vorig jaar werden in de Verenigde Staten meer dan 50 miljoen chirurgische ingrepen uitgevoerd. Als dat aantal groeit elk jaar, de hoeveelheid en de voorkeur voor minimaal invasieve operaties neemt ook toe. De belangrijkste factoren die deze trend ten opzichte van de traditionele open chirurgie bepalen, zijn lagere bijkomende kosten voor zowel arts als patiënt, een groter aantal verzekerden in binnen-en buitenland, verbetering van de gezondheidsinfrastructuur in ontwikkelingslanden, kortere hersteltijden en een verminderde algehele impact op de patiënt.
de opkomst van een gespecialiseerd hulpmiddel—de medische geleidingsdraad—maakt deze verschuiving in de procedures mogelijk. Hoewel historisch gebruikt in coronaire procedures, de guidewire is uitgegroeid tot een integraal onderdeel van een groeiend aantal medische procedures met het gebruik ervan gestaag toenemen en uitbreiden naar meer en meer medische specialiteiten. (Zie Figuur 1)
over geleidingsdraden
een geleidingsdraad is een dunne, flexibele medische draad die in het lichaam wordt ingebracht om een groter instrument, zoals een katheter, centrale veneuze lijn of voedingsbuis, te leiden. Het proces van katheterisatie werd al in de 18e eeuw genoteerd. De eerste moderne toepassingen werden al in 1844 gebruikt voor de hartkatheterisatie van dieren, en vervolgens in 1929 op mensen, toen het proces werd getest door Dr.Werner Forssmann, een Duitse arts. Hij bewees aan zijn twijfelende collega ‘ s dat het mogelijk was om toegang te krijgen tot het hart met een draad door de procedure op zichzelf uit te voeren, en ontving in 1956 de Nobelprijs voor de geneeskunde voor het ontwikkelen van die techniek voor hartkatheterisatie. In de loop der jaren is de gids draad verfijnder geworden, kleiner, en gemaakt van een verscheidenheid aan materialen, waardoor een scala aan uitdagingen in de productie van gids draden.
de markt voor geleidedraden is nu wereldwijd en groeit. Volgens een 2014 onderzoeksrapport gepubliceerd door Grand View Research, ” Global guidewires markt zal naar verwachting bereiken $2,19 miljard in 2020. De groeiende prevalentie van doelziekten in combinatie met de groeiende geriatrische bevolkingsbasis zal naar verwachting leiden tot de vraag naar gidsdraad in de komende zes jaar.”
eisen voor geleidingsdraden
de materialen die worden gebruikt om geleidingsdraden te maken zijn in de loop der jaren verschillend geweest, maar tegenwoordig bestaan zij voornamelijk uit roestvrij staal en Nitinol (nikkeltitaan). Sommige draden zijn ook gecoat met teflon® of paryleen.
de consistente verandering in materialen brengt uitdagingen met zich mee bij de productie van geleidingsdraden, die gewoonlijk op slijpmachines worden vervaardigd. Deze slijpmachines MOETEN in staat zijn om regelmatig materiaalveranderingen en de bijbehorende technische eisen bij te houden. Verschillende schuurmiddelen, zoals cubic boron nitride( CBN), diamant en verschillende soorten verglaasde schuurmiddelen worden gebruikt in slijp-en regelwielen om meer flexibiliteit in materialen te bieden, waardoor slijpmachines relevanter zijn voor een langere periode en de investering van een fabrikant wordt beschermd.
de productie van geleidingsdraad is ook afhankelijk van oplossingen voor material handling om het proces te automatiseren en de doorvoer van een machine te maximaliseren. Een dergelijk slijpsysteem maakt gebruik van een dual-carriage, lineaire motor, part-feed systeem waarmee draden continu in de slijpmachine kunnen worden ingevoerd zonder verlies van lineaire positionele resolutie, waardoor de precisie van de aarddraad drastisch wordt verhoogd. In plaats van traditionele sensoren te gebruiken die na verloop van tijd kunnen degraderen en de snelheid van het proces kunnen beperken, stelt de lineaire motor met twee sleuven de machine in staat om zich in realtime aan te passen en te reageren. Dit zorgt voor kortere maaltijden en hogere nauwkeurigheidsniveaus in de diameter en lengte van de draad over onbeperkte lengtes.
