sidste år blev der udført mere end 50 millioner kirurgiske procedurer i USA. Efterhånden som dette antal vokser hvert år, mængden af og præference for minimalt invasive operationer øges også. Nøglefaktorer, der driver denne tendens sammenlignet med traditionel åben kirurgi, inkluderer lavere tilknyttede omkostninger for både læge og patient, et øget antal forsikrede i ind-og udland, forbedring af sundhedsinfrastrukturen i udviklingslande, kortere restitutionstider og en reduceret samlet indvirkning på patienten.
fremkomsten af en specialiseret enhed—den medicinske ledetråd—muliggør dette skift i procedurer. Mens historisk anvendt i koronar procedurer, er ledetråden blevet en integreret del af et stigende antal medicinske procedurer med dens anvendelse støt stigende og udvide til flere og flere medicinske specialiteter. (Se figur 1)
om styreledninger
en ledetråd er en tynd, fleksibel, medicinsk ledning indsat i kroppen for at styre et større instrument, såsom et kateter, central venøs linje eller fodringsrør. Kateteriseringsprocessen blev noteret allerede i det 18.århundrede. De første moderne applikationer blev brugt allerede i 1844 til hjertekateterisering af dyr og derefter i 1929 på mennesker, da processen blev testet af Dr. V. Forssmann, en tysk læge. Han beviste for sine tvivlende kolleger, at det var muligt at få adgang til hjertet med en ledning ved at udføre proceduren på sig selv og modtog i processen Nobelprisen i medicin i 1956 for at udvikle denne teknik til hjertekateterisering. I årenes løb, ledetråden er blevet mere sofistikeret, mindre, og lavet af en række forskellige materialer, hvilket præsenterer en række udfordringer i produktionen af ledetråde.
markedet for ledeledninger er nu globalt og voksende. Ifølge en forskningsrapport fra 2014 offentliggjort af Grand se Research, “Det globale marked for ledetråde forventes at nå 2,19 milliarder dollars inden 2020. Voksende forekomst af målsygdomme kombineret med voksende geriatrisk befolkningsbase forventes at drive efterspørgslen efter ledetråd i løbet af de næste seks år.”
krav til ledetråd
materialerne til fremstilling af ledetråd har varieret gennem årene, men i dag består de primært af rustfrit stål og Nitinol (nikkel titanium). Nogle ledninger er også belagt med Teflon-kur eller parylen.
den konsekvente materialeændring giver udfordringer i produktionen af styreledninger, der typisk fremstilles på slibemaskiner. Disse slibemaskiner skal være i stand til at følge med regelmæssige materialeskift og de tilhørende tekniske krav. Forskellige slibemidler, såsom kubisk bornitrid (CBN), diamant og forskellige kvaliteter af forglasede slibemidler anvendes til slibning og regulering af hjul for at give større fleksibilitet i materialer, hvilket gør slibemaskiner mere relevante i længere tid og beskytter en producents investering.
Ledetrådsproduktion er også afhængig af materialehåndteringsløsninger for at automatisere processen og maksimere maskinens gennemstrømning. Et sådant slibesystem bruger et dobbeltvogn, lineær motor, del-fødesystem, der gør det muligt at føre ledninger kontinuerligt ind i slibemaskinen uden tab af lineær positionsopløsning, hvilket dramatisk øger jordtrådens præcision. I stedet for at bruge traditionelle sensorer, der kan nedbrydes over tid og begrænse procesens hastighed, giver den lineære motor med dobbelt vogn maskinen mulighed for at justere og reagere i realtid. Dette giver mulighed for kortere slibetider og højere niveauer af nøjagtighed i trådens diameter og Længde Over ubegrænsede længder.
