Der Überblick über die Dip-Herstellung für medizinische Geräte

1. Juni 2023 Von MDO Contributors Network Hinterlasse einen Kommentar

Von Dan Sanchez, Trelleborg Healthcare & Medical

Tauchbeschichtete chirurgische Klingen [Foto mit freundlicher Genehmigung von Trelleborg]

Diese Methoden können zum Erfolg eines Medizingeräteprojekts beitragen, wenn sie für eine Anwendung richtig spezifiziert werden. Komponenten- und Auftragsfertiger, die die Kundenanforderungen verstehen und ihre Fertigungskapazitäten darauf ausrichten, werden mit diesen Tauchtechniken den größten Erfolg haben.

Beim Tauchformen wird ein Dorn oder eine geometrische Form in Silikon getaucht. Anschließend härtet das Silikon zu einem Feststoff aus, bevor Dorn und Silikonhülle getrennt werden. Der Dorn wird für die nächste Charge wieder verwendet und die Silikonhülle kommt in einem fertigen Medizinprodukt zum Einsatz.

Zu den Anwendungen gehören Ballons, Atembeutel, Sondenhüllen, Gewebeexpander und Spritzenhüllen.

Tauchgeformte Brustimplantatschalen [Foto mit freundlicher Genehmigung von Trelleborg]

Beim Tauchformen können viele Variablen gesteuert werden, darunter die Anzahl der Tauchschichten, die Erwärmung und Bewegung des Dorns, die Bauteildicke und die mechanischen Eigenschaften, abhängig von der Materialwahl. Durch die Konzentration auf diese Faktoren können Hersteller eine technische Lösung entwickeln, die den spezifischen Anforderungen eines Kunden entspricht.

Das Tauchformen bietet hervorragende Flexibilität, da es eine große Vielfalt an Formen, Größen und Wandstärken ermöglicht. Darüber hinaus ermöglicht es ein schnelles Prototyping von Dornen und Prototypen, was zu kurzen Vorlaufzeiten führt. Der Prototyping-Prozess ist aufgrund des relativ einfachen Aufbaus kostengünstig.

Beim Tauchformen kann es schwierig sein, enge Toleranzen einzuhalten. Auch wenn unterschiedliche Wandstärken Flexibilität bieten, erschweren dünnwandige, tauchgeformte Schalen die Sicherstellung genauer Messungen, insbesondere beim Trennen der Schale vom Dorn.

Bei Entwürfen für das Tauchformen muss berücksichtigt werden, wie die Schale vom Dorn entfernt werden kann, ohne sie zu zerreißen oder zu verformen, und wie die hohle Schale in sekundären Prozessen beschnitten oder abgedeckt wird.

Obwohl das Tauchformen zwar schnell Prototypen herstellen lässt, kann es im Vergleich zu anderen Produktionsverfahren relativ zeitaufwändig und teuer sein. Daher wird es am besten eingesetzt, wenn die Vorteile die Nachteile überwiegen.

Beim Tauchbeschichten wird ein Bauteilsubstrat in ein flüssiges Silikon getaucht, das beim Aushärten am Substrat haftet.

Betrachten Sie zur Veranschaulichung den Tauchbeschichtungsprozess eines Metallelektrodenskalpells, das für die Elektrochirurgie verwendet wird. Das Silikon fungiert als Antihaftbeschichtung und seine Flexibilität ermöglicht es dem Chirurgen, die Elektrode in die gewünschte Form zu bringen. Die Biokompatibilität des Silikons ist bei diesem invasiven Eingriff entscheidend für die Sicherheit des Patienten. Andere fluorierte Beschichtungen wurden auf elektrochirurgischen Skalpellen verwendet, aber solche Beschichtungen werden von Silikon übertroffen, da sie nicht flexibel sind und eine schlechte Biokompatibilität aufweisen.