de vereisten voor de Diameter van geleidedraadjes worden alleen maar kleiner naarmate geleidedraadjes worden geïntroduceerd in meer medische specialismen, zoals bij neurologische operaties. Dit zet fabrikanten van precisieslijpsystemen verder aan om te innoveren om kleinere en nauwkeurigere draadspecificaties te verwerken. Sommige machines op de markt van vandaag zijn in staat om te slijpen gidsdraden met een diameter resolutie tot 0,1 micron, of 0.000004 inch, terwijl het slijpen van de vereiste vormen in de draad.
de invoering van slijpen
bij de productie van geleidingsdraden moeten vormen zoals conus, hoeken en bogen in de draad worden gevormd die de wendbaarheid en het koppel bepalen. Deze kenmerken zijn afhankelijk van welke andere componenten zullen worden aangesloten op de draad die fungeert als een transportvoertuig van deze componenten naar het behandelingsgebied. Aanvankelijk werden vormen in de draad gevormd met behulp van chemische ETS, een zeer traag proces dat, zoals de naam al doet vermoeden, het gebruik van chemicaliën vereiste om de draad te vormen. In 1966 werd het proces van centerless slijpen voor het eerst gebruikt om een eenvoudige conus in een roestvrij staaldraad te maken, waardoor een snellere oplossing wordt geboden en de behoefte aan chemicaliën wordt geëlimineerd.
centerloos slijpen maakt gebruik van een slijpschijf en een regelwiel. Het stuurwiel draait het werkstuk terwijl het slijpschijf erin snijdt. Het deel wordt niet gehouden door centers, vandaar de term centerless. Dit proces verzekert een uitstekende rondheids – en diametercontrole en kan worden geautomatiseerd om draden met een nog hogere snelheid te produceren. Het proces verving al snel chemische etsen als de meest efficiënte en accurate manier om geleidingsdraden te vormen. Centerless slijpmachines hebben geleidedraadfabrikanten geholpen meer controle te krijgen over hun productievereisten.
“we hadden eerder het soort werk dat deze machines kunnen doen uitbesteed,” zei Jim Boldig, projectingenieur voor Custom Wire Technologies, Port Washington, WI, een contractfabrikant van fijne en micro-fijne draadonderdelen voor medische OEM ‘ s. “Door deze machines toe te voegen, hebben we nu de verticale integratie om aangepaste Draadtechnologieën toe te staan om complete assemblages te produceren en concurrerend te zijn in de markt. Bovendien, dit geeft ons de mogelijkheid om onze totale doorlooptijd aan onze klanten te verminderen.”(Zie Figuur 2)
geavanceerde opties en extra functies
sinds de introductie van die eerste centerless grinder voor geleidedraden, is hun ontwerp geëvolueerd om een toenemend aantal vormen en conische vormen te bieden voor het groeiende aantal medische specialismen. Langere en meer complexe vormen, waaronder multitapers, parabolische, platte functies, en threads zijn vereist (zie diagram). Om zo ‘ n complexe verscheidenheid aan vormen te bereiken vereist nog meer geavanceerde slijpsystemen.
naast traditionele centerless slijpsystemen zijn er ook machines met outer diameter (OD) – technologieën beschikbaar. OD systemen gebruiken een smaller wiel en de draad wordt gevoed door een hydrostatische bus, waardoor nog complexere draadvormen mogelijk zijn. Sommige van deze machines hebben ook een centerless-modus, die het beste van beide werelden bevat, waarbij de absolute lengte-en diametercontrole behouden blijft, maar een grotere snelheid en materiaalverwijdering mogelijk maakt met een breder wiel. Door zowel od als centerless modi in één machine aan te bieden, krijgen fabrikanten nog meer mogelijkheden en mogelijkheden.Slijpmachines kunnen voldoen aan de strenge eisen van de medische industrie op het gebied van nauwkeurigheid, oppervlakteafwerking en complexe ontwerpkenmerken. Ze stellen fabrikanten van geleidingsdraad in staat om draden 30 keer nauwkeuriger te produceren en met meer flexibiliteit in het creëren van draadfuncties, allemaal sneller dan traditionele methoden.Om deze machines nog efficiënter te maken, bieden geavanceerde slijpsystemen ook verschillende automatiseringsniveaus, “het meest aantrekkelijke kenmerk van centerless slijpmachines”, aldus Boldig. “Deze machines zijn goed ontworpen en gebouwd om een operator bijna volledig te elimineren. Het heeft ons de mogelijkheid gegeven om één operator drie machines te laten overzien. Dit maakt extra personeel vrij voor andere projecten.”
