کاربرد آهن در صنایع پزشکی
امروزه آهن و فولاد، مس و آلومینیوم در اکثریت صنایع جهان به عنوان ماده اولیه یا ثانویه کاربرد دارد. در واقع آهن خام کاربردهای خاص خود را داشته و فولاد و سایر فلزات به عنوان آلیاژهای آن شناخته می شوند و هر کدام خواص مکانیکی و شیمیایی مختلفی را به خود اختصاص می دهند. این موضوع بسته به عناصری که در ترکیبات شیمیایی آن ها به کار می رود، متغیر است. با این وجود ممکن است تصور این موضوع که آهن در صنعت پزشکی نیز کاربرد دارد، برای افراد کمی سخت باشد.
البته باید گفت آهن خام
به تنهایی کاربرد خاصی به جز ساخت دستگاه ها و ماشین آلات صنعتی برخی از صنایع
نداشته و برای افزایش زیبایی ظاهری و افزودن یک سری ویژگی ها، باید عملیات هایی بر
روی آن انجام شود که سبب تولید آلیاژهای آهنی و غیر آهنی خواهند. به طور مثال
فولاد یکی از اصلی ترین آلیاژهای آهن است که برای تولید آن عملیات های احیا و
فراوری بر روی سنگ آهن خام انجام می گیرد و در نهایت سبب ساخت محصولاتی مانند تیر
آهن، نبشی، ناودانی، میلگرد، انواع ورق های تخت فولادی و سایر مقاطع خواهد شد.
این فلزات هر کدام به
سبب مشخصات فنی و ویژگی های آن ها، در صنایع مهمی از جمله نفت، گاز، پتروشیمی،
تجهیزات و لوازم خودروسازی، ساخت لوازم خانگی، ساخت ریل های راه آهن، لوله های
انتقال، مخازن حمل و تحت فشار، ساختمان سازی، کاغذسازی، تجهیزات و وسایل پزشکی و
دندان پزشکی و ... به کار برده می شوند.
در حال حاضر بهترین فلز
برای به کارگیری در صنعت پزشکی، از آلیاژهای فولادی بوده و استنلس استیل یا فولاد
ضد زنگ نام دارد. این فولاد بر خلاف سایر آهن آلات که در برابر عواملی مانند زنگ
زدگی و خوردگی ضعیف هستند، مقاومت بسیار بالایی داشته و از این رو به آن فولاد ضد
زنگ گفته می شود. در ادامه به بررسی کاربرد این فلز و سایر آهن آلات در صنعت پزشکی
می پردازیم.
چرخه تولید فلزات
همان طور که اشاره شد،
ماده اولیه برای تولید فلزات، سنگ آهن است که از معادن مختلف استخراج می گردد، اما
پس از استخراج دارای ناخالصی هایی می باشد که در جهت جداسازی آن ها عملیات های
فراوری و احیا بر روی آن توسط روش های مختلف انجام می گیرد. محصول نهایی این
فرآیند فولاد مذاب است که آنالیز شیمیایی نهایی آن انجام شده و در واحد ریخته گری
به صورت شمش های منجمد با عرض مورد نظر در می آید.
حال برای تولید ورق های
فولادی نیاز به انجام عملیات هایی مانند نورد گرم و نورد سرد بر روی قالب های شمش
می باشد. البته پیش از آن شمش ها برشکاری شده و به قطعات مستطیلی شکلی به نام اسلب
فولادی یا تختال تبدیل می شوند. سپس فرآیند نورد گرم در دمای بسیار بالا و به
وسیله غلطک های مخصوص جهت کاهش ضخامت اسلب ها انجام شده و ورق سیاه یا آهن (گرم)
تولید می شود.
امروزه از این محصول در بسیاری
از صنایع عظیم و البته تولید سایر ورق های فولادی استفاده می کنند. با این وجود می
توان گفت قیمت ورق آهن در بین محصولات فولادی از اهمیت زیادی برخوردار است؛ زیرا
علاوه بر صنایع در تولید سایر محصولات و مقاطع فولادی نیز از آن استفاده می شود.
تنوع در گرید یا کیفیت و ابعاد از مزیت های این محصول به شمار می آید.
در حال حاضر با پیشرفت
تکنولوژی و ساخت دستگاه های به روز، فلزات کاربرد گسترده ای در صنعت پزشکی در شاخه
های قلبی عروقی، دندانپزشکی و ارتوپدی کسب کرده اند. یکی از مهم ترین کاربرد های
آن ها نیز ساخت ایمپلنت های عصبی و عضلانی است. آن ها از نظر حرارتی رسانای بسیار
خوبی به شمار می آیند و وسایل پزشکی که از نظر عصبی تحریک کننده می باشد نیز از
فلزات استفاده می شود.