Beim Tauchlackieren ist in der Regel eine Klebeverbindung zwischen der Beschichtung und dem Untergrund erforderlich, der absolut sauber sein muss. Für die Haftung spielt die Materialauswahl der Beschichtung eine wichtige Rolle. Beispielsweise können einige Silikone so formuliert werden, dass sie mit bestimmten Substraten haften, während andere möglicherweise eine bessere Haftung durch Oberflächenvorbereitung des Substrats erfordern. Silikondispersionen basieren in der Regel auf Lösungsmitteln, daher ist häufig ein Schritt zum Verdampfen des Lösungsmittels erforderlich, bevor ein Bauteil in einem Ofen ausgehärtet wird.

Nach dem Abkühlen können am eingetauchten Teil mehrere Nachbearbeitungen durchgeführt werden, um es für das fertige Gerät vorzubereiten. Beispielsweise könnten Elektrodenskalpelle auf dem nicht eingetauchten Teil eine zusätzliche Schicht zur elektrischen Isolierung erhalten. Darüber hinaus kann ein Vertragsfertigungspartner tauchbeschichtete Teile nach Kundenspezifikationen zusammenbauen, verpacken oder zusammenbauen.

Die Anwendung der Tauchlackierung bietet mehrere Vorteile. Wenn es beispielsweise auf elektrochirurgische Skalpelle aufgetragen wird, reduziert es das Anhaften und die Ansammlung von verkohltem Gewebe und erleichtert so die Reinigung. Dies führt zu einer geringeren Häufigkeit von Klingenwechseln und kürzeren Operationszeiten. Die Tauchbeschichtung spielt auch eine wichtige Rolle bei der Verbesserung des Patientenkomforts, indem sie Reibung und Schmerzen bei Eingriffen mit Injektionsnadeln und Skalpellen minimiert.

Die Tauchbeschichtung kann den Halt an Griffen und Backen von chirurgischen Instrumenten verbessern und gleichzeitig für eine verbesserte Biokompatibilität beim Einkapseln von Sensoren sorgen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Tauchbeschichtung je nach Größe und Komplexität der Instrumente effizient auf die Großserienproduktion ausgeweitet werden kann. Schließlich kann die schnelle Herstellung tauchbeschichteter Prototypen zu kürzeren Entwicklungsvorlaufzeiten beitragen.

Zu den Nachteilen der Tauchbeschichtung gehören die Herausforderung, auf komplexen Substraten eine gleichmäßige Dicke zu erreichen, die Notwendigkeit sekundärer Prozesse für unzugängliche Bereiche und der sorgfältige Umgang mit flüchtigen Lösungsmitteln aus Umwelt- und Sicherheitsgründen.

Bei Bauteilsubstraten mit geometrischen Merkmalen wie Taschen, Ecken und Kanten ist das Erreichen einer gleichmäßigen Dicke durch Tauchbeschichten unpraktisch. Das Festhalten eines Substrats zur Kontrolle des Eintauchens kann die Abdeckung einschränken und einen zweiten Prozess für unbeschichtete Bereiche erforderlich machen.

Schließlich werden zum Eintauchen verwendete Polymere oft mit hohen Konzentrationen flüchtiger Lösungsmittel vermischt, die kontrolliert werden müssen, um die Gesundheit und Sicherheit der Umwelt zu gewährleisten.

Tauchformen und Tauchbeschichten sind zwei Prozesse, die einzigartige Vorteile und Überlegungen für die Herstellung medizinischer Geräte bieten.

Eine erfolgreiche Umsetzung hängt von der effektiven Zusammenarbeit zwischen Erstausrüstern und ihren Komponenten- und Auftragsfertigungspartnern ab. Durch die Suche nach sachkundigen Partnern, die die individuellen Anforderungen verstehen und über die entsprechenden Fähigkeiten verfügen, können maßgeschneiderte Lösungen optimale Ergebnisse bei der Herstellung medizinischer Geräte erzielen.

Dan Sanchez ist Produktmanager bei Trelleborg Healthcare & Medical. [Foto mit freundlicher Genehmigung von Trelleborg]

Die in diesem Blogbeitrag geäußerten Meinungen sind ausschließlich die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die von Medical Design & Outsourcing oder seinen Mitarbeitern wider.