ВВЕДЕНИЕ

Сведения о применении инструментов для народной медицины мы находим еще в древних летописях. Впервые производство медицинских инструментов на промышленной основе было организовано в России по указу Петра I на заводе военно-врачебных заготовлений в 1721 г. («Инструментальная изба») в Петербурге.

Медицинская промышленность была создана после Великой Октябрьской социалистической революции. К 1940 г. медицинская промышленность имела 26 заводов, из них И медико-инструментальных. Огромное внимание партии и правительства к охране здоровья советских людей позволило в короткий срок создать мощную индустрию здоровья. Решениями XXVI съезда КПСС предусмотрено дальнейшее развитие медицинской промышленности страны, определены задания по увеличению выпуска изделий в 1,4 раза [Материалы XXVI съезда КПСС. М.： Политиздат, 1981]. В настоящее время медицинские инструменты производятся на 12 заводах отрасли; номенклатура их насчитывает более 4 тыс. наименований. В стране создана научная и конструкторско- технологическая базы для разработки изделий медицинской техники. Большой вклад в разработку инструментов внесли Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинского приборостроения (ВНИИМП) и Всесоюзный научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники (ВНИИИМТ). Ныне основные разработки медицинских инструментов сосредоточены в Научно-производственном объединении 《Men- инструмент》(г. Казань) и па медико-инструментальных заводах Министерства медицинской промышленности, предприятия которого выпускают 93% по номенклатуре и 70% по объему медицинской техники страны. Наравне с классическими инструментами, производимыми в количестве от сотен тысяч до миллионов штук в год, освоены и выпускаются инструменты для новых медицинских ме- тодда по микрохирургии, инструменты с использованием ультразвука и лазерного излучения.

2 технологии производства инструментов используются современные процессы: алмазная обработка, объемные методы, упрочнение штампов и оснастки. Ежегодно в отрасли внедряют сотни специальных станков, роботы и манипуляторы.

В настоящее время в литературе отсутствуют работы, обобщающие опыт создания и особенности производства медицинских инструментов.

Цель данной книги — показать методы расчета наиболее массовых инструментов и опыт предприятий медико-инструментальной подотрасли по технологии изготовления медицинских инструментов, а также некоторые сведения по их эксплуатации. “

Несомненно, что в такой небольшой книге трудно описать работу ученых, врачей и инженеров по созданию медицинских инструментов.

Автор с благодарностью примет критические замечания и пожелания, которые помогут в дальнейшем усовершенствовать книгу.

Глава I

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА И НАДЕЖНОСТИМЕДИЦИНСКИХ ИНСТРУМЕНТОВ. КЛАССИФИКАЦИЯ

Медицинские инструменты издавна являются необходимыми техническими средствами во многих медицинских специальностях. Под медицинским инструментом понимается техническое устройство, предназначенное для выполнения профилактических, диагностических, лечебных, исследовательских манипуляций и процедур, удерживаемое в руке и приводимое в действие мышечной силой человека или являющееся сменным рабочим органом медицинского аппарата (машины). К медицинским инструментам относятся изделия, предназначенные для проведения определенных манипуляций на органах и тканях человеческого организма с целью механического воздействия на них, а также определенных действий с материалами, применяемыми при этих манипуляциях.

Важнейшим требованием, предъявляемым к медицинским инструментам, особенно применяемым при операционном вмешательстве, является высокое качество.

Показатели качества и надежности

Показатели качества медицинских инструментов в соответствии с ГОСТом 22851-77 должны обладать следующими качествами:

——иметь все свойства медицинских инструментов, обусловливающие их пригодность, удовлетворять потреб- ности в соответствии с назначением;

—быть стабильными;

—способствовать планомерному повышению эффективности производства;

——учитывать современные достижения науки и тех- ннки и основные направления технического прогресса в отраслях народного хозяйства.

Для всех видов медицинских инструментов назнаи'а- ются общие показатели качества, специфичные, зависящие от конструктивных исполнений.

Общие показатели качества для инструментов всех видов:

—— стойкость к внешним воздействиям;

——стойкость к предстерилизационной очистке, стерилизации и дезинфекции;

——стойкость к воздействию климатических факторов;

—коррозионная стойкость;

—чистота обработки поверхности (шероховатость);

——качество поверхности (забоины, вмятины и т. д.);

—степень блеска поверхности;

— материал (марка);

— твердость материала;

—безотказность и долговечность;

——эргономические и эстетические характеристики;

,——технологичность;、

—стандартизации и унификации;

——патентно-правовые показатели.

Специфические показатели качества, зависящие от конструкции изделия, приводятся в технических условиях и чертежах на инструменты и будут рассмотрены в последующих главах.

Общесоюзная и отраслевая классификациимедицинских инструментов

Общесоюзный классификатор промышленной и сельскохозяйственной продукции (ОКП) построен по иерархическому принципу, согласно которому промышленная и сельскохозяйственная продукция на основании соответствующих признаков распределяется по классам, подклассам, группам и видам.

Формула структуры кодового обозначения на уровне Высших классификационных группировок (ВКГ) Общесоюзного классификатора промышленной и сельскохозяйственной продукции (ВКГ ОКП) состоит из 6, а на уровне полного кодового обозначения продукции ——из 10 знаков.

Класс 943 «Медицинские инструменты» определяется характеристиками: два первых знака Xi, Х2 — признаки отраслевой принадлежности (класс); Х3 ——признак деления по отраслям медицинской промышленности (подкласс) ;Х4 ——признак функционального действия (группа); Х5 ——область применения (подгруппа); Хб ——конструктивный признак (вид); Х7, Xs, Х9, Хю ——порядко-

ворегистрационные номера (перечисление внутри вида).

Классификационная часть ОК口 СЭВ (6 знаков) и ВКГ ОКП полностью совпадают^ поэтому десятиразрядные коды ОКП СЭВ полностью совпадают с десятиразрядными кодами ОКП.

В международных соглашениях о специализации и кооперации производства проставляются кодовые обозначения ОКП СЭВ, а также номера по национальному каталогу.

Глава II

ВОЗДЕЙСТВИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДНА МАТЕРИАЛ ИНСТРУМЕНТОВ

Медицинские металлические инструменты в процессе эксплуатации подвергаются воздействию сред живого организма, содержащего жиры, органические кислоты, соли, в частности хлориды, являющиеся активаторами кор- Р°зии. Кроме того, в процессе бактерицидной (санитар- • ной) обработки инструменты контактируют со средами, применяемыми для предстерилизационной очистки, стерилизации и дезинфекции, которые в большинстве своем также являются агрессивными по отношению к метал- 』ам, из которых изготовлены инструменты.

Под влиянием агрессивных сред бактерицидной обработки и среды живого организма во многих случаях при одновременном воздействии механических напряжений возникают коррозионные очаги, изменяются твердость и упругость металла, приводящие к быстрому изнашива- нию инструмента и даже к его разрушению.

Для нержавеющих сталей, из которых изготавливайся основные инструменты массового применения,- характерна в основном питтинговая коррозия [Тома- тов Н. Д., Чернова Г. П„ 1973]. Она возникает под действием растворов, где содержатся те или иные окислите- Ли (к примеру, кислород воздуха) и одновременно активированные ионы (С1~, Вг_, 1~ и др.). Благоприятными Д』я ее возникновения являются среда живого организма и некоторое бактерицидные среды.

Питтинговая коррозия представляет собой один из опасных видов коррозионного разрушения металлических инструментов. Коррозия развивается в (Отдельных цент-

pax и проявляется в виде мелких глубоких поражений; иногда питтинги являются местами зарождения коррозионных трещин.

Предстерилизационная обработка инструментов

Для предстерилизационной обработки медицинских инструментов применяются моющие среды нескольких составов [Вашков В. И., 1973]: мыльно-содовый раствор, растворы аммиака, сульфата магнезии и др. Последние два раствора нс обеспечивают полного отмывания предметов от крови, гноя и других пирогенных веществ. Кроме того, растворы сульфата магния в течение 15 мин вызывают коррозию медицинских инструментов (шприцев, игл, скальпелей, ножниц). Коррозия возникает па режущей кромке, в трущихся частях замка и на других участках, где отсутствует гальваническое покрытие.

Наиболее эффективным признается метод обработки в моющем препарате «Биолот» (ТУ 18 РСФСР 718-77) в концентрации 5 г/л или в растворе перекиси водорода (20 мл/л) с моющим препаратом («Лотос», «Прогресс», j «Новость», «Астра») 一 5 г/л.，!

Предлагаемые моющие растворы нетоксичны для че-， ловека и широко используются в медицинской практике. Однако по многочисленным отзывам лечебных организа-: ций медицинские инструменты при контакте с моющими ； средствами и при последующей стерилизации быстро выходят из строя.(

Работы, проведенные в Научно-производственном объ- j единении (НПО) 《Медннструмент》, показали, что инет- рументы из углеродистых сталей, особенно стоматологи- i ческие (боры, дрильборы, экскаваторы и т. п.), покрыва- j ются сплошным слоем продуктов коррозии в процессе | первой мойки в смеси перекиси водорода и моющего порошка «Новость». Инструменты из нержавеющих сталей 20-40X13 подвергаются питтинговой коррозии в области замков, кремальер, винтов, так как на участках с низкой 1 чистотой обработки поверхности (Ra = 2,5—1,25 мкм, Ra=l,25—0,63 мкм) или в местах контактов различных сплавов (даже однотипных металлов).

Инструменты из титановых сплавов также не выдерживают очистку в растворе с перекисью водорода, на них появляются цветные пятна коррозии после первых циклов обработки.

Стерилизация инструментов

Широко распространенным методом стерилизации медицинских инструментов, рекомендуемым для обработки большинства хирургических и стоматологических инструментов (зажимы, ножницы, кусачки и т. п.), является стерилизация сухим горячим воздухом при температуре 180℃.

Температура суховоздушной стерилизации соответствует стадии низкого отпуска, при которой происходит распад зафиксированного состояния стали. При этом изменяются свойства стали ——повышается пластичность, вязкость, снижается твердость. Снижение твердости режущего края способствует в дальнейшем быстрому износу инструментов. Мелкие стоматологические инструменты при нагревании свыше 160℃ также теряют свою остроту и надежность (боры, дрильборы, каналонаполни- тели и др.). “

Не менее распространенным методом стерилизации является стерилизация паром в автоклавах, осуществляемая при температуре 120—130QC (в пределах давления 1—2,5 атм).

Инструменты, изготовленные из нержавеющих сталей и латуни, при автоклавировании не изменяются или изменяются незначительно. Обработка в автоклавах инструментов из углеродистой стали вызывает значительные искажения пх характеристик.