استنلس استیل در صنعت پزشکی
ورق های استنلس استیل
نیز یکی از آلیاژهای فولاد به شمار می آیند که بیشترین کاربرد را در صنعت پزشکی
دارند. این فلزات به علت مقاومت در برابر عوامل تهدید کننده فولاد دچار عواملی
مانند زنگ زدگی و خوردگی نمی شوند. از سایر ویژگی های این محصول می توان به
استحکام بالا، ، کاهش خطر عفونت، قابل بازیافت، ماهیت ضدباکتری، سازگاری با بدن انسان
و مواد شیمیایی و حلال های مختلف و تحمل حرارت زیاد اشاره کرد که سبب استفاده از
آن در تجهیزات پزشکی مانند تخت بیمارستان، ایمپلنت های ارتوپدی، ویلچر، دریچه های قلب
مصنوعی و ... شده است.
راحت تمیز شدن و درخشان
بودن وسایل و تجهیزات بیمارستان یکی از مهم ترین نکات است و به همین دلیل استفاده
از فولاد ضد زنگ یا استنلس استیل می تواند بهترین گزینه باشد. البته باید گفت نرخ
این فلز بر اساس قیمت آهن آلات تعیین می شود؛ زیرا نوعی آلیاژ فولادی به شمار می
آید و فولاد نیز اصلی ترین آلیاژ آهن است. با این وجود می توان گفت قیمت فولاد ضد
زنگ تحت تأثیر نرخ آهن آلات، نوسانات ارز و دلار، میزان تقاضا، کاربرد نهایی و ...
قرار دارد. وجود عنصر کروم در این محصول نیز سبب ایجاد خاصیت استریل و نیکل نیز
باعث درخشندگی و صیقلی بودن سطح این محصول شده است.
البته عنصر نیکل در برخی
بدن ها با استنلس استیل ممکن است واکنش نشان دهد، از این رو این فلز بیشتر در
ابزار آلات پزشکی که به صورت موقت با بدن بیماران در ارتباط هستند، به کار می رود.
سایر کاربردهای این محصول شامل ساخت سیم های ارتودنسی، پیچ، پلیت، پروتز، فیکساتور
استخوانی، سوزن و سرنگ و سینک می باشند.
در پایان نیز در مورد
استنلس استیل باید گفت این فلز مانند سایر آلیاژهای فولادی دارای گریدها و کیفیت
های مختلفی می باشد و مهم ترین آن ها که در صنعت پزشکی و دندان پزشکی نیز به کار
برده می شود، استنلس استیل 304 و 304 L نامیده می شوند. این فلزات از نظر قیمتی نیز بسیار بالا هستند و
همان طور که ذکر شد، نرخ آهن آلات بر روی نرخ آن ها تأثیر به سزایی دارد. البته
فولادهای ضد زنگ نوع مارتنزیتی
و آستنیتی نیز در صنعت پزشکی کاربرد دارند.
آلومینیوم در ساخت تجهیزات پزشکی
یکی از پرکاربرد ترین و شناخته شده
ترین فلزات، آلومینیوم نام دارد که در ساخت تجهیزات و لوازم پزشکی نیز کاربرد به
سزایی دارد. از خصوصیات این فلز می توان به فرم پذیری، استحکام، قابلیت بازیافت،
زیبایی و درخشندگی سطح اشاره کرد. این ویژگی ها بسیار شبیه به ورق های روغنی هستند
که از طریق انجام فرآیند نورد سرد بر روی ورق سیاه تولید می شوند، اما تفاوت این
دو محصول در طول عمر، وزن و ترکیبات شیمیایی آن ها می باشد. آلومینیوم وزن بسیار
سبک تری نسبت به محصولات سرد یا روغنی داشته و گریدهای متنوع تری را به خود اختصاص
می دهد.
در عوض ورق های سرد یا
روغنی بیشتر در مصارف صنعتی و تجهیزات لوازم خانگی، لوازم آشپزخانه به کار برده می
شوند. البته باید گفت از این فلزات در ساخت پایه مبلمان و صندلی های انتظار و تخت
های بیمارستان نیز استفاده می شود. با این وجود قیمت روز ورق روغنی نیز در ساخت و خرید
تجهیزات پزشکی و بیمارستان ها اثرگذار می باشد، اما نرخ آن نیز تحت تأثیر سایر
عوامل مانند نوع گرید، ابعاد، نوسانات ارز، کارخانه سازنده، کیفیت، سطح ظاهری از
نظر براق و مات بودن، شفافیت و روغن اندود شدن و ... می باشد.
