Ogólnopolskie Czasopismo Techniczne
Ultradźwięki do pośredniego i końcowego czyszczenia wyrobów medycznych
Moc fal dźwiękowych dla stabilnej czystości
Produkcja wyrobów medycznych, takich jak implanty, instrumenty i urządzenia, podlega bardzo surowym wymaganiom - w tym w zakresie czyszczenia części. Ultradźwięki są tutaj niezbędnym procesem. Zapewniają one, że wymagana czystość jest osiągana w sposób stabilny, wydajny i zrównoważony zarówno podczas pośredniego, jak i końcowego czyszczenia.
Kluczowe kryteria stabilnego i bezuszkodzeniowego czyszczenia stentów obejmują jednorodne pole dźwiękowe, a także optymalnie dostrojoną częstotliwość i moc ultradźwięków. Źródło obrazu: Weber Ultrasonics
Ultradźwięki i technologia medyczna – to połączenie jest początkowo kojarzone z diagnostyką obrazową. Jednak ultradźwięki mogą zdziałać o wiele więcej w tej dziedzinie. Dźwięk o częstotliwościach przekraczających zakres słyszalności człowieka stał się ekonomicznym i zrównoważonym standardowym procesem w zastosowaniach czyszczenia chemicznego na mokro w produkcji i ponownym przetwarzaniu produktów technologii medycznej, takich jak instrumenty, implanty i inne urządzenia. I może być stosowany do komponentów wykonanych z szerokiej gamy materiałów, takich jak stal nierdzewna, tytan, stopy kobaltu i chromu, ceramika i plastik.
Delikatnym implantom, takim jak stenty, stawiane są bardzo wysokie wymagania czystości, a czyszczenie musi być bardzo delikatne, co można zapewnić dzięki czyszczeniu ultradźwiękowemu. Źródło obrazu: Weber Ultrasonics
Optymalnie dostosowane do zadania
We współpracy z producentami i użytkownikami systemów czyszczących, Weber Ultrasonics opracowuje generatory i systemy przetworników projektowane na zamówienie jako przetworniki prętowe, płytowe i zanurzeniowe o różnych częstotliwościach do bardzo różnych zadań czyszczenia w technologii medycznej. Obejmuje to rozwiązania jednoczęstotliwościowe, a także dwu- i wieloczęstotliwościowe systemy ultradźwiękowe w zakresie częstotliwości od 25 do 132 kHz. Umożliwiają one budowę oszczędzających miejsce systemów czyszczących, które są indywidualnie dostosowane do obrabianych przedmiotów i wymagań czyszczenia. Opracowanie odpornych na próżnię przetworników zanurzeniowych jedno-, dwu- i wieloczęstotliwościowych otwiera również możliwość stosowania czyszczenia ultradźwiękowego w systemach czyszczenia w pełnej próżni. Do zastosowań o wysokiej czystości, w których stawiane są szczególnie wysokie wymagania dotyczące czystości komponentów i sprzętu czyszczącego, dostępne są przetworniki zanurzeniowe i przetworniki płytowe o odpowiedniej konstrukcji. Przy chropowatości powierzchni < 0,35 µm spełniają one wymagania klasy higienicznej 4 zgodnie z normą DIN 11866.
Czyszczenie ultradźwiękowe jest standardową procedurą dla produktów technologii medycznej, takich jak instrumenty, implanty lub inne urządzenia o bardzo wysokich wymaganiach czystości.
Niezawodne i bezuszkodzeniowe czyszczenie stentów Heinz Schade, dyrektor zarządzający firmy o tej samej nazwie, również polega na szerokiej gamie wysoce skutecznych komponentów ultradźwiękowych. Założona w 1999 roku i mająca siedzibę w Reutlingen firma opracowuje i produkuje maszyny do produkcji balonów i cewników, a także do obróbki stentów, które są sprzedawane na całym świecie. Ponadto istnieje oprogramowanie, które jest optymalnie dostosowane do różnych maszyn i między innymi umożliwia bezproblemową dokumentację i śledzenie procesów wymaganych w technologii medycznej.
Pomaga to zapewnić spełnienie rygorystycznych wymagań MDR w zakresie bezpieczeństwa procesu i produktu oraz zarządzania jakością.
