本期将从医疗器械分类简介、医疗器械使用环境、常用金属材料、常用非金属材料和材料选用建议,五个方面给大家介绍医疗器械常用的材料。首先是医疗器械的分类,要弄清楚医疗器械设计时如何选用合适的材料,必须要了解医疗器械的分类。因为不同的分类对应着不同的医疗器械的使用环境和要求,只有清楚医疗器械的使用环境和条件,才能正确的选用对应的材料。按照国家发布的《医疗器械分类目录》的要求,根据其功能划分,医疗器械可分为:无源医疗器械、有源医疗器械、侵入器械、重复使用器械、植入器械、接触人体器械。按照研发设计的思路,根据结构组成可以将医疗器械大致分成如下几个类型:(1)医用电气设备,这个类型的医疗器械主要由机电部件构成,主体结构由机加件、钣金件或焊接件组装形成,主要是金属材料;(2)重复洗消器械,像常用的手术刀,手术钳都属于这类器械,一般由金属机构组成,需要重复洗消后使用;(3)一次性无菌器械,常见的有注射器、导尿包等,大多为塑料件;(4)植入物,常用的有骨科植入关节、心脏支架等需要植入人体的器械,都属于生物相容材料。弄清楚了医疗器械的分类,有必要再给大家讲一下医疗器械的使用环境,根据不同的分类,医疗器械的使用环境也不同。但基本都在人体组织的环境中使用,如中枢神经、组织、血液、创伤、腔道/口、皮肤、人体的组织与血液。不进入人体的医疗设备,需要满足在大气环境使用的要求,如不同温度和湿度环境下仍需实现预期的功能。(2)对于重复洗消的医疗器械,需要其洗消灭耐受、具有化学稳定性且易清洁;(3)为保证医疗器械的安全有效,选用的材料必须要有足够的机械性能如强度、韧性、硬度、疲劳;(4)由于要在不同的环境下使用,医疗器械用的材料还要有耐腐蚀的能力;下面从金属材料和非金属材料两个大的方面来进行介绍。主要分为三大类:机加工件(含开模后机加)、钣金件和焊接件。常用的金属材料有:45#钢、不锈钢304、Q235A、40Cr合金钢、S316、H62铜合金、铝合金6061。这些材料价格较为便宜,且具有较好的机械性能,具有耐腐蚀或者经过表面处理后具有耐腐蚀能力,在医用电气设备的加工件中使用较多。常用的SECC(电镀锌板)、不锈钢304、铝板5052;常有的S316、Q235A,这两种材料的焊接性能都比较好。需要在使用后进行洗消灭,一般是高温高压湿热灭菌,所以需要材料能够承受一定的洗消次数而不生锈,且具有无毒性。常用的有304不锈钢、钛合金、铝合金6061(需做硬质氧化)。TC4钛合金、钴合金、镍钛形状记忆合金由于其优良的生物相容性与机械性能,常被使用。需要材料便宜,且具有良好的综合性能,常用的有304不锈钢。一般用作结构件或者外壳,或者用于绝缘使用的功能件。机加工件常用的有聚碳酸酯(PC)、ABS树脂、尼龙(PA)、聚甲醛(POM)、PEEK、陶瓷、亚克力(PMMA)、特氟龙(PTFE)。PC和尼龙由于综合性能较好且价格不贵,常用于结构件上;ABS树脂由于价钱便宜多用于设备的外壳上;POM又称赛钢,由于其具有高硬度、高刚性、高耐磨的特性,一般可用于关键的非金属传动件,如齿轮、轴承支座等;PEEK具有良好的机械性能和自润滑特性,但价格较贵,常用于关键的零件;陶瓷具有耐磨和高绝缘的特性,一般用于设备的电气隔离;亚克力是一种便宜的透明材料,一般用于外观的透明件,如罩壳、观察窗等;特氟龙具有优异的耐高温性能和机械稳定性,一般用于需要耐高温而金属材料又不适用的场合。PEEK、陶瓷由于具有优异的化学稳定性、良好的综合性能和生物相容性,在重复洗消器械和植入器械的应用上都很广泛,一次性无菌器械具有成本低的要求,常用的有PE、TPU、无纺布、PC等价格较低且具有生物相容性的材料。下面我们来进行一个总结,医疗器械常用的材料分为金属材料和非金属材料。金属材料常用的45#钢、不锈钢304、Q235A、40Cr合金钢、S316、H62铜合金、铝合金6061、TC4钛合金、镍钛形状记忆合金。其中用的最多的是不锈钢304、Q235A、S316、铝合金6061和TC4钛合金;非金属材料常用的有聚碳酸酯(PC)、ABS树脂、尼龙(PA)、聚甲醛(POM)、PEEK、陶瓷、亚克力(PMMA)、特氟龙(PTFE)、PE、TPU; 本期的分享到这里就结束啦,后续我会持续给大家介绍医疗器械相关的知识。 包括医疗器械前100强岗位和薪资待遇、医械研发相关的专业知识和机械工程师职场晋升经验分享等。
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