anul trecut, mai mult de 50 de milioane de proceduri chirurgicale au fost efectuate în Statele Unite. Ca acest număr crește în fiecare an, cantitatea și preferința pentru interventii chirurgicale minim invazive este, de asemenea, în creștere. Factorii cheie care conduc această tendință, în comparație cu chirurgia deschisă tradițională, includ costuri asociate mai mici atât pentru medic, cât și pentru pacient, un număr crescut de persoane asigurate pe plan intern și în străinătate, îmbunătățirea infrastructurii de asistență medicală în țările în curs de dezvoltare, timpi de recuperare mai scurți și un impact general redus asupra pacientului.
apariția unui dispozitiv specializat—firul de ghidare medicală—permite această schimbare a procedurilor. În timp ce este folosit istoric în procedurile coronariene, firul de ghidare a devenit o parte integrantă a unui număr tot mai mare de proceduri medicale, utilizarea sa crescând constant și extinzându-se în tot mai multe specialități medicale. (Vezi Figura 1)
despre firele de ghidare
un fir de ghidare este un fir medical subțire, flexibil, introdus în corp pentru a ghida un instrument mai mare, cum ar fi un cateter, o linie venoasă centrală sau un tub de alimentare. Procesul de cateterizare a fost remarcat încă din secolul al 18-lea. Primele aplicații moderne au fost folosite încă din 1844 pentru cateterizarea cardiacă a animalelor și apoi în 1929 pe oameni, când procesul a fost testat de Dr.Werner Forssmann, medic German. El a dovedit colegilor săi îndoielnici că este posibil să acceseze inima cu un fir prin efectuarea procedurii asupra sa și, în acest proces, a primit Premiul Nobel pentru Medicină din 1956 pentru dezvoltarea acelei tehnici de cateterizare cardiacă. De-a lungul anilor, firul de ghidare a devenit mai sofisticat, mai mic și realizat dintr-o varietate de materiale, prezentând astfel o serie de provocări în producția de fire de ghidare.
piața cablurilor de ghidare este acum globală și în creștere. Potrivit unui raport de cercetare din 2014 publicat de Grand View Research, „piața globală a ghidurilor este de așteptat să ajungă la 2,19 miliarde de dolari până în 2020. Prevalența în creștere a bolilor țintă, împreună cu creșterea bazei populației geriatrice, este de așteptat să conducă cererea de fire de ghidare în următorii șase ani.”
cerințe privind firele de ghidare
materialele utilizate pentru fabricarea firelor de ghidare au variat de-a lungul anilor, dar astăzi constau în principal din oțel inoxidabil și Nitinol (nichel titan). Unele fire sunt, de asemenea, acoperite cu teflon sau parilen.
schimbarea consecventă a materialelor prezintă provocări în producția de fire de ghidare, care sunt de obicei fabricate pe mașini de rectificat. Aceste mașini de rectificat trebuie să poată ține pasul cu modificările materiale regulate și cu cerințele tehnice asociate. Diferite abrazive, cum ar fi nitrura de bor cubică (CBN), diamantul și diferite grade de abrazivi vitrificați sunt utilizate în măcinarea și reglarea roților pentru a oferi o flexibilitate mai mare în materiale, făcând mașinile de rectificat mai relevante pentru o perioadă mai lungă de timp și protejând investiția unui producător.
producția de cabluri de ghidare se bazează, de asemenea, pe soluții de manipulare a materialelor pentru a automatiza procesul și a maximiza debitul unei mașini. Un astfel de sistem de slefuire foloseste un sistem dual-transport, motor liniar, part-feed, care permite fire să fie introduse în mașina de rectificat continuu cu nici o pierdere de rezoluție pozițională liniară, crescând dramatic precizia firului de masă. În loc să utilizeze senzori tradiționali care se pot degrada în timp și pot limita viteza procesului, motorul liniar cu două cărucioare permite mașinii să se regleze și să reacționeze în timp real. Acest lucru permite timpi de măcinare mai scurți și niveluri mai ridicate de precizie în diametrul și lungimea firului pe lungimi nelimitate.