W przypadku produktów o strukturze gąbki o otwartych porach, z połączonymi porowatymi i polerowanymi powierzchniami oraz komponentami z bardzo drobnymi kapilarami, ultradźwięki można łączyć z cyklami ciśnieniowymi. Źródło obrazu: Weber Ultrasonics
Jednym z głównych założeń oferty systemowej są etapy produkcji stentów, które następują po cięciu laserowym, takie jak elektropolerowanie, obróbka cieplna, trawienie i czyszczenie ultradźwiękowe. Firma produkuje zbiorniki do systemów czyszczących we własnym zakresie od około 20 lat. Pozwala to na dostosowanie ich do różnych produktów i specyficznych wymagań poszczególnych klientów. „Posiadając własne zakłady produkcyjne, szukaliśmy dostawcy komponentów ultradźwiękowych.
W Weber Ultrasonics znaleźliśmy partnera, który do dziś robi na nas wrażenie swoim fachowym doradztwem i nieskomplikowaną współpracą”, relacjonuje Heinz Schade.
Aby zapewnić jakość i bezpieczeństwo produktów, stenty są zazwyczaj czyszczone pomiędzy różnymi procesami. Ostateczne czyszczenie jest następnie przeprowadzane przed pakowaniem, zwykle w czystym pomieszczeniu. „Coraz bardziej rygorystyczne wymagania dotyczące czystości powierzchni muszą być spełnione. Jednocześnie należy zadbać o to, aby delikatne stenty nie zostały uszkodzone podczas czyszczenia” — mówi dyrektor zarządzający, precyzując wymagania. Kluczowymi parametrami są częstotliwość ultradźwięków i moc w watach na litr objętości kąpieli. Ponadto w kąpieli musi zostać wygenerowane jednorodne pole dźwiękowe, aby zapewnić niezmiennie stabilny wynik. „Rozwiązania ultradźwiękowe firmy Weber Ultrasonics są idealne do tych zadań. Moc można ustawić bardzo precyzyjnie, kontrolując generator, a dźwięk jest stały i niezawodny. Do tej pory nie mieliśmy żadnych problemów z systemami ultradźwiękowymi” — dodaje Heinz Schade.
Zbiorniki systemów czyszczących są dostosowane do produktów przeznaczonych do czyszczenia i wyposażone w ultradźwięki. Źródło obrazu: Heinz Schade
Usuwane są zanieczyszczenia cząsteczkowe i chemiczne w postaci filmu
Ultradźwięki rozwijają swoje działanie czyszczące w kąpieli cieczowej poprzez fizyczny efekt kawitacji: sygnały elektryczne generowane przez generator ultradźwięków są przekazywane do cieczy przez elementy oscylacyjne. Ciśnienie akustyczne charakteryzuje się naprzemiennym ciśnieniem ujemnym i dodatnim. W fazach ciśnienia ujemnego powstają mikroskopijnie małe wnęki, które zapadają się (implodują) w kolejnej fazie ciśnienia dodatniego. Tworzy to fale uderzeniowe o znacznej energii, które „wystrzeliwują” zanieczyszczenia cząsteczkowe i chemiczne w postaci filmu. Jednocześnie w cieczy powstają mikroprądy, które wypłukują oderwane lub rozpuszczone zanieczyszczenia. Efekty te umożliwiają usuwanie zanieczyszczeń nie tylko z powierzchni, ale także ze złożonych geometrii, wnęk, otworów i struktur.
Stenty służą do ponownego otwierania naczyń lub utrzymywania ich w stanie otwartym. Podczas ich produkcji muszą być spełnione bardzo wysokie wymagania dotyczące bezpieczeństwa procesu i produktu oraz zarządzania jakością zgodnie z MDR. Źródło obrazu: Freepik, peakanucha
Do powierzchni krytycznych w połączeniu z procesami cykli ciśnieniowych W przypadku komponentów, takich jak implanty wytwarzane metodą addytywną z gąbczastą strukturą o otwartych porach lub łączone powierzchnie porowate i polerowane, a także komponenty z bardzo drobnymi kapilarami, ultradźwięki można łączyć z procesami cykli ciśnieniowych. W tych procesach czyszczenia zalewowego próżniowego naprzemienne ujemne i dodatnie ciśnienie oraz efekty kawitacji są generowane przez regularnie powtarzające się zmiany ciśnienia. Umożliwia to dotarcie mediów czyszczących i płuczących do obszarów, do których w przeciwnym razie można by dotrzeć tylko w ograniczonym zakresie lub wcale.
Źródło: Weber Ultrasonics AG