Помимо описанных выше физических методов, применяется стерилизация медицинских инструментов химическими препаратами: 6% раствором перекиси водорода, 1 % раствором дезоксона, 0,5% раствором йодата и др.

Растворы йодата и надуксусной кислоты вызывают сильную коррозию никелевых покрытий и латуни, из которой изготавливают большое число изделий (шприцевая арматура, бужи, катетеры, зеркала и др.).

Коррозионное воздействие растворов перекиси водорода проявляется значительно слабее и практически сводится к потемнению никелевого покрытия и медленному разрушению латуни. При наличии каналов и других незащищенных участков перекись водорода приводит к значительному сокращению срока службы таких медицинских инструментов. .

До недавнего времени основным способом стерилизации хирургических инструментов (шприцев и др.) было

кипячение в дистиллированной воде. При таком способе стерилизации инструменты подвергаются коррозии. Особенно опасна коррозия на инъекционных иглах, возникающая у места соединения иглы с канюлей, что во время эксплуатации может вызвать поломку иглы.

Инструменты с замками и ножницами кипятят открытыми, сложные инструменты — в разобранном виде, а скальпели, ножи, троакары, особенно лезвия,— обернутыми марлей или белой ватой для предохранения от разрушения режущих кромок.

В настоящее время в связи с разработкой более быстрых и надежных методов стерилизации кипячение применяют в основном в небольших лечебных учреждениях и для дезинфекции инструментов.

Для стерилизации инструментов в некоторых случаях используют газообразные средства： окись этилена, окись этилена с бромидом метила и др. Газовые методы рекомендуются для стерилизации режущих и колющих инструментов с микронной заточкой; для аппаратуры с оптическими и зеркальными деталями; предметов одноразового пользования и различных изделий из термолабильных пластмасс (зонды, катетеры, шприцы и др.). Газы не повреждают стерилизуемых объектов, не изменяют их свойств и с этой точки зрения газовая стерилизация представляется идеальной. Однако практическое применение этого метода встречает значительные трудности из-за большой летучести газов, токсичности, длительных сроков экспозиции и адсорбции газов различными материалами, в особенности пластическими массами. В настоящее время газовую стерилизацию применяют главным образом в крупных центрах санитарной обработки, а также в некоторых научно-исследовательских институтах.

Инструменты, не контактирующие с раневой поверхностью, кровью или инъекционными препаратами, а так-； же применяемые при гнойных операциях и при лечении ； инфекционных больных, подлежат дезинфекции. Спосо- J бов дезинфекции значительно больше, чем стерилизации. Среди них имеются методы, аналогичные стерилизующим, но отличающиеся режимом обработки: горячий воздух, автоклавирование, использование растворов перекиси водорода, дезоксона. Указанные дезинфицирующие среды воздействуют на инструменты так же, как при стерилизации.

Кроме перечисленных выше средств, для дезинфекции инструментов применяют: 3% раствор формалина, тройной раствор, состоящий из 2% формалина, 0,3% фенола, 1,5% бикарбоната натрия, 1 % раствор хлорамина. Указанные растворы являются коррозийно-активными по отношению к инструментам из углеродистой стали с гальваническим покрытием и без него. Боры, каналонаполни- тели, дрильборы, корродируют в формалине и хлорамине с первого цикла обработки, в тройном растворе — со второго.

Высказывается мнение, что причиной поломки кана- лонаполнителей и дрильборов, деформации дискодержателей и пинцетов, износа рабочих частей экскаваторов, затупления зондов и инструментов для удаления зубных отложений является применение агрессивных методов мойки и стерилизации этих инструментов [Nossek Н., 1956]. При неправильном выборе методов стерилизации и дезинфекции инструментов отмечен преждевременный выход их из строя. Например, боры приходят в негодность после 2—3 операций.

Для увеличения срока службы инструментов необходимо выбирать щадящие методы очистки и бактерицидной обработки. Определение долговечности инструментов в условиях подконтрольной эксплуатации с использованием щадящих режимов обработки показывает, что надежность инструментов может быть значительно увеличена, в частности, для боров в 5——10 раз, для экскаваторов и инструментов по пломбированию зубов — в 2 раза, для дрильборов ——в 40 раз.

Большое влияние на коррозионную стойкость оказывает чистота обработки поверхности инструментов. Сталь с грубо обработанной поверхностью более чувствительна к питтингу, нежели сталь с высококачественной обработкой поверхности. Инструменты из нержавеющих сталей, с шероховатостью поверхности Ra = 0,16 мкм, изготовленные из сплава (20―40X13), выдерживают до 30 циклов мойки с последующей стерилизацией независимо от вида стерилизации. Последнее можно объяснить тем, что чем меньше микронеровности, тем быстрее образуется на поверхности самопассивирующихся металлов и сплавов пассивная пленка, надежно защищающая металл от коррозии. Наличие пассивной пленки определяет дальней- ^^ доведение металла в эксплуатации [Evans U. R.,

Кроме того, в процессе изготовления инструменты подвергаются различным механическим операциям, в том числе шлифованию и полированию. Под кратковременным действием высоких температур (250——1600℃) и механических напряжений при «жестких» режимах шлифования в поверхностных слоях инструментов происходят структурные и фазовые превращения. Измененный поверхностный слой по физико-химическим свойствам, фазовому составу, твердости отличается от основного металла, свойства которого обусловливаются его природой и режимами термической обработки. При этом уменьшается усталостная прочность, износостойкость и коррозионная стойкость [Эльянов В, Д., Куликов В. Н., 1974]. Поэтому соблюдение правильных режимов шлифования п полирования ——необходимое условие гарантии качества медицинских инструментов.

Одним из распространенных способов улучшения различных свойств поверхностного слоя металла, в том числе и шероховатости поверхности, является электрохимическое полирование. Этот метод обработки улучшает механическую прочность изделий из металла вследствие исключения наклепа поверхности и повышения предела усталости сталей.

Применение электрохимического полирования в качестве финишной операции приводит к улучшению однородности и гомогенности поверхности, не загрязняемой полировочными пастами, а полученная электрохимическим путем окисная пленка повышает коррозионную стойкость и стабильность потенциала поверхности, что очень важно для изделий, используемых в средах живого организма.

Микробиологическими исследованиями показано, что электролитическое полирование стальных и титановых клапанов сердца позволяет получить поверхность, исключающую тромбообразование и сокращающую время вживления.

Исследованиями, проведенными в НПО《Медмнстру- мент», подтверждено, что электрохимически полированная поверхность стали 20——40X13 обладает повышенной коррозионной стойкостью в средах санитарной обработки и в растворах хлорида натрия, имитирующих среду живого организма, по сравнению с механически шлифованной поверхностью.

Выбор метода стерилизации инструментов

В СССР с 1978 г. действует отраслевой стандарт ОСТ 64-1-337-78 «Устойчивость медицинских металлических инструментов к средствам пред стерилизационной очистки, стерилизации и дезинфекции. Классификация. Выбор метода》.

Все инструменты, применяемые в медицинской практике, классифицированы на 5 групп (табл. 1) в зависимости от материала, из которого изготовлены, параметров шероховатости поверхности, наличия гальванического покрытия, конструктивных особенностей (наличие режущей кромки, острых углов, контактов разнородных металлов и т. п.), области их применения и устойчивости к средствам предстерилизационной очистки, стерилизации и дезинфекции.

Для каждой из 5 групп инструментов стандарт устанавливает требования по выбору оптимальных методов дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации, обеспечивающие стерильность инструментов и не разрушающие его поверхности.

Материал, из которого изготовлен инструмент, параметры шероховатости поверхности, функциональные свойства должны соответствовать ГОСТ 19126-79, стандартам и техническим условиям (ТУ) для конкретных инструментов. Технические требования к коррозионной стойкости инструментов должны соответствовать ОСТ 64-1-72-80 и ТУ на конкретные инструменты.

Средства и режимы дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации, указанные в ОСТ 64-1-337-78, соответствуют ОСТ 64-2-2-77 «Стерилизация и дезинфекция изделий медицинского назначения. Метотоды, средства п режимы».

Инструменты после цикла обработки, состоящего из предстерилизационной очистки, стерилизации и дезинфекции, должны соответствовать требованиям стандартов и ТУ для инструментов.

К первой группе ОСТ 64-1-337-78 отнесены инструменты: ' ■

——из хромоникелевых нержавеющих сталей (12Х18Н9Т, 10Х14Г14НТ, 12Х18Н10Т и др.);

— из хромистых нержавеющих сталей (20—40X13), простой конструкции, с шероховатостью1 не более Ra — = 0,16 мкм, не имеющих щелей, углублений, глухих и уз-

i Номера групп

Материал 1

Характерные для группы стали и сплавы

Конструктивные особенности

Характерные для группы инструменты

.1 Нержавеющие хромоникелевые стали

12Х18Н9Т

10Х14Г14НТ'

12Х18Н10Т

20Х13НГ9

Любое конструктивное исполнение

Крючки пластинчатые, шпатели нейрохирургические

Нержавеющие хромистые стали

20X13, 30X13

40X13

Отсутствие иа поверхности щелей, углублений, глухих и узких отверстий, контакта металлического материала разных марок.

Шероховатость ие более Ra 0,16 мкм по ГОСТ 2789-73

Шпатели для цемента, лопатки, языкозащитники

Прецизионные сплавы

40ХНЮ-ВИ

Любое конструктивное исполнение

Скальпели, иожи

Твердый сплав

ВК6М

То же

Боры твёрдосплавиые, иглодержатели хирургических игл

.Цветные сплавы

Л-63, ЛС59-1, М2, М3, МНЩ5-20, ПОС-90, ПОС-61 ПОССу, 40-2/ ПОССу 30-2 .

Любое койструктивиое исполнение, наличие гальванического покрытия по ОСТ 64- 1-72-72

Каиюли, катетеры, зоиды металлические, скобки металлические для сведения краев ран

2 '

Нержавеющие хромистые стали

Серебро и сплавы серебра .

Углеродистые

стали

20X13, 30X13, 40X13, 95X18

Ср. 999,9

Пер. 45

У7А, 28А, У10А,

У12А, Ст「45, углеродистая пружинная проволока I, II, Ш класса

Любое конструктивное исполнение

То же

Любое конструктивное исполнение, без покрытия или с гальваническим покрытием по ОСТ 64-1-72-72

Зажимы, иожиицы, кусачки

Шпатели глазные, клипсы, иглы для акупунктуры

Эндоскопический инструмент (дрильборы, каналонапол- нители), съемные лезвия к скальпелям

3

Алюминиевые сплавы

АМЦ, Д16

Любое конструктивное исполнение, наличие гальванического покрытия или оксидирования по ОСТ 64-1-72-72

Вороики ушиьге

Цветные сплавы

ПОС 90, ПОС 61

Без гальванического покрытия

Адеиотом & приемником

Легированные инструментальные стали

ХВ5

Любое конструктивное исполнение

Боры, фрезы

4

Сплавы титана

ВТ-5, ОТ4-1, ВТ6, ВТ5-1, ВТ14

То же

Зеркала, ранорасширители^ гвозди для остеосинтеза

5

Нержавеющие мартенситные стали

10Х13М"

То же

Скальпели, иожи

и； 1 В том числе припои.