cerințele diametrului firelor de ghidare sunt din ce în ce mai mici, deoarece firele de ghidare sunt introduse în mai multe specialități medicale, cum ar fi în intervențiile chirurgicale neurologice. Acest lucru împinge în continuare producătorii de sisteme de măcinare de precizie pentru a inova pentru a gestiona specificațiile de sârmă mai mici și mai precise. Unele mașini de pe piață astăzi sunt capabile să șlefuiască firele de ghidare cu o rezoluție de diametru de până la 0,1 microni sau 0,000004 inci, în timp ce șlefuiesc formele necesare în fir.
introducerea de slefuire
în producția de fire de ghidare, forme, cum ar fi conice, unghiuri, și arce trebuie să fie format în sârmă care decide manevrabilitate și cuplul. Aceste caracteristici depind de ce alte componente vor fi conectate la firul care acționează ca un vehicul de transport al acestor componente în zona de tratament. Inițial, s-au format forme în fir folosind gravarea chimică, un proces foarte lent care, după cum sugerează și numele, a necesitat utilizarea substanțelor chimice pentru a forma firul. În 1966, procesul de măcinare fără centru a fost folosit pentru prima dată pentru a crea o conicitate simplă într-un fir de oțel inoxidabil, oferind o soluție mai rapidă și eliminând nevoia de substanțe chimice.
măcinarea fără centru utilizează o roată de rectificat și o roată de control. Roata de comandă rotește piesa de lucru pe măsură ce roata de rectificat se taie în ea. Partea nu este deținută de centre, de unde și termenul fără centru. Acest proces asigură o rotunjire excelentă și un control al diametrului și poate fi automatizat pentru a produce fire la o rată și mai mare. Procesul a înlocuit curând gravarea chimică ca fiind cea mai eficientă și mai precisă modalitate de a forma fire de ghidare. Polizoarele fără centru au ajutat producătorii de fire de ghidare să recâștige mai mult control asupra cerințelor lor de producție.
„am externalizat anterior tipul de muncă pe care aceste mașini sunt capabile să o facă”, a declarat Jim Boldig, inginer de proiect pentru custom Wire Technologies, Port Washington, WI, un producător contractual de piese fine și micro fine wire pentru OEM-uri medicale. „Prin adăugarea acestor mașini, avem acum integrarea verticală pentru a permite tehnologiilor personalizate de sârmă să producă ansambluri complete și să fie competitive pe piață. În plus, acest lucru ne oferă posibilitatea de a reduce timpul nostru general de plumb pentru clienții noștri.”(A se vedea Figura 2)
Opțiuni avansate și caracteristici suplimentare
de la introducerea primului polizor fără centru pentru firele de ghidare, designul lor a evoluat pentru a oferi o gamă tot mai mare de forme și conice pentru numărul tot mai mare de specialități medicale. Sunt necesare forme mai lungi și mai complexe, inclusiv multitapers, parabolice, caracteristici plate și fire (vezi diagrama). Pentru a obține o astfel de varietate complexă de forme necesită sisteme de măcinare și mai sofisticate.
în plus față de sistemele tradiționale de măcinare fără centru, sunt disponibile și mașini cu tehnologii cu diametru exterior (OD). Sistemele OD folosesc o roată mai îngustă, iar firul este alimentat printr-o bucșă hidrostatică, făcând posibile forme de sârmă și mai complexe. Unele dintre aceste mașini au, de asemenea, un mod fără centru, care încorporează cele mai bune din ambele lumi, menținând controlul absolut al lungimii și diametrului, dar permițând o viteză mai mare și îndepărtarea materialului folosind o roată mai largă. Oferind atât moduri OD, cât și moduri fără centru într-o singură mașină, producătorii primesc și mai multe posibilități și capabilități.
mașinile de rectificat sunt capabile să îndeplinească cerințele stricte ale industriei medicale în ceea ce privește precizia, finisarea suprafeței și caracteristicile complexe de proiectare. Acestea permit producătorilor de fire de ghidare să producă fire de 30 de ori mai precise și cu mai multă flexibilitate în crearea caracteristicilor de sârmă, toate la rate mai rapide decât metodele tradiționale.