eenvoudige interfaceplatforms, zoals eenvoudig te volgen touchscreens, maken het ook mogelijk dat minder geschoolde gebruikers de machines bedienen. Door de gebruiker configureerbare vormprofielen opgeslagen in bibliotheken kunnen gebruikers kiezen uit een reeks draadvormen, met de mogelijkheid om aangepaste vormen toe te voegen. Systemen zijn beschikbaar in verschillende talen, met CE-certificering, om te zorgen voor een wereldwijd klantenbestand. (Zie Figuur 3)
naarmate de mogelijkheden van slijpmachines voor medische geleidingsdraden toenemen, nemen ook de extra functies die voor deze machines beschikbaar zijn toe, waardoor een nog grotere flexibiliteit tussen de specialismen en een groeiend aantal opties voor fabrikanten van geleidingsdraden mogelijk wordt. Integratie van randcomponenten, zoals spoelinvoer, frezen en retractoren, inline gauging en grit blasters breiden de mogelijkheden van de machines uit en elimineren de noodzaak voor secundaire processen.Met behulp van spoelen, frezen en oprolmechanismen kan de draad rechtstreeks van een spoel tot de gewenste lengte worden getrokken, waarna deze wordt gesneden en automatisch naar de machine wordt gevoerd. Sommige draadscharen maken het zelfs mogelijk om de draad na het slijpen te snijden, wat de mogelijkheid biedt om meerdere korte onderdelen uit één lange draad te malen in één voedingsoperatie, waardoor de cyclustijd wordt verkort.
Draadtrekkers trekken afgewerkte geleidingsdraden uit de slijpzone met behulp van grijpermechanismen die vervolgens de draden in de ontvangstbak plaatsen. Er zijn zelfs high speed programmeerbare onderdelenafzuigers die programmeerbare positionering bieden en zorgen voor het snel slijpen van dubbele slijpmachines en snellere onderdelenafzuiging, waardoor de cyclustijd verder wordt verkort.
met een gritblaster kunnen onderdelen worden gezandstraald volgens het slijpproces, waardoor extra hantering en een secundaire bewerking worden uitgesloten. Deze extra functies stellen fabrikanten in staat om in wezen een machine te maken die specifiek werkt voor hun proces, afhankelijk van de eindgidsdraadtoepassing.
om nog meer flexibiliteit in toepassingen te bieden, kunnen sommige slijpmachines naast geleidingsdraden ook andere chirurgische instrumenten produceren, zoals katheters en orthopedische pennen.
“we hebben gevonden orthopedische pinnen een goede pasvorm voor onze contract manufacturing capaciteiten. We hebben nu de mogelijkheid om een breed scala aan apparaten te produceren, niet alleen geleidingsdraden, en dit is omdat deze machines aanpasbaar zijn,” zei Boldig. “Deze machines zijn uniek in hun capaciteiten. We zijn in staat geweest om onderdelen te produceren die we misschien nog nooit eerder hebben geprobeerd.”
naarmate de medische industrie de grenzen van chirurgische ingrepen verlegt en de behoefte aan minimaal invasieve operaties toeneemt, moet de productie van geleidingsdraad op peil blijven om aan deze behoeften te voldoen. Dat vereist processen die de meest wenselijke materialen kunnen verwerken, met de nodige vormen, met een productiesnelheid die het economisch meest zinvol is. De centerless en OD slijpmachines van vandaag, gecombineerd met hun beschikbare accessoires, leveren deze steeds vooruitstrevende industrie met een betrouwbare en nauwkeurige oplossing.Dit artikel is geschreven door Mark Bannayan, Vice President, Glebar Company, Ramsey, NJ. Voor meer informatie over Glebar Company, bezoek http://info.hotims.com/55596-164 . Voor informatie over Custom Wire Technologies, Port Washington, WI, zie http://info.hotims.com/55596-191 .
Medical Design Briefs Magazine
dit artikel verscheen voor het eerst in het December 2015 nummer van Medical Design Briefs Magazine.
Lees hier meer artikelen uit deze Issue.
Lees hier meer artikelen uit de archieven.
inschrijven