ких отверстий, контакта разнородных металлов (шпатели для цемента, лопатки, языкозащитники).

Инструменты первой группы проявляют высокую коррозионную стойкость по существу во всех средах, принятых для очистки и бактерицидной обработки в клиниках нашей страны и рекомендуемых ОСТ 42-2-2-77: очистка——в растворе «Б иол от» н перекиси водорода с моющими препаратами《Астра》，《Лотос», «Триас» и др.; стерилизация——горячий воздух, автоклавирование, 6% раствор перекиси водорода; дезинфекция ——кипячение, автоклавирование, горячий воздух, тройной раствор, хлорамин, 3% раствор перекиси водорода.

Вторая группа включает инструменты любого конструктивного исполнения из различных металлов и сплавов:

——из нержавеющих мартенситных сталей (20X13, 30X13, 40X13, 95X18) и мартенситно-аустенитных (25Х17Н2Б-Ш). Сюда относится самый массовый хирургический к стоматологический инструмент (зажимы, ножницы, кусачки), а также инструмент, упрочненный твердыми сплавами ВКЗ, ВК6М, ВК6-ОМ (ножницы, боры твердосплавные, иглодержатели хирургических игл);

—из цветных -сплавов (Л-63, Л С-59-1, М2, ПОС-90, ПОС-61, ПОССу 40-2, ПОССу-ЗО-2) с обязательным гальваническим покрытием по ОСТ 64-1-72-80 [Элья- нов В. Д., Куликов В. Н., 1974] (канюли, катетеры, зонды, скобки для сведения ран).

' К этой же группе инструмента относятся иглы для акупунктуры, шпатели глазные, клипсы, изготовленные из серебра и его сплавов (Ср. 999,9, Пер. 45).

Для санитарной обработки инструментов второй группы рекомендуется предстерилизационная очистка в препарате 《Ьиолот》； стерилизация горячим воздухом; дезинфекция в тройном растворе или горячим воздухом.

К третьей группе относятся инструменты любого конструктивного исполнения, изготовленные:

—из углеродистых сталей (У7А, У8А, У10А, У12А, пружинной проволоки I, II, III класса) с гальваническим покрытием по ОСТ 64-1-72-80 или без покрытия (дриль- боры, каналонаполнители, съемные лезвия к скальпелям И Др.);

— из алюминиевых сплавов (АМЦ, Д16) с гальваническим или оксидным покрытием (воронки ушные);

—из цветных металлов (ПОС 90, ПОС 61) без галь- ванического покрытия (аденотом с приемником)；

——из легированных инструментальных сталей ХВ-5 (боры, фрезы).

Для санитарной обработки инструментов третьей группы рекомендуются очистка в растворе《Виолот》, стерилизация и дезинфекция горячим воздухом.

К четверто 11 группе относятся инструменты из титана и его сплавов (ВТ-5, ОТ4-1, ВТ-6, ВТ-51, ВТ-14) любого конструктивного исполнения (зеркала, ранораС' ширители, гвозди для остеосинтеза). В последнее время начали изготавливать микроппструмент, трахеотомиче- ские трубки.

Очистку этих изделий рекомендуется проводить в рао творе препарата «Биолот», стерилизацию осуществлять горячим воздухом или в автоклаве, дезинфекцию ——авто、 клавированием, горячим воздухом, тройным раствором, хлорамином или 3% раствором перекиси водорода.

В пятую группу выделены режущие инструмен- тн (скальпели, ножи) из нержавеющей мартенситной стали 100Х13М. Эти инструменты рекомендуется обрабатывать в растворе моющего препарата «Биолот^ (очистка), стерилизовать - автоклавированием, дезинфицировать в автоклаве или горячим воздухом.

В особую группу изделий необходимо выделить имплантаты. Условия их эксплуатации отличаются от таковых для медицинских инструментов и характеризуются длительным пребыванием в организме человека (от нескольких месяцев до 10 лет и более). В процессе эксплуатации имплантаты взаимодействуют постоянно со средой живого организма. В организме человека они подвергаются химическому или электрохимическому разложению. Кроме того, на них воздействуют механические силы (трение, износ и пр.).

В настоящее время наиболее распространенным металлом для изготовления имплантатов служит нержавеющая сталь, в меньшей степени титан и другие сплавы. При анализе имплантатов из нержавеющей стали, извлеченных из организма человека, установлено, что причи- нами их коррозии являются: любые дефекты поверхности (повреждения в защитной пленке, риски и др.); структурная неоднородность материала, обусловленная несовершенной технологией термообработки; контакт разнородных металлов (протеза и винтов крепления и

др.); микроскопические вкрапления инородного металла и др.

Опасность разрушения имплантата заключается в потере его функциональных свойств, а также накоплении продуктов коррозии, которые усваиваются окружающими тканями и могут вызывать различные изменения в организме. Исследования 138 удаленных имплантатов показали, что в 67 случаях выявлены признаки разрушения, при этом отмечается глубина каверн до 80 мкм. Наиболее часто встречаются следующие виды коррозии:

—гальваническая, когда применяют одновременно два разнородных металла;

——щелевая, образующаяся на потрескавшейся поверхности имплантата, возникающая в случае нарушения целостности пассивной пленки или наличия в имплантате просветов между смежными поверхностями с грубой обработкой;

—— межкристаллитная коррозия, происходящая на границе зерен;

— фреттинг-коррозия, или коррозия с истиранием, возникающая между деталями имплантата;

'—коррозионное растрескивание, возникающее под действием напряжения, которое приложено к имплантату снаружи или возникло внутри имплантата после его изготовления.

Большинству имплантатов необходимо иметь минимальную реакцию со средой организма и между элементами конструкции. Повысить коррозионную стойкость имплантатов можно путем разработки рациональной конструкции, оптимальным подбором материала.

Имплантаты, изготовленные на основе кобальта (кобальт—молибден — хром, кобальт — хром), мало подвергаются коррозии, однако отмечено, что продукты коррозии даже в минимальных количествах вредно влияют на структуру примыкающих к имплантатам тканей.

Титан в организме практически не подвергается коррозии, однако в мягкой ткани, окружающей титановый имплантат, наблюдается повышение концентрации ионов титана в 10—100 раз. Характер влияния ионов титана на окружающие ткани и организм человека пока еще не установлен, однако прямых вредных последствий не отмечено.

Важным моментом при имплантации является тщательная стерилизация имплантируемых элементов. Для

нее применяют известные методы с использованием горячего воздуха, автоклавирования, химических средств, радиации, газов (окись этилена). При этом учитывают материал, из которого изготовлен имплантат, и выбирают щадящие методы санитарной обработки.

Глава III

МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВАМЕДИЦИНСКИХ ИНСТРУМЕНТОВ

Основные требования, предъявляемыек материалам

Для производства медицинских инструментов широко используют самые различные материалы: черные и цветные металлы, стали и сплавы (порошковые, спеченные, композиционные), полимеры. Выбор рациональных материалов для конкретных видов инструментов определяется их функциональным назначением и конструкцией, условиями эксплуатации и технологией изготовления.

К медицинским инструментам предъявляется большое число требований, но определяющим считается функциональное назначение. Поэтому материал, из которого изготавливают медицинский инструмент, должен обеспечивать высокое качество изделия и его высокие функциональные свойства. Для получения инструментов высокой надежности и долговечности материал должен сохранять высокие функциональные свойства при эксплуатации в течение заданного периода времени. Высокоэффективное производство медицинских инструментов возможно при условии, если технологические свойства материала, из которого их изготовляют, позволяют обеспечить оптимальную в условиях завода-изготовителя технологию производства.

Определение требований, предъявляемых к металлическим материалам для медицинских инструментов, и выбор конкретных марок сталей и сплавов для их изготовления зависят от функционального назначения, инструментов, которые можно разделить на: режущие, нережущие, детали изделий, принадлежности и приспособления; имплантируемые изделия; многолезвийные режущие; прочие (зондирующие, оттесняющие и др.).

В отдельные группы по конструктивному признаку це-

лесообразно выделить микроинструменты и стержневые стоматологические инструменты.

Изделия каждой группы имеют родственные области применения, работают в сходных условиях; их отказ вызывается аналогичными причинами. Вследствие этого соответствующая пластическая и термическая обработка сталей и сплавов сообщает каждой группе примерно одинаковые механические и физико-химические свойства и обеспечивают получение примерно одинаковых функциональных свойств.

Материалы для производства режущихи колющих хирургических инструментов

Рабочие части режущих инструментов подвергаются изгибу, трению и смятию при одновременном воздействии на них коррозионно- и поверхностно-активных сред. Режущие инструменты могут выходить из строя в результате пластической деформации рабочих кромок, хрупкого разрушения и выкрашивания в коррозионно- и поверхностно-активных средах, износа. Причинами выхода из строя могут быть пластическая деформация, водородный и коррозионно-механический износ, локальная коррозия и коррозия под напряжением, пластифицирующее воздействие коррозионно- и поверхностно-активных сред и другие факторы [Геллер Ю. А., 1975].

Условия работы и характер выхода из строя рабочих частей режущих инструментов определяют требования, предъявляемые к химическому составу, структуре и свойствам металлических материалов для изготовления этих инструментов.

Основными требованиями к сталям и сплавам для режущих хирургических инструментов, обеспечивающими необходимые функциональные свойства, принято считать высокие значения твердости, режущей способности, кор- ” розионной стойкости, износостойкости (режущей стойко- 1] сти) и сопротивление малым пластическим деформа-卜 циям.《

Для режущих хирургических инструментов применя- | .ют углеродистые инструментальные стали марок У8А, | У10А, У12А; коррозионно-стойкие стали мартенситного 1 класса марок 30X13, 40X13, 95X18, 100Х13М. За рубежом также применяются стали типа 45X13, 65X13, 70Х14М, 38X15Л1Ф, 95X14МФ, 50X14Л1Ф и др. В качестве мате-

риалов, армирующих режущие части, применяют спеченные твердые сплавы на основе карбидов вольфрама или безвольфрамовые сплавы. На рабочие поверхности можно наносить износостойкое покрытие из карбидов, нитридов, боридов железа, хрома, никеля и других металлов, сплавов на кобальтовой или никелевой основах и т. д. Для армированных инструментов в качестве подложки применяют стали и сплавы, обычно неприменяемые для режущих инструментов — сталь марок 12X13, 20X13, 12Х18Н9Т; сплавы титана. Инструменты из углеродистых сталей для предотвращения коррозии гальванически покрывают хромом, никелем и хромом и др. При этом с режущих кромок покрытие снимают [Феофилов Р. Н., 1979].