با این وجود آلومینیوم
کاربرد بیشتری در صنعت پزشکی داشته و از آن در ساخت تجهیزات و وسایلی مانند ویلچر،
واکر، صندلی دندان پزشکی، برانکارد، تخت ها و بدنه دستگاه هایی مانند اشعه ایکس و
دستگاه دیالیز استفاده می کنند. در واقع آلومینیوم یکی از با ارزش ترین فلزاتی است
که در صنعت پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد و نرخ آن به طبع در خرید این تجهیزات
تأثیر به سزایی دارد.
مصارف فلزات در روکش دهی قرص
جالب است بدانید برای
روکش دهی قرص ها و بسته بندی کپسول های دارویی و همچنین مکمل ها از فلزات استفاده
می کنند. رایج ترین فلزات که از قرص ها در برابر تغییرات خواص، رنگ، بو و مزه و
همچنین کثیف شدن آن ها محافظت می کنند، آلومینیوم ها هستند. از مزیت های دیگر
استفاده از آلومینیوم در روکش دهی قرص ها و کپسول های دارویی و غیر دارویی،
پودرها، کرم ها، لوسیون ها و مایعات دارویی می توان به محافظت از آن ها در برابر
عوامل ناپایدار، نور، رطوبت، میکروارگانیسم ها و باکتری ها اشاره کرد.
البته باید گفت ورق
آلومینیوم به علت مقاومت بالا در برابر زنگ زدگی و خوردگی با ورق گالوانیزه بسیار
مقایسه می شود که در این بین می توان گفت آلومینیوم بیشتر در مصارف کوچک تر و سبک
تر به کار برده می شود، اما ورق گالوانیزه وزن بیشتری داشته و ضخامت آن از 3/0
میلی متر شروع می شود؛ از این رو کاربرد آن بیشتر صنعتی و در تجهیزات دستگاه ها و
وسایل می باشد. همچنین ضخامت بیشتر سبب استفاده گسترده از این فلزات در ساخت
محصولات شیروانی و ساختمان سازی شده است. با این وجود طبیعی است که قیمت ورق گالوانیزه کیلویی در صنعت ساخت و ساز و پوشش دهی سقف ها تأثیر داشته باشد؛ زیرا از این
فلز به صورت رنگی و در فرم های مختلف در پوشش دهی سقف ها، دیوارها، نما ساختمان و
... استفاده می شود.
مصارف فلزات در دندان پزشکی
همان طور که بارها ذکر
شد، از فلزات نیز در مصارف دندان پزشکی نیز بسیار استفاده می شود. امروزه یکی از
بهترین راه ها برای جایگزین کردن دندان های پوسیده با دندان نو، استفاده از عمل
ایمپلنت می باشد که به کاشت درونی ماده ای خارجی در بدن انسان گفته می شود. از
فلزات در ساخت ایمپلنت ها نیز استفاده می شود. البته در گذشته برای ساخت این ماده
از استنلس استیل یا فولاد ضد زنگ استفاده می کردند، اما امروزه از تیتانیوم که
ویژگی ها و مشخصات بهتری دارد، برای ساخت ایمپلنت استفاده می کنند.
ساخت ماشین آلات دارویی
به طور کلی داروها و قرص
هایی که روزانه یا موقتی خریداری و مصرف می کنیم، به وسیله یک سری دستگاه ها و
تجهیزات امروزی ساخته می شوند. دستگاه هایی که در ساخت این داروها مورد استفاده
قرار می گیرند، از جنس های آهنی مانند ورق سیاه، فولاد ضد زنگ، آلومینیوم و ...
هستند. از سوی دیگر نیز آزمایشات متعددی برای تأیید این دارو ها انجام می گیرد.
دستگاه های فولادی ممکن
است از گریدهای مختلف ورق سیاه که اصلی ترین آن ها ST37 و ST52 هستند، ساخته
شوند. آن ها جهت پرکردن قرص، کپسول، بسته بندی و ضد عفونی کردن داروها مورد
استفاده قرار می گیرند، اما اگر دستگاه بسیار صنعتی باشد، نیاز به مقاومت بیشتر و
البته استحکام بالاتری داشته باشد، از ورق سیاه با یکی از گریدهای ذکر شده در ساخت
آن استفاده می کنند. البته باید گفت نرخ این فلزات مانند قیمت ورق ST52 علاوه بر صنعت
پزشکی و ساخت و بسته بندی داروها، در صنایع بزرگ تر و صنعتی تر مانند پتروشیمی،
لوله های انتقال نفت و گاز و ... نیز تأثیر گذار می باشد. در پایان باید گفت
کاربرد آهن در صنایع پزشکی مانند سایر صنعت ها گسترده بوده و نرخ آهن آلات همواره
مورد توجه تولید کنندگان و مصرف کنندگان قرار دارد.