pentru a face aceste mașini și mai eficiente, sistemele avansate de măcinare oferă, de asemenea, diferite niveluri de automatizare, „cea mai atrăgătoare caracteristică a polizoarelor fără centru”, a spus Boldig. „Aceste mașini au fost bine proiectate și construite pentru a elimina aproape în întregime un operator. Ne-a oferit posibilitatea ca un operator să supravegheze trei mașini. Acest lucru eliberează forță de muncă suplimentară pentru alte proiecte.”
platformele de interfață simplă, cum ar fi ecranele tactile ușor de urmărit, permit, de asemenea, operatorilor mai puțin calificați să ruleze mașinile. Profilurile de formă configurabile de utilizator stocate în biblioteci permit utilizatorilor să aleagă dintr-o serie de forme de sârmă, cu posibilitatea de a adăuga forme personalizate. Sistemele sunt disponibile în diferite limbi, cu certificare CE, pentru a oferi o bază globală de clienți. (A se vedea Figura 3)
pe măsură ce capacitățile mașinilor de rectificat pentru firele de ghidare medicale cresc, la fel și caracteristicile suplimentare disponibile pentru aceste mașini, permițând o flexibilitate și mai mare între specialități și o gamă tot mai mare de opțiuni pentru producătorii de fire de ghidare. Integrarea componentelor periferice, cum ar fi alimentatoarele de bobină, tăietoarele și retractoarele, măsurarea în linie și Blasterele de pietriș extind capacitățile mașinilor și elimină necesitatea proceselor secundare.
alimentatoarele de bobină, tăietoarele și retractoarele permit tragerea firului direct de la o bobină la lungimea dorită, unde este apoi tăiat și alimentat automat la mașină. Unele tăietoare de sârmă permit chiar tăierea firului după măcinare, ceea ce oferă posibilitatea de a măcina mai multe părți scurte dintr-un fir lung într-o singură operație de alimentare, reducând timpul ciclului.
extractoarele de sârmă trag firele de ghidare terminate din zona de măcinare folosind mecanisme de prindere care apoi plasează firele în tava de recepție. Există chiar și extractoare de piese programabile de mare viteză care oferă poziționare programabilă și permit măcinarea rapidă a măcinărilor cu două capete și extragerea mai rapidă a pieselor, reducând în continuare timpul ciclului.
cu un blaster de granulație, piesele pot fi sablate în conformitate cu procesul de măcinare, eliminând manipularea suplimentară și o operație secundară. Aceste caracteristici suplimentare permit producătorilor să creeze, în esență, o mașină care funcționează special pentru procesul lor, în funcție de aplicația end guidewire.
pentru a oferi și mai multă flexibilitate în aplicații, unele polizoare pot produce alte instrumente chirurgicale, cum ar fi catetere și știfturi ortopedice, pe lângă firele de ghidare.
„am găsit ace ortopedice pentru a fi o potrivire bună pentru abilitățile noastre de fabricație contract. Acum avem capacitatea de a produce o gamă largă de dispozitive, nu doar fire de ghidare, iar acest lucru se datorează faptului că aceste mașini sunt adaptabile”, a spus Boldig. „Aceste mașini sunt unice în abilitățile lor. Am reușit să fabricăm piese pe care poate nu le-am profitat niciodată de ocazie pentru a încerca înainte.”
pe măsură ce industria medicală împinge frontierele procedurilor chirurgicale și crește nevoia de intervenții chirurgicale minim invazive, producția de fire de ghidare trebuie să rămână în ritm pentru a satisface aceste nevoi. Acest lucru necesită procese care pot gestiona cele mai dorite materiale, cu formele necesare, la o rată de producție care are cel mai mult sens economic. Polizoarele centerless și OD de astăzi, potrivite cu accesoriile disponibile, furnizează acestei industrii în continuă dezvoltare o soluție fiabilă și precisă.
acest articol a fost scris de Mark Bannayan, vicepreședinte, Glebar Company, Ramsey, NJ. Pentru mai multe informații despre Glebar Company, vizitați http://info.hotims.com/55596-164 . Pentru informații despre tehnologiile de sârmă personalizate, Port Washington, WI, vizitați http://info.hotims.com/55596-191.
Medical Design Briefs Magazine
acest articol a apărut pentru prima dată în numărul din decembrie 2015 al revistei Medical Design Briefs.
citiți mai multe articole din această problemăaici.
citiți mai multe articole din arhive aici.
Aboneaza-te