Колющие инструменты, в частности трубчатые, можно изготавливать из хромоникелевой и хромоникельмолибденовой стали аустенитного класса, из мартенситно-ста- реющих сталей. Для этих сталей режущая способность, износостойкость (режущая стойкость) и сопротивление малым пластическим деформациям зависят в первую очередь от структуры металла. Наилучшие значения эти характеристики достигают при наличии мелких, равномерно распределенных вторичных нерастворившихся карбидов, прочно удерживающихся в твердой, но достаточно вязкой мартенситной матрице в присутствии остаточного аустенита в незначительном количестве. Важнейший легирующий элемент в сталях для режущих инструментов ——углерод. Коррозионная стойкость, зависящая от содержания хрома в мартенсите стали, для каждой марки стали максимальна при высокой твердости. С увеличением содержания углерода (при неизменной концентрации хрома в стали) коррозионная стойкость несколько надает в связи с повышением уровня нерастворившихся хромосодержащих карбидов в стали и обеднением таким образом мартенситной матрицы хромом.

Ш.З. Материалы для изготовлениязажимных инструментов (нережущих)

Инструменты, составляющие группу зажимов, предназначены для удержания ткани, игл, различных предметов. Быстроизнашиваемые рабочие части зажимных инструментов работают в коррозионно- и поверхностноактивных средах под действием значительных напряже-

ний, вызываемых нагрузками и трением. Эти инструменты выходят из строя в результате пластической деформации, износа и хрупкого разрушения губок, бранш, кремальер.

Основными требованиями, предъявляемыми к стали и сплавам для изготовления зажимных инструментов, обеспечивающими их хорошие функциональные свойства, яв* 二 ляются высокое сопротивление малой пластической деформации (большое значение пределов упругости или текучести), повышенная износостойкость, твердость, а требованиями, обеспечивающими высокую надежность и долговечность инструментов,•― повышенная коррозионная стойкость и высокое сопротивление малоцикловой усталости.

Для зажимных медицинских инструментов в основном ■ применяют коррозионно-стойкие стали мартенситного класса марки 20X13, мартенситно-ферритного класса -марки 12X13, аустенитного класса типа 12Х18Н9Т или ОЗХ17Н14М2, В качестве материалов, армирующих рабочие части, применяют спеченные твердые сплавы на основе карбидов вольфрама или безвольфрамовые сплавы. Хорошие функциональные свойства этих инструментов могут быть обеспечены применением нержавеющих мартен сити о-стареющих сталей и сталей переходного класса.

Материалы для изготовления деталейинструментов, приспособлений и принадлежностей

Условия pa6QTbi изделий, входящих в данную группу (ручки, оси, винты, гайки, штифты, пружины и др.), самые разнообразные, включающие различные нагрузки, работу в агрессивных средах и т. п.

К стали, идущей на изготовление данных изделий, за исключением пружин, не предъявляют каких-либо особых требований по механическим свойствам.

Для этих целей применяют конструкционные стали —— коррозионно-стойкие мартенситного класса 20X13, мартен ситно-ферритного—12X13, хромоникелевые стали аустенитного класса, в том числе автоматные.

Для изготовления пружин необходимы стали, обеспечивающие высокое сопротивление малым пластическим деформациям (высокий предел упругости), повышенную коррозионную стойкость.

Материалы для изготовления хирургическихимплантатов

Хирургические имплантаты ——это изделия, вводимые в организм для выполнения каких-либо его функций в течение длительного времени. Наиболее распространенной разновидностью их являются элементы для соединения отломков костей. Другим видом имплантата являются трахеотомические трубки.

Хирургические имплантаты подвергаются значительным изгибающим, растягивающим, сжимающим, скручивающим и истирающим нагрузкам, агрессивному воздействию биологических сред.

Имплантаты могут выходить из строя вследствие коррозионного воздействия, деформации или разрушения ,под действием механических нагрузок; может произойти отторжение имплантата биологической тканью.

Условия работы и характер выхода из строя определяют требования, предъявляемые к химическому составу, структуре и свойствам металлических материалов для изготовления хирургических имплантатов. Основными требованиями к стали и сплавам для производства хирургических имплантатов являются: высокая биологическая совместимость материала имплантата и тканей живого организма; высокая стойкость к общей, местной, контактной коррозии, коррозии под напряжением; высокие механические свойства и в первую очередь большая усталостная прочность, временное сопротивление разрыву; однофазная стабильная структура.

Для хирургических имплантатов применяют хромоникелевые и хромоникельмолибденовые коррозионно-стойкие стали, сплавы кобальта, тантала, титана, чистые металлы —никель, серебро, титан [Феофилов Р. Н., 1977].

Ш.6. Материалы для изготовления многолезвийныхрежущих инструментов

К группе многолезвийных режущих инструментов относятся зубные боры, фрезы и другие стоматологические инструменты. Зубные боры служат для сверления, фрезерования, чистовой обработки зубов и пломб при лечении, пломбировании зубов и для зуботехнических работ. Они работают как режущий инструмент при высоких скоростях резания труднообрабатываемых материалов.

Сталь и сплавы для боров должны обладать очень высокой твердостью и износостойкостью. Для этих целей применяют вольфрамовые инструментальные стали высокой твердости марок ХВ5, ХВ4, стали того же класса, но с меньшим содержанием вольфрама, спеченные твердые сплавы на основе карбидов вольфрама, например ВК6-ОМ.

Материалы для изготовления зондирующихи оттесняющих инструментов

При изготовлении зондирующих и оттесняющих инструментов к стали не предъявляется каких-либо специальных требований. Основным требованием можно считать повышенную коррозионную стойкость. Поэтому эти инструменты изготавливают из коррозионно-стойких и менее дефицитных, дешевых сталей, Обладающих наиболее высокими для данной конструкции технологическими свойствами. Это стали мартенситного класса марки 20X13, мартенситно-ферритного класса — 12X13, латуни с покрытием из хрома и никеля. Применяют также хромоникелевую сталь аустенитного класса 12Х18Н9Т, титан, можно использовать ферритные стали типа 1X17.

Материалы для изготовления стержневыхстоматологических инструментов

К группе стержневых стоматологических инструментов относятся дрильборы, пульпоэкстракторы, каналона- полнители, буравы корневые, предназначенные для обработки канала зуба. Эти инструменты работают как пружины под воздействием значительных изгибающих нагрузок, и сталь для них должна обладать очень высоким сопротивлением малым н большим пластическим деформациям (высокими значениями пределов текучести п прочности). Применяют пружинную проволоку I——111 классов из углеродистых сталей.

Материалы для изготовления инструментовс особыми свойствами

Микроинструменты, независимо от назначения, характеризуются малыми размерами рабочих частей. Главное требование, предъявляемое к сталям и сплавам для изго-

товления микропнструментов,——обеспечение возможности формирования и сохранения в процессе изготовления тончайших рабочих частей. Вместе с этим сталь для изготовления микроинструментов должна быть высокопрочной и коррозионно-стойкой. Этого можно достичь при использовании дисперсионно-твердеющих нержавеющих сталей, упрочняющихся примерно при 500℃, что уменьшает деформацию и глубину обезлегированного слоя при термообработке.

Наиболее рациональным является применение для этих целей высоколегированных коррозионно-стойких дисперсионно-твердеющих (мартенсптно-стареющих) сталей. В ряде случаев используют также коррозионно-стойкие стали мартенситного класса — 20X13, 30X13 и аустенитного класса — 12Х18Н9Т.

Углеродистые инструментальные стали

Для изготовления некоторых режущих инструментов (ножниц, ножей, долот, стержневых стоматологических инструментов и др.) применяют сталь, поставляемую по ГОСТ 1435-74 《Сталь инструментальная углеродистая». Для изготовления пружинных элементов используется сталь, поставляемая по ГОСТ 9389-75. Для производства медицинских инструментов применяют марки стали У7А (0,7% углерода), У8А (0,8% углерода), У10А (1 % углерода) ,У12А (1,2% углерода). Для медицинских инструментов сталь применяется в упрочненном, т. е. в закаленном и отпущенном, состоянии. Закалка сталей осуществляется нагревом до 800——840℃ с последующим охлаждением в воде, водном растворе соли, щелочи или масле. Отпуск материала проводится нагреванием до 140——200℃ в зависимости от требуемой твердости.

Структура стали после закалки и отпуска — мартенсит и в избыточном количестве карбиды. Сталь получает высокую твердость, хорошую режущую способность и износостойкость. Углеродистая сталь имеет низкую стоимость, не содержит остродефицитных легирующих элементов, обладает высокими технологическими показателями: невысокой твердостью, хорошей обрабатываемостью путем резания в отожженном состоянии. В результате большой пластической деформации из стали можно получать проволоку и ленту высокой прочности. Вместе с тем она имеет существенные недостатки. Прежде всего

это ржавеющая сталь, легко поддающаяся коррозии в атмосфере и агрессивных средах*： Она имеет низкую про- каливаемость, что ограничивает ее применение для изготовления режущих инструментов. В случаях, когда требуется высокая твердость сердцевины, инструменты из углеродистых инструментальных сталей не могут иметь толщину или диаметр рабочей части более 10——12 мм. Необходимость резкого охлаждения такой стали при за- калке усиливает деформацию и вызывает образование трещин. Сталь имеет недостаточно высокую прочность, пониженную вязкость и повышенную хрупкость. Низкая теплостойкость стали может приводить к недопустимо большому снижению твердости после переточки [Гвл~ кер Ю. А., 1975]. Эти недостатки углеродистых инструментальных сталей сокращают диапазон их применения Для производства медицинских инструментов.

HI-11- Легированные инструментальные стали

Из многочисленных марок легированных инструментальных сталей в медико-инструментальной промышленности находит применение для зубных боров сталь ХВ5, поставляемая по ТУ 14-1-1428-73. В состав ее входят: 1,25—1,45% углерода; 4,0—5,0% вольфрама; 0,40—0,70% хрома； 0,15—0,30% ванадия.

Зубные боры, изготовленные из этой стали, подвергают закалке и отпуску до твердости HRC 60—65 ед. Закалку стали осуществляют нагревом до 820—840℃ и последующим охлаждением в воде или нагревом до 840— 860°С и последующим охлаждением в масле. Отпуск стали проводят путем нагрева до 150± 10℃.

