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01/08/2023 SMB Rodamientos Ltd

Los rodamientos de precisión son cruciales para garantizar una larga vida útil de los dispositivos médicos ~

Los rodamientos de precisión se encuentran entre los componentes críticos de los dispositivos médicos que son vitales para garantizar la seguridad del paciente. Sin embargo, según el Índice de retiradas de dispositivos médicos de 2022 de Sedgewick, las retiradas de dispositivos médicos han alcanzado una cifra récord en los últimos tres años, siendo los problemas de seguridad la principal razón. Aquí, Chris Johnson, director general de Specialistproveedor de rodamientosSMB Bearings explica por qué la elección correcta de materiales adecuados para bolas y anillos y el diseño correcto del producto pueden garantizar que los rodamientos (y los dispositivos médicos) de alta precisión tengan una larga vida útil.

Los rodamientos de precisión se utilizan en una amplia variedad de dispositivos médicos, incluidas herramientas quirúrgicas eléctricas, ventiladores y bombas cardíacas, y la seguridad del paciente depende de todos ellos. Cualquiera que sea el dispositivo, los fabricantes de equipos originales (OEM) de dispositivos médicos tienen la responsabilidad de garantizar que se elija el tipo correcto de rodamientos y que se ajusten con precisión a la aplicación. Esta responsabilidad se ve exacerbada por el hecho de que el desarrollo y aprobación de productos médicos suele ser un proceso prolongado y costoso.

Es más, los dispositivos médicos deben pasar controles y pruebas periódicas para garantizar ciclos de vida prolongados. Eso incluye estándares como ISO 14971, que define las mejores prácticas de reducción de riesgos a lo largo de todo el ciclo de vida de un dispositivo médico, desde el diseño y la fabricación hasta la distribución y el mantenimiento.

Examinemos más de cerca las exigencias sobre los propios rodamientos. Es vital que los fabricantes de equipos originales elijan correctamente los materiales de bolas y anillos.

Acero inoxidable versus cerámica

Tradicionalmente, los materiales de los anillos de los rodamientos de instrumentos médicos se fabricaban con metales de alta pureza, como el acero inoxidable martensítico. Por ejemplo, los robots médicos requieren componentes de alta precisión para realizar cirugías de ojo de cerradura y las centrífugas deben girar a altas velocidades para separar sustancias que tienen diferentes pesos. Las aplicaciones que requieren alta precisión o alta velocidad son más adecuadas para rodamientos de acero. El acero inoxidable martensítico es ideal para herramientas quirúrgicas, por ejemplo, debido a su capacidad para resistir los tipos de productos químicos agresivos utilizados en los procesos de esterilización.

Sin embargo, en entornos hostiles, los cojinetes de acero pueden volverse susceptibles a la corrosión, por lo que los cojinetes cerámicos resistentes son, en última instancia, una mejor opción para prolongar la vida útil del dispositivo. En estos casos se prefieren los cojinetes cerámicos.

Las aplicaciones de equipos que son más adecuadas para materiales cerámicos incluyen los escáneres de imágenes por resonancia magnética (MRI). Los hospitales quieren garantizar que sus máquinas de alto valor funcionen de manera eficaz, sin necesidad de piezas de alto mantenimiento. Debido a que los escáneres de resonancia magnética utilizan un fuerte campo magnético para generar imágenes bidimensionales o tridimensionales de cualquier sujeto vivo, no se pueden utilizar cojinetes de acero estándar debido a sus propiedades magnéticas. En cambio, la aplicación requiere componentes no magnéticos o no conductores, en este caso, rodamientos cerámicos de calidad.

Los rodamientos totalmente cerámicos son más duros que el acero, con una resistencia superior a la corrosión y al calor, mayor estabilidad dimensional y menor densidad. Son significativamente más caros que sus homólogos de acero; sin embargo, en general, los rodamientos cerámicos merecen la inversión adicional para ayudar a garantizar que las aplicaciones de alto valor, como los equipos de laboratorio, funcionen con eficacia y longevidad. De hecho, el uso de componentes incorrectos en dichos equipos puede provocar contaminaciones o detener las operaciones por completo.

