и техники. Это обусловлено по большей части наличием у стали ценного комплекса механических, физико-химических и технологических свойств.

Химический состав предопределяет разделение стали углеродистые и легированные. При этом в зависимости от содержания углерода выделяют низкоуглеродистые (до 0,25 % углерода), среднеуглеродистые (от 0,25 % до 0,6 % углерода) и высокоуглеродистые (более 0,6 % углерода) стали.

Сталь может иметь различное назначение, в связи с чем выделяют:

• конструкционные стали, которые предназначаются для деталей машин и приборов;
• инструментальные стали, которые предназначаются для инструментов;
• стали специального назначения, которые обладают особыми свойствами (в частности, нержавеющие, износостойкие, коррозионностойкие, жаростойкие, жаропрочные и другие стали).

В практике производства медицинских инструментов принято использовать разные марки углеродистых сталей. Марка У7А означает, что сталь предназначена для изготовления ранорасширителей, пинцетов, зажимов, корнцангов. Сталь марки У8А используется при производстве пил, долот, распаторов, костных щипцов, троакаров. Марка У10А является обозначением стали для изготовления ножей и ножниц. Марка У12А установлена для стали, предназначенной для изготовления глазных ножей.

При составлении обозначений этих марок буквой «У» обозначают углеродистую сталь, цифрой - содержание углерода в сотых доля процента (например, «12» - это 0,12%), а второй буквой «А» - качественную сталь.

Легированной принято называть сталь, в которую для придания необходимых тех или иных свойств в нее вводят различные элементы (такие как никель, марганец, хром). Высоколегированная сталь содержит более 10 % легирующих элементов, а если в нее добавлены 13-18% хрома, то это будет нержавеющая сталь.

Нержавеющая сталь может быть как закаливаемой (с содержанием 20%/30%/40% углерода и 13% хрома), так и незакаливаемой (с содержанием 8%/12%/17% углерода, 18% хрома, 10% никеля, а также титана). Закаливаемая нержавеющая сталь, или сталь мартенситового класса, в производстве медицинских инструментов используется для изготовления пинцетов, крючков, зеркал, щипцов, ножниц, иглодержателей, распаторов. А незакаливаемая нержавеющая (хромоникелевая) сталь, или сталь аустенитового класса, нашла применение в производстве зубных коронок, камер стерилизаторов, корпусов кипятильников и др.

Применение в медицине цветных металлов

В изготовлении медицинского оборудования и инструментов из цветных металлов по состоянию на сегодняшний день наибольшее распространение получили следующие металлы:

• медь и ее сплавы с цинком (латунь, из которой производят головки инъекционных игл, арматуры шприцев, катетеров, зондов, дилятаторов) или с цинком, никелем, кобальтом (нейзильбер, из которого производят ушные и носовые зонды, глазные инструменты, трахеотомические трубки, канюли);
• алюминий и его сплав дюралюминий - используется при изготовлении деталей и медицинского оборудования;
• благородные металлы (золото, серебро, платина) - используются при изготовлении зубных коронок в стоматологии, офтальмологических инструментов, очковых оправ;
• тантал и его сплавы - используется при производстве проволок для сшивания костей, скобок для сшивающих аппаратов;
• виталиум - это сплав сложного состава, который используется при производстве специальных гвоздей, предназначенных для соединения отломков костей.

Тенденции применения металлов в медицине

Одной из главных тенденций производства стержневого и лезвийного медицинского инструмента различного назначения является использование хромистых и хромоникелевых коррозионностойких стали. Для того чтобы улучшить пластическую деформацию, эти стали следует легировать кремнием, марганцем, ванадием, молибденом. А металлические медицинские изделий принято защищать от коррозии в результате покрытия сплавами на основе никеля или титана.

Таким образом, одним из главных исходных материалов, которые используются для производства медицинских и фармацевтических товаров, является металл. Причем металл неоднороден - существует множество различных его разновидностей, обладающих теми или иными свойствами, что обуславливает их применение для изготовления определенных медицинских изделий.