Структура после закалки и низкого отпуска—мартенсит и в значительном количестве карбиды вольфрама. Сталь после закалки получает очень высокую твердость HRC 60—65 ед., режущую способность и износостойкость. Сталь поставляется в виде серебрянки ——шлифованных прутков.

Из-за большого содержания вольфрама сталь дорога и дефицитна. Как и углеродистые инструментальные стали, сталь ХВ5 имеет весьма низкую коррозионную стойкость, теплостойкость и прокаливаемость, склонна к образованию трещин и хрупкому разрушению.

Коррозионно-стойкие стали

Стали мартенситного класса

В табл, 2 приведен химический состав сталей основных марок мартенситного класса, поставляемых по ГОСТ 5632-72 и ТУ 14-1-3012-80, применяющихся для изготовления медицинских инструментов большинства видов.

В производстве медицинских инструментовчэти стали используют после закалки и низкого отпуска — в упрочненном состоянии. Стали марок 30X13, 20X13, 40X13 закаливают при температуре 1000——1050℃ с последующим охлаждением в растворе щелочей, в масле или на воздухе； стали 100Х13М закаливают нагреванием до 1050— 1060℃ с последующим охлаждением в масле или в расплаве щелочей. Отпуск стали 100Х13М осуществляют на-

Таблица 2

Химический состав основных марок стали мартенситного класса

Марка стали

Химический состав, %

углерод

1хром

1 молибден

20X13

0,16—0,25

12—14 -

—

30X13

0,26—0,35

12—14

—

40X13

0,36—0,45

12—14

—

95X18

0,9—1,0

17—19

—

100Х13М

0,9—1,05

12,5—14,5

1,4-1,8

гревом до 150—170℃, остальных марок — до 200—350℃. Твердость после термообработки у стали разных марок различна: у стали 20X13 —HRC 40 ед. и более, у стали 30X13 — 48, у стали 40X13 — 50—55, у стали 100Х13М — 56—62 ед. Стали марок 20X13, 30X13, 4 0X13 при такой твердости имеют оптимальное сочетание свойств, необходимых для медицинских инструментов, почти максимальную твердость, прочность, упругие свойства и одновременно почти максимальную коррозионную стойкость.

Иногда для повышения вязкости и пластичности и предотвращения хрупкого разрушения стали марок 20X13 и 30X13 отпускают при более высокой температуре, чем

указано выше, при этом твердость и коррозионная стойкость снижаются.

Структура стали после упрочнения — мартенсит и избыточные карбиды; в структуре стали некоторых марок (в том числе 100Х13М) может быть остаточный аустенит, в других сталях, особенно марки 12X13, относящейся к мартенситно-ферритному классу,— феррит. В отожженном состоянии, а также в поставляемом виде мартенситные стали имеют преимущественно структуру зернистого перлита, который обладает наименьшей твердостью, что благоприятствует обработке резанием и давлением в холодном состоянии.

Мартенситные стали закаливают и поручают их высокую твердость при охлаждении на воздухе, в том числе после применения давления, сварки, что вызывает необходимость дополнительного отжига для смягчения стали и облегчения обработки. В случае, если в процессе изготовления медицинских инструментов используют пайку или сварку, например при армировании инструментов твердым сплавом, возникают затруднения, связанные с образованием зон местного отпуска на закаленном инструменте при температуре, выше допустимой по условиям сохранения коррозионной стойкости и охрупчивания, т. е. выше 350℃.

В целом мартенситные стали имеют хорошие технологические качества, позволяющие организовать эконо- -мичное и эффективное производство массовых медицинских инструментов.

Мартенситные коррозионно-стойкие стали имеют удовлетворительную коррозионную стойкость. Практическим критерием коррозионной стойкости медицинских инструментов, изготовленных из этих сталей, является твердость, которая должна быть близкой к максимальной. Максимальная же твердость свидетельствует об оптимальном количестве растворенных в матрице карбидов. Износостойкость мартенситных сталей при прочих равных условиях возрастает с повышением коррозионной стойкости и содержания углерода. В качестве износостойких сталей для изготовления режущих инструментов используют стали с содержанием углерода более 0,35%. С превышением количества углерода более 0,70% в структуре стали появляются крупные избыточные хромосодержащие карбиды и карбидная неоднородность, которые, с одной стороны, затрудняют обработку и меша-

ют формировать тонкую режущую кромку, а с другой, уменьшая содержание хрома и углерода в твердом растворе, снижают коррозионную стойкость и износостойкость мартенситной структурной составляющей.

За рубежом также мартенситные коррозионно-стойкие стали являются основным материалом для изготовления медицинских инструментов. Мартенситные стали, применяемые зарубежными фирмами для производства режущих инструментов, содержат в большем количестве углерод и хром по сравнению с отечественными.

Мартенситные стали позволяют изготавливать инструменты, обладающие несколько большей износостойкостью, а инструменты, изготовленные из сталей марок типа 40Х14МФ, 50Х14МФ, имеют несколько большую коррозионную стойкость.

Форма и размеры проката из мартенситных сталей разнообразны, но имеются некоторые ограничения, не позволяющие производить тонкие трубки, проволоку диаметром менее 1 мм, лист толщиной 5 мм и более.

В целом мартенситные коррозионно-стойкие стали, упрочняемые закалкой, являются наиболее дешевыми и экономно-легированными коррозионно-стойкими сталями, отличаются наилучшим сочетанием свойств, необходимых для изготовления медицинских инструментов: прочностью, твердостью, износостойкостью, коррозионной стойкостью.

Стали аустенитного класса

В табл. 3 приведен химический состав сталей основных марок аустенитного класса, поставляемых по ГОСТу 5632-72, и техническим условиям. Из многочисленных марок аустенитных сталей именно эти в умягченном —— закаленном состоянии после холодной пластической деформации в виде нагартовашюго упрочненного проката находят применение для изготовления медицинских инструментов.

Аустенитные стали в умягченном состоянии имеют предел прочности около 50 кге/мм2, после холодной пластической деформации прочность значительно повышается, например, для нагартованной проволоки предел проч- .ности по ГОСТу 18143-72 составляет не менее ПО кге/мм2. '

Сталь в умягченном состоянии имеет низкий продел

w

Химический состав сталей основных марок аустенитного класса

текучести (около 20 КПУММ2)》высокое значение относи— тельного упзнненнн (40%)・озтому аустеншнне стапн легко деформируютсн в хоподном состоннии。Вместе с тем они хуже деформнруютсн в -горнчем состоянии по сравнению с мартенситннми сталнми》что обунсннетсн большей легированностью и прочностью аустенит① ти сталхуже Елнфуютсн н ОбрабTBIBютсрезанием” ©ем мартенситнеу из’за большей лезрованности матриин —— аустеннта коррозионнан стойкость зтих сталей ВНЕС чем MNPTeHCTHx・Аустеннтнан сталь прн термической обработке ——за, калке в отлнчне от мартенснтнх ста』не нзменхет структуру^ но прн зтом устраняется пластмиеская Аефор— мация и умягчается аустенитнан матрниа，Закалка ОС Еествляется нагревом до 1020—1100ОС н гшследуюгцнм охлаждением на воздухе》в масле или в вод,е・ За рубежом имеются aHa』orHqHe стал? тоже Евро— ко применнемвте для производства медищшских инстру— SSHOM^ к^я^а^^^- ^^0-* Ni 二 8 9;2crNi 17 7; X5CrNiMo 18 6 а также автоматное сталн (с повншен— ннм содержанием серн) X12CrNiS 18 8・ Прокат из аустенитннх сталей практнаескн нзготав， пивается л60* формн Е размерВместе с тем аусте— HTHe S^^OWSOKKOIOHO^XS^ сталотносительно Аорог 0 дефиинтнн* На применение их требуетсн разрешение Межведомственной комиссии по зкономин и рагионалв— ному нспользованню нержавеюгцнх сталей S остронефн— цитных цветных металлов при Госснабе ссср・ =123 мартенситно—стареюЕие сталитекучести (около 20 КПУММ2)》высокое значение относи— тельного упзнненнн (40%)・озтому аустеншнне стапн легко деформируютсн в хоподном состоннии。Вместе с тем они хуже деформнруютсн в -горнчем состоянии по сравнению с мартенситннми сталнми》что обунсннетсн большей легированностью и прочностью аустенит① ти сталхуже Елнфуютсн н ОбрабTBIBютсрезанием” ©ем мартенситнеу из’за большей лезрованности матриин —— аустеннта коррозионнан стойкость зтих сталей ВНЕС чем MNPTeHCTHx・Аустеннтнан сталь прн термической обработке ——за, калке в отлнчне от мартенснтнх ста』не нзменхет структуру^ но прн зтом устраняется пластмиеская Аефор— мация и умягчается аустенитнан матрниа，Закалка ОС Еествляется нагревом до 1020—1100ОС н гшследуюгцнм охлаждением на воздухе》в масле или в вод,е・ За рубежом имеются aHa』orHqHe стал? тоже Евро— ко применнемвте для производства медищшских инстру— SSHOM^ к^я^а^^^- ^^0-* Ni 二 8 9;2crNi 17 7; X5CrNiMo 18 6 а также автоматное сталн (с повншен— ннм содержанием серн) X12CrNiS 18 8・ Прокат из аустенитннх сталей практнаескн нзготав， пивается л60* формн Е размерВместе с тем аусте— HTHe S^^OWSOKKOIOHO^XS^ сталотносительно Аорог 0 дефиинтнн* На применение их требуетсн разрешение Межведомственной комиссии по зкономин и рагионалв— ному нспользованню нержавеюгцнх сталей S остронефн— цитных цветных металлов при Госснабе ссср・ =123 мартенситно—стареюЕие сталиВ Та6л・ 4 приведен химический состав коррозионно— стойких мартенситно—стареютцих сталей двух марок〉прн— меннемЕХ для изготовления медицннских ннсументов после закалк 产 умя「ча1цей обработки и старения,① ти оперлимогут 6ь1тв значительно oss^^s по времен- в случае》если применяют прокат в закаленном состоя— Hто закалку в процессе нзготовленин можно не ПРО1 изводить，старение》приводнгцее к упрочение мсжет осутцествлнтвсн в почти готовых инструментах при тем— пературе нагрева =0 500ос・В умещенном состоянии сталь имеет структуру мар— твнсита замеЕенмн; в состаренном -состоннии сталь уп， рочннетсн за счет впезенн ^^-^§§0s^0KK^ qNCTHIt ■ 31В Та6л・ 4 приведен химический состав коррозионно— стойких мартенситно—стареютцих сталей двух марок〉прн— меннемЕХ для изготовления медицннских ннсументов после закалк 产 умя「ча1цей обработки и старения,① ти оперлимогут 6ь1тв значительно oss^^s по времен- в случае》если применяют прокат в закаленном состоя— Hто закалку в процессе нзготовленин можно не ПРО1 изводить，старение》приводнгцее к упрочение мсжет осутцествлнтвсн в почти готовых инструментах при тем— пературе нагрева =0 500ос・В умещенном состоянии сталь имеет структуру мар— твнсита замеЕенмн; в состаренном -состоннии сталь уп， рочннетсн за счет впезенн ^^-^§§0s^0KK^ qNCTHIt ■ 31