Diameterkrav til ledeledninger bliver kun mindre, da ledeledninger introduceres i flere medicinske specialiteter, såsom i neurologiske operationer. Dette skubber yderligere producenter af præcisionsslibesystemer til at innovere for at håndtere mindre og mere nøjagtige trådspecifikationer. Nogle maskiner på markedet i dag er i stand til at slibe ledningsledninger med en diameteropløsning ned til 0,1 mikron eller 0,000004 tommer, mens de nødvendige former slibes i ledningen.
indførelsen af slibning
ved fremstilling af ledetråde skal former som tilspidsninger, vinkler og buer formes til ledningen, der bestemmer dens manøvredygtighed og drejningsmoment. Disse funktioner er afhængige af, hvilke andre komponenter der vil blive forbundet til ledningen, der fungerer som et transportkøretøj af disse komponenter til behandlingsområdet. Oprindeligt blev former dannet i ledningen ved hjælp af kemisk ætsning, en meget langsom proces, som, som navnet antyder, krævede brug af kemikalier til at danne ledningen. I 1966 blev processen med centerløs slibning brugt for første gang til at skabe en simpel tilspidsning i en rustfrit ståltråd, hvilket gav en hurtigere løsning og eliminerede behovet for kemikalier.
Centerless slibning anvender et slibeskive og et kontrolhjul. Kontrolhjulet roterer arbejdsemnet, når slibeskiven skærer ind i det. Delen holdes ikke af Centre, deraf udtrykket centerløs. Denne proces sikrer fremragende rundhed og diameterstyring og kan automatiseres til at producere ledninger med en endnu højere hastighed. Processen erstattede snart kemisk ætsning som den mest effektive og nøjagtige måde at danne styreledninger på. Centerless kværne har hjulpet ledetråd producenter genvinde mere kontrol over deres produktionskrav.
“vi havde tidligere outsourcet den type arbejde, disse maskiner er i stand til at udføre,” sagde Jim Boldig, projektingeniør for brugerdefinerede Trådteknologier, en kontraktproducent af fine og mikrofine tråddele til medicinske OEM ‘ er. “Ved at tilføje disse maskiner har vi nu den vertikale integration, der gør det muligt for brugerdefinerede Trådteknologier at producere komplette samlinger og være konkurrencedygtige på markedet. Derudover giver dette os mulighed for at reducere vores samlede leveringstid til vores kunder.”(Se figur 2)
avancerede muligheder og yderligere funktioner
siden introduktionen af den første centerløse slibemaskine til ledetråde har deres design udviklet sig til at tilbyde et stigende udvalg af former og tilspidsninger til det voksende antal medicinske specialiteter. Længere og mere komplekse former, herunder multitapers, parabolske, flade funktioner og tråde er påkrævet (Se diagram). For at opnå et så komplekst udvalg af former kræver endnu mere sofistikerede slibesystemer.
ud over traditionelle centerløse slibesystemer er maskiner med ydre diameter (OD) teknologier også tilgængelige. OD-systemer bruger et smallere hjul, og ledningen føres gennem en hydrostatisk bøsning, hvilket muliggør endnu mere komplekse trådformer. Nogle af disse maskiner har også en centerless mode, som inkorporerer det bedste fra begge verdener, opretholder absolut længde og diameter kontrol, men giver mulighed for større hastighed og materialefjernelse ved hjælp af et bredere hjul. Ved at tilbyde både OD og centerless tilstande i en maskine får producenterne endnu flere muligheder og muligheder.
slibemaskiner er i stand til at opfylde de strenge krav i den medicinske industri i nøjagtighed, overfladefinish og komplekse designfunktioner. De giver producenter af ledetråd mulighed for at producere ledninger 30 gange mere nøjagtige og med mere fleksibilitet i oprettelse af trådfunktioner, alt sammen hurtigere end traditionelle metoder.
for at gøre disse maskiner endnu mere effektive tilbyder avancerede slibesystemer også forskellige niveauer af automatisering, “det mest tiltalende træk ved centerløse slibemaskiner,” sagde Boldig. “Disse maskiner er blevet godt designet og bygget til næsten at eliminere en operatør helt. Det har givet os muligheden for at få en operatør til at føre tilsyn med tre maskiner. Dette frigør yderligere arbejdsstyrke til andre projekter.”