En cuanto a la elección del material de las bolas con los cojinetes, los cojinetes de bolas de plástico son una buena opción para las camas de los escáneres de resonancia magnética o, de hecho, para cualquier aplicación de menor precisión en entornos médicos donde no puede haber ninguna distorsión magnética. Los rodamientos de bolas de plástico también son completamente amagnéticos cuando están equipados con bolas de polímero, vidrio o cerámica. Los anillos también pueden estar hechos de diferentes plásticos, como poliéter éter cetona (PEEK) o politetrafluoroetileno (PTFE). Cada uno tiene excelentes propiedades de resistencia química. Los materiales PEEK, en particular, tienen una resistencia mejorada a la corrosión y la abrasión, resistencia y tenacidad, radiolucidez de rayos X y un excelente rendimiento de esterilización.

Rodamientos más pequeños posibles

Además de los materiales, también se debe tener en cuenta el diseño del rodamiento de alta precisión. Generalmente, los fabricantes de dispositivos médicos deben desarrollar sus productos para que funcionen bien en un espacio limitado. Este equipo requiere el montaje de rodamientos lo más pequeños posibles, especialmente para dispositivos portátiles. Para este tipo de aplicaciones, SMB Bearings recomienda rodamientos en miniatura de acero inoxidable, definidos por un diámetro interior inferior a 10 milímetros. Sin embargo, el rodamiento más pequeño de la gama en miniatura de SMB Bearings está diseñado para adaptarse a un eje de sólo 0,6 milímetros de diámetro, aproximadamente el tamaño de la cabeza de un alfiler.

Para equipos médicos portátiles giratorios, como taladros dentales, es posible que los rodamientos deban funcionar a altas velocidades. Un rodamiento con un diámetro interior de 0,6 milímetros puede ofrecer 160.000 revoluciones por minuto (rpm), lo que proporciona una impresionante capacidad de velocidad de rotación, mientras que algunos rodamientos más grandes pueden aumentar su velocidad nominal mediante el uso de retenedores de bolas, fabricados con materiales como torlon o reforzados. poliamida.

Si la precisión de rotación es importante para la aplicación (normalmente es el caso de los instrumentos médicos), los fabricantes deben considerar la posibilidad de elegir un rodamiento de marca de precisión. Hay muchos rodamientos de bajo costo en el mercado, pero su precisión y calidad inconsistente los hacen peligrosamente inadecuados para aplicaciones de alta precisión.

Buena lubricación

A continuación, veamos los requisitos de lubricación de los rodamientos en aplicaciones médicas. Los rodamientos cerámicos no requieren lubricante para funcionar, mientras que las alternativas de acero pueden necesitar un mantenimiento de rutina para relubricar la pieza. En estos casos, una buena lubricación también es vital para el rendimiento de los rodamientos en aplicaciones médicas y para garantizar la seguridad del paciente. Por ejemplo, para los sistemas de rodamientos que dependen de la lubricación con grasa, se recomienda que la lubricación sea biocompatible, de modo que no haya riesgo para la salud del paciente incluso si el equipo entra en contacto con la piel o el tejido.

De hecho, los lubricantes clasificados H1 o H2 por la National Sanitation Foundation (NSF) suelen recomendarse para dispositivos médicos. Los lubricantes H1 son insípidos, inodoros y están clasificados como seguros para el consumo humano. Se utilizan en maquinaria como bombas, cintas transportadoras y mezcladoras, e incluso en entornos de preparación de alimentos donde el contacto con los alimentos es técnicamente inevitable. Los lubricantes H2 se recomiendan para dispositivos que no entran en contacto directo con alimentos, bebidas o productos farmacéuticos.

Los fabricantes de dispositivos médicos también deberían considerar lubricantes biocompatibles que cumplan con la norma ISO 10993, una serie de normas para evaluar la biocompatibilidad de dispositivos médicos para gestionar el riesgo biológico.

Los ejemplos anteriores muestran que los rodamientos de precisión en los dispositivos médicos son fundamentales para garantizar la seguridad del paciente. Sin embargo, con el apoyo de un proveedor experto en rodamientos, los OEM no necesitan sentir la carga de estipulaciones como la ISO 14971. En cambio, pueden elegir el material y el diseño correctos del rodamiento para garantizar que los dispositivos médicos sigan funcionando y pasen las inspecciones, y, Lo más importante es ayudar a salvaguardar la seguridad de los pacientes en el futuro sin necesidad de retiradas del mercado.

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