текучести (около 20 КПУММ2)》высокое значение относи— тельного упзнненнн (40%)・озтому аустеншнне стапн легко деформируютсн в хоподном состоннии。Вместе с тем они хуже деформнруютсн в -горнчем состоянии по сравнению с мартенситннми сталнми》что обунсннетсн большей легированностью и прочностью аустенит① ти сталхуже Елнфуютсн н ОбрабTBIBютсрезанием” ©ем мартенситнеу из’за большей лезрованности матриин —— аустеннта коррозионнан стойкость зтих сталей ВНЕС чем MNPTeHCTHx・

Аустеннтнан сталь прн термической обработке ——за, калке в отлнчне от мартенснтнх ста』не нзменхет структуру^ но прн зтом устраняется пластмиеская Аефор— мация и умягчается аустенитнан матрниа，Закалка ОС Еествляется нагревом до 1020—1100ОС н гшследуюгцнм охлаждением на воздухе》в масле или в вод,е・ За рубежом имеются aHa』orHqHe стал? тоже Евро— ко применнемвте для производства медищшских инстру— SSHOM^ к^я^а^^^- ^^0-* Ni 二 8 9;2crNi 17 7; X5CrNiMo 18 6 а также автоматное сталн (с повншен— ннм содержанием серн) X12CrNiS 18 8・ Прокат из аустенитннх сталей практнаескн нзготав， пивается л60* формн Е размерВместе с тем аусте— HTHe S^^OWSOKKOIOHO^XS^ сталотносительно Аорог 0 дефиинтнн* На применение их требуетсн разрешение Межведомственной комиссии по зкономин и рагионалв— ному нспользованню нержавеюгцнх сталей S остронефн— цитных цветных металлов при Госснабе ссср・ =123 мартенситно—стареюЕие стали

текучести (около 20 КПУММ2)》высокое значение относи— тельного упзнненнн (40%)・озтому аустеншнне стапн легко деформируютсн в хоподном состоннии。Вместе с тем они хуже деформнруютсн в -горнчем состоянии по сравнению с мартенситннми сталнми》что обунсннетсн большей легированностью и прочностью аустенит① ти сталхуже Елнфуютсн н ОбрабTBIBютсрезанием” ©ем мартенситнеу из’за большей лезрованности матриин —— аустеннта коррозионнан стойкость зтих сталей ВНЕС чем MNPTeHCTHx・

Аустеннтнан сталь прн термической обработке ——за, калке в отлнчне от мартенснтнх ста』не нзменхет структуру^ но прн зтом устраняется пластмиеская Аефор— мация и умягчается аустенитнан матрниа，Закалка ОС Еествляется нагревом до 1020—1100ОС н гшследуюгцнм охлаждением на воздухе》в масле или в вод,е・ За рубежом имеются aHa』orHqHe стал? тоже Евро— ко применнемвте для производства медищшских инстру— SSHOM^ к^я^а^^^- ^^0-* Ni 二 8 9;2crNi 17 7; X5CrNiMo 18 6 а также автоматное сталн (с повншен— ннм содержанием серн) X12CrNiS 18 8・ Прокат из аустенитннх сталей практнаескн нзготав， пивается л60* формн Е размерВместе с тем аусте— HTHe S^^OWSOKKOIOHO^XS^ сталотносительно Аорог 0 дефиинтнн* На применение их требуетсн разрешение Межведомственной комиссии по зкономин и рагионалв— ному нспользованню нержавеюгцнх сталей S остронефн— цитных цветных металлов при Госснабе ссср・ =123 мартенситно—стареюЕие стали

В Та6л・ 4 приведен химический состав коррозионно— стойких мартенситно—стареютцих сталей двух марок〉прн— меннемЕХ для изготовления медицннских ннсументов после закалк 产 умя「ча1цей обработки и старения,① ти оперлимогут 6ь1тв значительно oss^^s по времен- в случае》если применяют прокат в закаленном состоя— Hто закалку в процессе нзготовленин можно не ПРО1 изводить，старение》приводнгцее к упрочение мсжет осутцествлнтвсн в почти готовых инструментах при тем— пературе нагрева =0 500ос・

В умещенном состоянии сталь имеет структуру мар— твнсита замеЕенмн; в состаренном -состоннии сталь уп， рочннетсн за счет впезенн ^^-^§§0s^0KK^ qNCTHIt ■ 31

В Та6л・ 4 приведен химический состав коррозионно— стойких мартенситно—стареютцих сталей двух марок〉прн— меннемЕХ для изготовления медицннских ннсументов после закалк 产 умя「ча1цей обработки и старения,① ти оперлимогут 6ь1тв значительно oss^^s по времен- в случае》если применяют прокат в закаленном состоя— Hто закалку в процессе нзготовленин можно не ПРО1 изводить，старение》приводнгцее к упрочение мсжет осутцествлнтвсн в почти готовых инструментах при тем— пературе нагрева =0 500ос・

В умещенном состоянии сталь имеет структуру мар— твнсита замеЕенмн; в состаренном -состоннии сталь уп， рочннетсн за счет впезенн ^^-^§§0s^0KK^ qNCTHIt ■ 31

Марка стали

二'Химический состав, %

углерод

хром

никель

молибден .

титан.

другие элементы

12Х18Н9

Не более 0,12

17,0—19,0

8,0—10,0

17Х18Н9

0,13—0,21

17,0—19,0

8,0—10,0

12Х18Н9Т

Не более 0,12

17,0—19,0

8,0- 9,5

—

5.С—0,8,

—

12Х18Н10Т

Не более 0,12

17,0—19,0

'9,0—11,0

—

5.С—0,8

—

08Х18Н10

Не более 0,08

17,0—19,0

9,0—11,0

—

一

08Х18Н10Т

Не более 0,08•

17,0—19,0

9,0—11,0

—

5.С—0,7

03X18H13M3 (ЗИ-125)

Не более 0,03 '

17,0—20,0

12,0—14,0

2,5—3,1

—

—

13Х18Н10ГЗС2С2-ВИ (ЗИ-98ВИ)

0,1—0,15

17,3—19,2

9,0—11,0

"-2,3

Марганец —

2,7—3,3 Кремний —

1,7-2,3

Химический состав, %

Марка стали

、углерод

хром

никель 1

кобальт

молибден

1 алюминий 1

титан

ОЗХ12Н8К5М2ТЮ (ЗИ 90)

Не более 0,03

11,5—12,5

7,0—9,0

5,0—6,0

2,0—3,0

•0,15—0,35

0,8—1,2

03Х11Ш0М2Т2 (ЭП 853)

Не более 0,03

10—11,3

9,0—10,3

1,8—2,3

Не более

0,2

1,7—2」

2

Т аб л I

I ц а 5

Состав и свойства спеченных вольфрамовых твердых сплавов

Группа сплавов

Марка сплавов

Содержание основных компонентов, %

Физико-механические свойства

карбид вольфрама

карбид титана

карбид тантала

хобальт- связка

предел прочности при изгибе, кге/мм3

плотность, г/см3

твердость (HR) не менее, ед.

вкз

97

3

ПО

15,0—15,3

89,5

ВК6/

94

—

—

6

155

14,6—15,0

88,5

ВК6-М

94

—

一

6

145

14,8—15,1

90,0

ВК6-ОМ

92

—

2

6-

130

14,7—15,0

90,5

Вольфрамовая

ВК6-В

94

—

■-

6

170

14,6—15,0

87,5

ВК8

92

—

一

8

170

14,4—14,8

87,5

вкю

90

-—

—

10

180

14,2—14,6

87,0

、ВК15

85

—

—

15

190

13,9—14,1

86,0

ВК25

75

—

—

25

220

12,9—13,2

82,0

Титановольфра-

Т15К6

79

15

—

6

120

11,1—11,6

90,0

мовая ,

Т5КЮ

85

6

9

145

12,4—13,1

88,5

В умягченном состояние ста— ли имеют твердость до HRC 30——35 е尸у ито значительно пре, вншает таковую ^ §он^~го^^? мнх мартенситннх и аустенит— НХ сталей. Вследствие зтого обработка резанием и давпе， нием в холодном состоянии зтистапей затрудненВ уп, рочнсином состояние сталь имеет оиенв высокую прочность к унругне свойствВ связи с 6ОПВЕОЙ степенью легированности мартенсита де— формируемость его в горя, 上力м состонним трудоемка》 ско, роств шлифования не должна 6Hтв слишком внсокой длн предотвращения охрупчиваннн сталмз—за значительной струк， турной н химической неодн? ровности коррозионная сто кость сталей обычно не превьь тает таковую у сталнмаркн 20X1Износостойкость стали сравнительно HeBBICOKTaK как структурные ПОПЙ^^М35-Й 丨 мартенент н унронннкпцне 【а тииы — имеют недостаток， ную тЕердоств к износосто Кост，большим пренмуЕеством зтих сталей по сравнению с мар— тенентнвтми являются сравни， телвно низкан температура упрочняющей обработки к ма— лне деформаиии》 11To очень важно для сохранение тонких рабочих частей микромнетру— ментоМартенснтно - стареющие стал—это стали нового виз еще Hвключенного в государ，В умягченном состояние ста— ли имеют твердость до HRC 30——35 е尸у ито значительно пре, вншает таковую ^ §он^~го^^? мнх мартенситннх и аустенит— НХ сталей. Вследствие зтого обработка резанием и давпе， нием в холодном состоянии зтистапей затрудненВ уп, рочнсином состояние сталь имеет оиенв высокую прочность к унругне свойствВ связи с 6ОПВЕОЙ степенью легированности мартенсита де— формируемость его в горя, 上力м состонним трудоемка》 ско, роств шлифования не должна 6Hтв слишком внсокой длн предотвращения охрупчиваннн сталмз—за значительной струк， турной н химической неодн? ровности коррозионная сто кость сталей обычно не превьь тает таковую у сталнмаркн 20X1Износостойкость стали сравнительно HeBBICOKTaK как структурные ПОПЙ^^М35-Й 丨 мартенент н унронннкпцне 【а тииы — имеют недостаток， ную тЕердоств к износосто Кост，большим пренмуЕеством зтих сталей по сравнению с мар— тенентнвтми являются сравни， телвно низкан температура упрочняющей обработки к ма— лне деформаиии》 11To очень важно для сохранение тонких рабочих частей микромнетру— ментоМартенснтно - стареющие стал—это стали нового виз еще Hвключенного в государ，

