Caso di successo di filo di nitinolo utilizzato nei dispositivi medici

Il nitinolo è una lega di nichel-titanio che si distingue da altri materiali per le sue caratteristiche di memoria di forma e superelasticità. Il termine "memoria di forma" descrive il fenomeno di "ricordare" la forma originale e di ritornare alla forma pre-deformata quando viene riscaldata. La superelasticità si riferisce all'enorme elasticità delle leghe, che può essere 10 volte superiore a quella dei migliori acciai inossidabili utilizzati oggi in medicina.

La qualità superelastica del Nitinol, insieme alla sua biocompatibilità, lo rende ideale per la realizzazione di molti tipi di dispositivi medici che vengono impiantati nel corpo. Un'applicazione familiare a molti di noi è lo stent, un dispositivo che sostiene i vasi sanguigni e li mantiene aperti. La superelasticità del nitinolo consente a un dispositivo medico, come uno stent o una valvola cardiaca, di essere compresso in una forma che si adatta a un catetere. Il catetere viene posizionato nel punto corretto del corpo, il dispositivo viene rilasciato e ritorna alla sua forma originale.

Un cliente della Stanford Advanced Materials (SAM) stava sviluppando un dispositivo medico in filo di nitinolo. I membri del team di ricerca stavano sviluppando un dispositivo speciale da inserire nell'esofago dei pazienti, con un'estremità sferica per evitare di graffiare l'esofago e un design a forma di curva che si piegava su un lato lontano dal cuore a scopo di protezione. All'altra estremità c'era un gancio di plastica che fungeva da impugnatura per il medico.

Poiché il dispositivo viene utilizzato nel corpo umano, è necessario evitare le impurità e le saldature tra le varie parti devono essere ridotte al minimo o nulle o evitate (il design originale della sfera della testa era saldato a un'estremità del filo).

Dopo che i clienti hanno posto i suddetti requisiti del dispositivo medico che stavano cercando di progettare e mettere in pratica, gli ingegneri di SAM hanno subito messo insieme la nostra proposta per raggiungere l'obiettivo. La sfida più grande - permettere al filo di entrare nella bocca del paziente in dimensioni ridotte, ma di espandersi presto nel corpo del paziente - è stata risolta grazie all'uso di materiali a base di nitinolo. Gli ingegneri di SAM hanno proposto di conservare il "filo a memoria di forma" in acqua ghiacciata per bloccarne la forma ridotta; una volta che il filo entra nel corpo umano e incontra il calore nell'esofago (circa 37 gradi), ripristinerà lentamente l'espansione della sua forma fino al design originale.

Per la gioia del nostro cliente, gli ingegneri della SAM hanno prestato particolare attenzione ai dettagli e hanno proposto di fondere il filo nell'estremità della pallina per evitare che questa cadesse nel corpo del paziente durante l'uso. Ecco un'immagine della pallina fusa nell'estremità del filo:

Dopo l'arrivo del primo campione, il cliente ha riscontrato un problema: il filo in corrispondenza dell'impugnatura è troppo morbido perché l'operatore del dispositivo possa girarlo e manipolarlo quando il filo è già entrato nel corpo. Essendo così morbido, si sarebbe semplicemente attorcigliato e non sarebbe stato in grado di regolare la direzione della curva nel corpo.

Per ovviare a questo problema, i nostri ingegneri hanno proposto un'altra soluzione creativa ma affidabile:

Separare le sezioni diritte (compresa l'estremità con il cappio) da quelle curve. Saldando insieme due parti, l'intero pezzo ha comunque un aspetto continuo. Con questo metodo, il filo dritto diventa molto più resistente e la curva rimane "a memoria di forma". Anche se il costo di questa operazione è più alto, pari a 3,98 dollari a testa, il cliente ha accettato la proposta perché risolveva i problemi di funzionalità e rendeva il dispositivo più facile da usare per il paziente.

Il cliente ha accettato la nostra proposta di giunzione e l'ha utilizzata negli ordini successivi. A differenza delle precedenti saldature a sfera e a filo, le estremità delle saldature sono molto resistenti e quindi non si staccano, garantendo la sicurezza dell'applicazione clinica. Sebbene il costo del dispositivo sia aumentato, sono aumentate anche le prestazioni eccellenti e la lunga durata del dispositivo, con un risparmio del 40% sul costo di utilizzo a vita. L'aspetto più entusiasmante è che, grazie al nuovo adeguamento ingegneristico, il nostro cliente ha richiesto il brevetto di invenzione con questo design - SAM ha fornito al cliente i suoi suggerimenti professionali ed efficaci.

SAM è un produttore di fiducia di fili di nitinolo (fili in lega di nichel-titanio) di vari gradi di lega di nichel-titanio comunemente utilizzati in applicazioni mediche e in altre applicazioni. Per le aziende di tecnologia medica con applicazioni simili, vi invitiamo a inviarci la vostra richiesta a sales@SAMaterials.com per qualsiasi esigenza sul nitinolo.