enkle grænsefladeplatforme, såsom berøringsskærme, der er nemme at følge, giver også mindre dygtige operatører mulighed for at køre maskinerne. Brugerkonfigurerbare formprofiler, der er gemt i biblioteker, giver brugerne mulighed for at vælge mellem en række trådformer med mulighed for at tilføje brugerdefinerede figurer. Systemer er tilgængelige på forskellige sprog med CE-certificering for at skabe et globalt kundegrundlag. (Se figur 3)
efterhånden som mulighederne for slibemaskiner til medicinske ledeledninger øges, øges de ekstra funktioner, der er tilgængelige for disse maskiner, hvilket giver endnu større fleksibilitet på tværs af specialiteter og et voksende udvalg af muligheder for ledetrådsproducenter. Perifer komponentintegration såsom spolefodere, fræsere og retraktorer, inline-måling og kornblæsere udvider maskinernes kapacitet og eliminerer behovet for sekundære processer.
Spolefremførere, fræsere og retraktorer gør det muligt at trække tråden direkte fra en spole til den ønskede længde, hvor den derefter skæres og automatisk føres til maskinen. Nogle trådskærere tillader endda, at ledningen skæres efter slibning, hvilket giver mulighed for at slibe flere korte dele ud af en lang ledning i en tilførselsoperation, hvilket reducerer cyklustiden.
trådudsugere trækker færdige ledningsledninger ud af slibeområdet ved hjælp af gribemekanismer, der derefter placerer ledningerne i modtagerbakken. Der er endda højhastighedsprogrammerbare delekstraktorer, der tilbyder programmerbar positionering og giver mulighed for hurtig slibning af dobbeltsidede slibninger og hurtigere delekstraktion, hvilket yderligere reducerer cyklustiden.
med en sandblæser kan dele sandblæses i overensstemmelse med slibeprocessen, hvilket eliminerer yderligere håndtering og en sekundær operation. Disse ekstra funktioner giver producenterne mulighed for i det væsentlige at oprette en maskine, der fungerer specifikt til deres proces, afhængigt af slutledningsledningsprogrammet.
for at give endnu mere fleksibilitet i applikationer kan nogle slibemaskiner producere andre kirurgiske værktøjer, såsom katetre og ortopædiske stifter, ud over styreledninger.
“vi har fundet, at ortopædiske stifter passer godt til vores kontraktproduktionsevner. Vi har nu evnen til at fremstille en bred vifte af enheder, ikke kun styreledninger, og det skyldes, at disse maskiner kan tilpasses,” sagde Boldig. “Disse maskiner er unikke i deres evner. Vi har været i stand til at fremstille dele, som vi måske aldrig har benyttet lejligheden til at prøve før.”
da den medicinske industri skubber grænserne for kirurgiske procedurer, og behovet for minimalt invasive operationer øges, skal ledningsledningsproduktionen forblive i tempo for at imødekomme disse behov. Det kræver processer, der kan håndtere de mest ønskelige materialer, med de nødvendige former, med en produktionshastighed, der giver mest økonomisk mening. Dagens centerless og OD kværne, matchet med deres tilgængelige tilbehør, levere denne stadigt fremrykkende industri med en pålidelig og præcis løsning.
denne artikel er skrevet af Mark Bannayan, vicepræsident, Glebar Company, Ramsey, NJ. For mere information om Glebar Company, besøg http://info.hotims.com/55596-164. For information om brugerdefinerede Trådteknologier, Port Copenhagen, vi, besøg http://info.hotims.com/55596-191 .
medicinsk design Briefs magasin
denne artikel dukkede først op i December 2015-udgaven af magasinet Medical Design Briefs.
Læs flere artikler fra dette problemher.
Læs flere artikler fra arkiverne her.
Tilmeld