В умягченном состояние ста— ли имеют твердость до HRC 30——35 е尸у ито значительно пре, вншает таковую ^ §он^~го^^? мнх мартенситннх и аустенит— НХ сталей. Вследствие зтого обработка резанием и давпе， нием в холодном состоянии зтистапей затрудненВ уп, рочнсином состояние сталь имеет оиенв высокую прочность к унругне свойств

В связи с 6ОПВЕОЙ степенью легированности мартенсита де— формируемость его в горя, 上力м состонним трудоемка》 ско, роств шлифования не должна 6Hтв слишком внсокой длн предотвращения охрупчиваннн стал

мз—за значительной струк， турной н химической неодн? ровности коррозионная сто кость сталей обычно не превьь тает таковую у сталнмаркн 20X1Износостойкость стали сравнительно HeBBICOKTaK как структурные ПОПЙ^^М35-Й 丨 мартенент н унронннкпцне 【а тииы — имеют недостаток， ную тЕердоств к износосто Кост，

большим пренмуЕеством зтих сталей по сравнению с мар— тенентнвтми являются сравни， телвно низкан температура упрочняющей обработки к ма— лне деформаиии》 11To очень важно для сохранение тонких рабочих частей микромнетру— менто

Мартенснтно - стареющие стал—это стали нового виз еще Hвключенного в государ，

В умягченном состояние ста— ли имеют твердость до HRC 30——35 е尸у ито значительно пре, вншает таковую ^ §он^~го^^? мнх мартенситннх и аустенит— НХ сталей. Вследствие зтого обработка резанием и давпе， нием в холодном состоянии зтистапей затрудненВ уп, рочнсином состояние сталь имеет оиенв высокую прочность к унругне свойств

В связи с 6ОПВЕОЙ степенью легированности мартенсита де— формируемость его в горя, 上力м состонним трудоемка》 ско, роств шлифования не должна 6Hтв слишком внсокой длн предотвращения охрупчиваннн стал

мз—за значительной струк， турной н химической неодн? ровности коррозионная сто кость сталей обычно не превьь тает таковую у сталнмаркн 20X1Износостойкость стали сравнительно HeBBICOKTaK как структурные ПОПЙ^^М35-Й 丨 мартенент н унронннкпцне 【а тииы — имеют недостаток， ную тЕердоств к износосто Кост，

большим пренмуЕеством зтих сталей по сравнению с мар— тенентнвтми являются сравни， телвно низкан температура упрочняющей обработки к ма— лне деформаиии》 11To очень важно для сохранение тонких рабочих частей микромнетру— менто

Мартенснтно - стареющие стал—это стали нового виз еще Hвключенного в государ，

ственные стандарты. Выпуск их освоен в небольшом объеме и ограниченном сортаменте, но они особенно ценны для изготовления микроинструментов для микрохирургических целей.

Спеченные твердые сплавы

В табл. 5 и 6 приведены состав и свойства некоторых марок спеченных твердых сплавов по ГОСТу 3882-74 и техническим условиям.

Спеченный твердый сплав применяют для изготовления режущих стоматологических инструментов ——зубных боров, работающих на больших скоростях по твердому материалу. Для этого предусмотрено ирнмененне вольфрамового сплава марки ВК6-ОМ.

За рубежом спеченный твердый сплав на основе карбида вольфрама используют для производства -пластин,

Таблица 6

Состав и свойства спеченных безвольфрамовых твердых сплавов

Группа сплавов

Марка сплавов

Состав сплава, %

OSS

Ilf

弾

^5 儘 (2ES

累 га Ё

Sz

Безвольф-

ТНМ-20

■79

21

115

5,5

91,0

рамовая

ТНМ-25

74

—

26

■130

5,7

90,0

ТНМ-30

70

—

30

140

5,9

89,0

ктнм-

ЗОА

26

42

32

150

5,8

88,0

ктнм・

ЗОБ

43

25

32

175

5,9

87,5

которыми армируют ножницы, иглодержатели, пинцеты. На пластины, припаиваемые к иглодержателям и пинцетам, наносят насечку алмазным инструментом для лучшего удержания сосуда или ткани. Спеченный твердый сплав характеризуется чрезвычайно высокой твердостью и износостойкостью. Устойчивость спеченных твердых сплавов к воздействию агрессивных сред определяется таковой у металла-связки. Тугоплавкие карбиды устой-

чивы к медицинским средам, а связка ——кобальт или сплав никеля с молибденом в окислительных средах, в частности в средах с перекисью водорода, растворяется. Учитывая отсутствие значительных динамических нагрузок при работе медицинских инструментов и снижение коррозионной стойкости с увеличением содержания ме- талла-'связки, рекомендуется применять сплавы с высоким содержанием карбида вольфрама и с малым содержанием металла-связки — сплавы ВКЗ, ВК4, ВК6. Из-за большого содержания металла-связки нельзя рекомендовать менее дефицитные безвольфрамовые сплавы.

Ограничения на применение спеченных твердых сплавов для армирования медицинских инструментов обусловлены также особенностями технологии производства——дополнительным тепловым воздействием на инструмент при наплавке или приварке пластин и образованием зон высокого отпуска, который вызывает местное снижение коррозионной стойкости и охрупчивание.

Сплавы на основе кобальта (стеллиты)

Для армирования рабочих частей ножниц в СССР применяют сплав ВЗК, состоящий из: 1,0——1,3% углерода; 2,0—2,75% кремния; 28一32% хрома; не более 27о никеля; 4——5% вольфрама; до 2% железа; кобальт ——основа.

Сплав имеет высокую стойкость к большинству видов износа, в том числе к воздействию медицинских сред, обладает хорошими антифрикционными свойствами. Эти характеристики относятся к самому материалу и не зависят от обработки и поверхностного упрочнения.

Структура сплава ——твердый раствор на основе кобальта и карбида. Карбиды способствуют большему повышению износостойкости.

Стеллит ВЗК является литым сплавом и не поддается обработке давлением. Он наносится на рабочую поверхность наплавкой или другим подобным методом. Наплавленный слой стеллита имеет достаточную твердость (HRC 40——50 ед.), причем остается некоторый запас пластичности и вязкости, позволяющий вести рихтовку. Незначительное отличие коэффициентов линейного расширения стеллита и нержавеющей стали мартенситного класса типа 20X13 позволяет практически без деформации использовать наплавы слоев стеллита

при изготовлении многйх Инструментов. Стеллит ВЗК имеет сравнительно низкую температуру плавления, удовлетворительную шлифуемость, обладает высокой коррозионной стойкостью, что обусловлено в первую очередь большим содержанием хрома.

За рубежом, в США и Великобритании, широко известен и применяется для армирования ножниц аналог сплава ВЗК — сплав 6В.

Сплавы титана

Химический состав сплавов титана определяется по ГОСТ 19807-74, отраслевым стандартом и техническими условиями.

Титановые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью к воздействию биологических и многих медицинских агрессивных сред, малой по сравнению со сталями плотностью, возможностью получения повышенной (до 100——120 кгс/мм2) прочности без упрочняющей термической обработки, намагнитностью.

Вместе с тем эффективному использованию их и для изготовления большинства медицинских инструментов препятствуют их невысокая твердость, низкая износостойкость, недостаточная устойчивость в средах, содержащих перекись водорода, низкие упругие свойства и релаксационная стойкость, пониженное сопротивление малоцикловой усталости, относительно низкие (по сравнению с мартенситными сталями) пределы прочности и текучести, значительный разброс механических характеристик в сплавах одного и того же химического состава в зависимости от режимов деформации и термической обработки, тенденция к образованию окалины, га- зонасыщению.

Как правило, наличие газонасыщенного (альфиро- ванного) слоя на поверхности медицинских инструментов не допускается, так как его твердость и хрупкость могут обусловить разрушение инструмента, особенно на тонких рабочих частях, при воздействии циклических нагрузок. Газонасыщенный слой приводит к короблению при термообработке, ухудшает внешний вид, снижает качество поверхности. Удаление окалины и альфирован- ного слоя травлением может вызвать вынос основного металла и наводороживание, потребует специальной нейтрализации сточных вод после такой обработки.

Необходимость предотвращения образования газонасыщенного слоя на медицинских инструмента^ приводит к усложнению технологии их производства, причем в ряде случаев приходится отказываться от проведения технологических операций, связанных с высокотемпературным нагревом.

Титановые сплавы имеют тенденцию к перегреву при горячей обработке давлением и термической обработке, причем последствия перегрева неустранимы. Трудоемок контроль состояния сплава после термообработки. Сплавы титана дефицитны и дороги. Все это наметило некоторую специфику в использовании титановых сплавов в производстве медицинских инструментов. Наиболее целесообразно применять эти сплавы для изготовления хирургических имплантатов, микроинструментов, ультразвуковых инструментов.

111.13. Рекомендации по выбору сталей

Экономические аспекты применения металлических материалов определяются многими факторами. К их числу относятся:

Уровень функциональных свойств инструмента, достигаемый при применении конкретного материала.

Надежность и долговечность (срок службы инструмента, изготовленного из конкретного материала).

Химический состав, т. е. наличие остродефицитных легирующих элементов.

Состояние поставки проката (сортамент), точность изготовления, вид и качество поверхности, назначение, свойства, структура, упаковка и т. д.

Стоимость проката.

Уровень технологических свойств материалов применительно к производственным возможностям завода.

Конструкция инструмента, объем его производства.

Учет основных факторов позволяет дать в общем виде экономически обоснованные рекомендации по выбору стали и сплавов для изготовления основных типов медицинских инструментов:

Для режущих и колющих хирургических инструментов: скальпелей и ножей целесообразно применять рекомендованную ИСО сталь марки 50X14 МФ; ножниц— сталь марки 50X14 МФ, сталь марки 20X13, армированную стеллитом ВЗК； стоматологических инстру-

ментов — сталь марки 40X13; щипцов костных — сталь марки 40X13 или рекомендованную ИСО сталь типа 45X13; игл инъекционных — сталь марки 12Х18Н10Т; игл хирургических и атравматических — сталь марки 12X13, 20X13.

В производстве зажимных инструментов целесообразно использовать для: зажимов ——сталь марки 20X13; пинцетов — стали марок 12Х18Н10Т, 20X13; 20X13, армированную спеченным твердым сплавом типа •взк；

иглодержателей, браншей ——сталь марки 20X13;

— рабочих поверхностей зажимных инструментов — упрочнения коррозионно-стойким твердым сплавом СНГН;

—щипцов — сталь марки 20X13.

