Verstehen der Arten von Edelstahl für die Herstellung chirurgischer Instrumente
Zwei Hauptkriterien, die bei der Wahl Ihrer chirurgischen Instrumente zu beachten sind, sind die Qualität des Stahls und der Herstellungsprozess selbst. Die Herstellung hochwertiger Instrumente umfasst Standards für verschiedene Aspekte des Fertigungsprozesses, einschließlich der Grundanforderungen an Qualitätsstahl sowie strenge Kontrollen in jedem Schritt des Prozesses. Hier ist eine praktische Infografik, die die verschiedenen Edelstahlqualitäten vergleicht.
Edelstahl (Inox in Europa) ist eine Metallmischung, bei der alle Bestandteile unterschiedliche Rollen in der Endlegierung spielen. Häufige Elemente in der Stahlzusammensetzung sind:
- Reines Eisen (Fe) ist stark korrosiv und weich, aber in Kombination mit anderen Metallen wird es zu einem der am häufigsten verwendeten industriellen Werkstoffe.
- Kohlenstoff, der dem Eisen zugesetzt wird, verleiht ihm Härte, sorgt für Konsistenz beim Schweißen des Metalls und bietet Duktilität. Duktilität beschreibt, wie ein festes Material sich unter Zugbelastung dehnt.
- Chrom erhöht die Korrosionsbeständigkeit und bildet in Kombination mit dem Sauerstoff in der Luft eine haftfähigere Oberflächenfilm, der weitere Oxidation verhindert.
- Nickel, Magnesium, Silizium, Molybdän und Schwefel werden als Restelemente bezeichnet und stammen aus dem Rohmaterial. Sofern die chemische Zusammensetzung des Stahls keinen Mindest- oder Höchstwert für diese Elemente vorschreibt, können sie in der Zusammensetzung vorhanden sein.
Der Grad, zu dem der Stahl „rostfrei“ wird, wird durch all diese Metalle, die angewandte Wärmebehandlung und den abschließenden Spülprozess bestimmt. Die Zusätze erhöhen die Fähigkeit des Metalls, hochkorrosiven Umgebungen wie Blut, Körperflüssigkeiten, Salzlösungen, Reinigungsmitteln und Sterilisationsverfahren zu widerstehen.
Basierend auf den mechanischen Eigenschaften und der Zusammensetzung unterscheidet das American Iron and Steel Institute (AISI) alle Stähle, etwa 80 Typen, durch 3-stellige Zahlen. Die am häufigsten verwendeten Stahlsorten bei der Herstellung chirurgischer Instrumente sind die unten beschriebenen Serien 300 und 400. Diese Stahlsorten sind rost- und korrosionsbeständig, haben eine gute Zugfestigkeit und bieten eine scharfe Kante für wiederholte Nutzung. Die Stähle der Serie 300 werden aus der austenitischen Stahlklasse hergestellt und können nicht durch Wärmebehandlung gehärtet werden. Die Stähle der Serie 400 stammen aus der martensitischen Stahlklasse und können durch Wärmebehandlung gehärtet werden.
- Edelstahl 304 ist die beliebteste Stahlsorte und besteht aus 18 % Chrom und 8 % Nickel. Diese Art kann nicht durch Wärmebehandlung gehärtet werden. Manchmal wird dieser Stahl auch als 18-8 bezeichnet.
- Edelstahl 316 ist der zweitbeliebteste Stahl. Bei diesem Typ sinkt der Chromanteil auf 16 %, der Nickelgehalt steigt auf 10 % und Molybdän wird in einer Konzentration von 2 % hinzugefügt. Diese Kombination verleiht dem Stahl eine erhöhte Beständigkeit gegen Salzwasserkorrosion.
- Edelstahl 410 ist eine Legierung mit einem Chromanteil von 11,5 %. Da es weniger Chrom enthält, hat es eine bessere Korrosionsbeständigkeit.
- Edelstahl 409 hat die niedrigste Chromkonzentration von 10,5 %. Die Korrosionsbeständigkeit ist ähnlich wie bei Edelstahl 410.
Mechanische Eigenschaften der Edelstahlqualitäten
| Edelstahlqualität | Härte (Rb)1 | Zugfestigkeit (1000 psi)2 | Streckgrenze (0,2 % 1000 psi)3 | Dehnung (% in 2”)4 |
| 304/316 | 78-83 | 80-85 | 30-42 | 50-60 |
| 430 | 80-85 | 70-75 | 40-50 | 30-35 |
| 410 | 80-82 | 70-75 | 34-45 | 25-35 |
| 409 | 75 | 65 | 35 | 25 |
1Rb ist die Abkürzung für Rockwell-Härte gemessen auf der B-Skala. Der Test wird durchgeführt, indem ein kleiner Eindringkörper mit einer bestimmten Kraft gegen eine Oberfläche gedrückt wird.
2Zugfestigkeit ist der Widerstand eines Materials gegen eine Kraft, die es auseinanderreißen will. Die Maßeinheit ist PSI (Pfund pro Quadratzoll).
3Die Streckgrenze ist die bleibende Verformung eines Materials, wenn eine Belastung angelegt wird.
4Dehnung ist ein Maß für die Duktilität des Stahls, also wie weit ein Material bei einem Zugversuch gedehnt wird, bevor ein Riss entsteht.
Vorteile von Edelstahl
- Korrosionsbeständigkeit (alkalische Lösungen, Chlor, Säuren und Wasserumgebungen)
- Hohe Temperaturbeständigkeit
- Leicht zu reinigen, daher die beste Wahl in Krankenhäusern, Kliniken und Laboren
- Kosteneffektiv
- 100 % recycelbar
Instrumentenqualitäten
Chirurgische Instrumente gibt es in drei Qualitätsstufen:
- Premiumqualität
- Zwischenqualität
- Bodenqualität
Sowohl Instrumente der Premium- als auch der Zwischenqualität bestehen aus korrosionsbeständigem Stahl der Reihen 300 und 400 und können wiederholtem Schneiden oder Gebrauch sowie wiederholten Sterilisationsprozessen standhalten. Sie werden nach strengen Spezifikationen hergestellt und während des Herstellungsprozesses an mehreren Stellen einer Qualitätskontrolle unterzogen.
Instrumente der Bodenqualität sehen möglicherweise genauso aus wie die höherwertigen, aber die Spezifikationen für Stahlqualität und Herstellung sind weniger streng. Instrumente der Bodenqualität werden aus recyceltem Stahl geschmiedet, und das Endprodukt wird beschichtet, um Unvollkommenheiten zu verbergen. Diese Instrumente können leichter brechen, und da sie beschichtet sind, können sie sich verbiegen und rosten relativ leicht. Diese Instrumentenqualität ist für den Einmalgebrauch oder als Einweginstrumente konzipiert.
Um Gewebeschäden, beeinträchtigte Heilung oder Infektionen zu vermeiden, sollte Instrumentarium von guter Qualität verwendet werden.
Wenn Sie Fragen zu chirurgischen Instrumentenmetallen oder -qualitäten haben, können Sie uns kontaktieren a wpi@wpiinc.com oder *866) 606-1974 (gebührenfrei in den USA).
