Processamento médico de fios e tubos de nitinol para dispositivos médicos

15 de agosto de 2023 Por Jim Hammerand

O processamento médico de nitinol transforma varetas de nitinol em tubos que podem ser cortados para fazer stents como esses – um comprimido e outro expandido. [Foto de Zaratustra via Adobe Stock]

Anteriormente, cobrimos a jornada do nitinol desde a crosta terrestre através de cadinhos de fusão em alta temperatura e operações de forjamento para criar lingotes de nitinol e, em seguida, formas menores e mais funcionais, como varetas e placas.

Mas transformá-los em fios, bobinas, tubos e folhas pode ser um desafio devido às mesmas propriedades superelásticas e de memória de forma que tornam o nitinol tão atraente para uma variedade de aplicações avançadas de tecnologia médica.

Para criar fio de nitinol, um processador puxará a haste de nitinol lubrificada através de matrizes de trefilação revestidas de diamante para alongar o material e reduzir seu diâmetro ao tamanho desejado. As bobinas de nitinol são feitas da mesma maneira, mas enroladas para formar um fio longo e contínuo, em vez de cortá-lo em pedaços de fio mais curtos.

Sistema de embolização de aneurisma Woven EndoBridge (WEB) da MicroVention [Imagem cortesia da MicroVention]

O recozimento é um processo de aquecimento e resfriamento antes e depois dos passes para remover tensões internas no nitinol que poderiam posteriormente causar fadiga do dispositivo ou problemas de durabilidade. O recozimento com nitinol eleva a temperatura do metal até 600-800°C e o mantém nessa temperatura por um período de tratamento entre passes.

O fio de nitinol pode ser estirado em diâmetros mais finos que um fio de cabelo humano. Essa redução leva centenas de passagens de tração, resultando em um fio ultrafino. Dezenas desses fios poderiam ser trançados para reforçar cateteres, por exemplo, ou tecidos para criar uma cesta de malha para embolização em pacientes com aneurisma.

Os tubos de nitinol podem ser usados ​​para cateteres, fios-guia, stents e agulhas.

Para criar um tubo de nitinol, um processador usará uma haste e uma broca para formar uma cavidade no centro. Este processo de perfuração de armas - nomeado após as brocas profundas usadas para formar o cano de uma arma - cria um tubo oco de paredes espessas.

Esse tubo oco passará então por várias etapas de desenho com matrizes para esticar o oco e formar um tubo. Um mandril dentro do tubo mantém o diâmetro interno, enquanto o processo de alongamento reduz o diâmetro externo e a espessura do tubo para as dimensões desejadas.

Sistema de grampos de nitinol Jaws da Paragon 28 [Imagem cortesia da Paragon 28]

Essas chapas passam por laminadores onde prensas hidráulicas com rolos de aço temperado comprimem as chapas e as tornam cada vez mais finas, até a espessura desejada.

As folhas de nitinol podem ser estampadas ou cortadas com água ou laser para criar o padrão ou formato desejado.

Uma vez que o nitinol está na forma de fios, bobinas, tubos e folhas, existem mais algumas etapas para os fabricantes de dispositivos médicos chegarem a um componente ou dispositivo acabado. Nosso próximo artigo abordará pós-processamento, definição de forma e acabamento.