. Для производства деталей, инструментов, приспособлений и принадлежностей целесообразно использовать сталь марок 12X13 и 20X13.

Для изготовления хирургических имплантатов следует использовать титан, его сплавы, сталь марки 03Х18Н13ЛАЗ, сплавы кобальта.•

Для производства зубных боров лучше применять спеченный твердый сплав марки В Кб-ОМ, сталь марки ХВ5 или стали с более низким содержанием вольфрама и упрочнением за счет хромирования.

Для изготовления зондирующих, оттесняющих и других подобных инструментов целесообразно использовать аустенитную сталь типа 12Х18Н10Т, ферритную сталь типа 08X17, сталь марок 12X13 и 20X13.

Для производства микроинструментов подходят мартенситно-стареющие стали типа ЗЭ 90-ВИ, ЭП-853, сплавы титана, сталь марки 20X13,

Для изготовления стержневых стоматологических инструментов целесообразно применять пружинную проволоку из углеродистой или аустенитной хромоникелевой стали.

-Глава IV

МЕТОДЫ ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНОЙ ОТДЕЛКИМЕДИЦИНСКИХ ИНСТРУМЕНТОВ

Существуют различные способы защиты изделий 0T коррозии. К наиболее распространенным в промышленности относятся защитные покрытия: металлические, не-

металлические (органического и неорганического происхождения), а также покрытия, образованные в результате химической и электрохимической обработки металла.

В зависимости от способа нанесения покрытия могут быть электрические (гальванические), химические, горячие, диффузионные и т. п.

В медицинской промышленности наиболее широкое использование получили гальванические и химические покрытия.

IV.1. Гальванические покрытия

Сущность гальванического покрытия состоит в. нанесении на поверхность металлических изделий относительно тонких слоев другого металла из раствора его соли под действием приложенного извне постоянного электрического тока. Таким образом, гальваническое покрытие представляет собой металлическое покрытие, полученное электрокристаллизацией. К достоинствам этого способа относятся: значительно меньший расход металла по сравнению с таковым при металлизации и горячем способе, высокое качество получаемых осадков, прочное сцепление металла покрытия с основным материалом и возможность регулирования толщины покрытия. Роль последнего как средства защиты от коррозии сводится в основном к изоляции металла от внешней среды, предупреждению действия микроэлементов на поверхности металла. Так, например, железо может быть полностью защищено от агрессивного воздействия серной кислоты, если его покрыть свинцом, а от разрушающего действия соляной кислоты — при покрытии бакелитовым лаком.

Выбор вида покрытия зависит от условий, в которых используется металл, и требований, предъявляемых к эксплуатационным характеристикам инструментов. В зависимости от этих требований различают три типа покрытий: защитные ——для защиты изделий от коррозии в различных условиях; защитно-декоративные —— Для декоративной отделки изделий с одновременной защитой их ст .коррозии; специальные ——для придания поверхности изделий специальных свойств (износостойкость, паяемость, твердость, электроизоляционные, магнитные и др.).

К первой группе покрытий относятся цинковые, кад-

миевые, никелевые, а также наносящиеся аноднзацион- ным методом.

Из защитно-декоративных покрытий наиболее распространены никелевые и хромовые, а также приготовляемые на их основе. К защитно-декоративным относятся и покрытия драгоценными металлами — золотом, серебром, палладием и их сплавами. Например, санитарные ножницы и детали зубоврачебных，наконечников имеют защитно-декоративные никельхромовые покрытия. Декоративность их обеспечивается внешним видом, блеском, цветом. Защитные свойства обеспечиваются толщиной покрытия и его многослонностью.

К специальным покрытиям относятся тс, которые придают особые свойства поверхности деталей. Так, для повышения износостойкости изделий на них наносят слой молочного или твердого хрома, комбинированные хромовые или износостойкие железные покрытия — до 900 кгс/мм2, осаждения твердого никеля и его сплавов, а также химический никель, комбинированные покрытия, в частности для повышения износостойкости. При этом заращивание частичек алмаза осуществляется с помощью гальванического никеля.

В медицинской промышленности такое покрытие применяется при изготовлении иглодержателей с алмазиро- ванием губок, алмазирование стоматологических головок.

По роду защитного действия металлические покрытия разделяют на анодные и катодные.

Анодные покрытия защищают металлические изделия электрохимическим способом. При наличии пор или оголенных участков между покрытием и основным металлом в присутствии электролита образуется гальваническая пара, в которой металл покрытия становится анодом и растворяется, защищая тем самым основной металл от коррозии.

К анодным покрытиям железа и стали относятся цинк в атмосферных условиях, кадмий в слабой соляной кислоте и морской воде и олово в некоторых органических кислотах.

Пористость анодных покрытий ускоряет их растворение, сокращает срок их службы, но не снижает защитной способности.

Защитное действие катодных покрытий может быть только механическим и заключается в изолировании поверхности изделий от воздействия коррозионной среды.

При наличии большого количества пор, поврежденных или оголенных участков катодного покрытия защитное действие его нарушается. В случае неблагоприятных условий службы или хранения изделий коррозионные разрушения усиливаются и ускоряются.

К катодным покрытиям относятся: никелирование, хромирование, серебрение, свинцевание, меднение, золочение и пр.

IY-2- Выбор вида и типа покрытия

Вид покрытия, его толщину и способ нанесения выбирают в зависимости от назначения изделий, условий их эксплуатации, свойств покрытий. При этом необходимо руководствоваться общегосударственными и отраслевыми стандартами: ГОСТ 9.073-77 «Виды покрытий, ряды толщин и обозначение»； ГОСТ 14623-69 «Основные требования к выбору покрытий».

Одним из важнейших факторов, обусловливающих выбор покрытия, являются условия эксплуатации изделий, определяющие коррозионное воздействие среды.

ГОСТ 14007-68 «Покрытия металлические и неметаллические (неорганические). Группы условий эксплуатации» в зависимости от коррозионной агрессивности среды классифицируют условия эксплуатации по группам: Л — легкая, С — средняя, Ж — жесткая, ОЖ — очень жесткая. В этом же ГОСТе приведены характеристика и особенности условий эксплуатации в каждой группе. Особенности эксплуатации медицинских инструментов накладывают свой отпечаток и выдвигают специфические требования при выборе вида и толщины покрытий, а также методов химической и электрохимической обработки этих изделий.

Одним из определяющих требований при выборе покрытий для медицинских инструментов является неток- сичыость металлов и их окислов по отношению к крови и организму человека во всех случаях применения инструментов, даже при кратковременном соприкосновении с раневой поверхностью, жидкими и газообразными выделениями организма.

Так как все медицинские инструменты в процессе эксплуатации подвергаются санитарной обработке (дезинфекции, предстерилизационной очистке и стерилизации), то другим специфическим требованием при выборе

вида покрытия является высокая коррозионная стойкость применяемых покрытий к различным медицинским средам.

Для изделий медицинской техники разработан и внедрен отраслевой стандарт ОСТ 64-1-72-80 «Покрытия металлические и неметаллические, неорганические и электрополирование изделий медицинской техники. Выбор. Область применения и свойства», где учтены изложенные выше особенности.

Этим стандартом предусматриваются дополнительные группы эксплуатации М-1 и 血-2, характеризующиеся дополнительными специфическими особенностями： соприкосновением с раневой или слизистой поверхностями организма, кожным покровом； соприкосновением с лекарственными препаратами； дезинфекцией； предстерилиза- ционной очисткой; стерилизацией.

Методы дезинфекции и стерилизации и применяемые для этого препараты предусмотрены отраслевым стандартом Министерства здравоохранения СССР ОСТ 42-2-2-77 «Стерилизация и дезинфекция изделий медицинского назначения. Методы, средства и режимы». Медицинские инструменты, изготовленные из углеродистой стали и латуни, для повышения их коррозионной стойкости и увеличения срока службы покрывают слоем никеля или хрома или тем и другим одновременно электрохимическим методом. -

IV-3- Эффективные защитные покрытиядля медицинских инструментов

Никелирование является одним из самых распространенных методов «облагораживания» черных металлов. В гальванической паре «Fe—Ni》никель как более электроположительный металл является катодом по отношению к железу и может надежно защищать его от коррозии лишь при полном отсутствии пор при покрытии. Получить такое покрытие никелем при малой толщине слоя затруднительно вследствие кристаллической неоднородности поверхности основного металла и наличия в ней различных дефектов механической обработки (риски, поры, царапины).

Во многих отраслях промышленности находят применение многослойные покрытия типа Ni + Cu + Ni + Cr, где для экономии никеля наносят подслой меди, при этом

в результате чередования слоев покрытий происходит перекрытие пор и число сквозных пор резко снижается. Такая технология позволяет повысить коррозионную стойкость изделий. При изготовлении хирургических медицинских инструментов, непосредственно соприкасающихся с тканями раны, вследствие токсичности окислов меди использование подслоя ее вообще исключено. Вместе с тем для медицинских инструментов неприемлемы толстые покрытия, так как большая толщина слоя может в значительной степени изменить функциональные качества инструментов. Поэтому для защитных покрытий в производстве медицинских инструментов используют процесс никелирования в два——•три слоя с общей толщиной никеля, не превышающей 12—15 мкм. Такую технологию применяют, например, на Медико-инструментальном заводе им. М. Горького для покрытия ножниц, изготовленных из углеродистых сталей, для нарезки перевязочного материала, стрижки волос, ногтей и металла.

Биникелевые и триникелевые покрытия пока еще являются распространенным, а в ряде случаев и единственным приемлемым способом повышения коррозионной стойкости различных медицинских изделий. Конечно, эти покрытия имеют недостатки. В ряде случаев нас не удовлетворяет антикоррозионная защита, которую можно обеспечить таким способом, технологический процесс нанесения покрытий, осуществляемый электрохимическим путем, должен быть обеспечен очистными сооружениями, поскольку ядовитые отходы производства должны нейтрализоваться перед сбросом и т. д.

Все это способствовало поиску технологических приемов создания антикоррозионной поверхности медицинских изделий, дающих более ощутимые результаты. На многих зарубежных инструментальных заводах, а также и на заводах отечественной промышленности при изготовлении ряда инструментов был внедрен химикотермический метод — диффузионное хромирование. При диффузионном хромировании, осуществляемом в термических печах, хром диффундирует в поверхностные слои стали до 150——200 мкм, создавая антикоррозийный и упрочненный слой.

Однако в ряде случаев биникелевое и триникелевое покрытие является единственно возможным способом антикоррозионной защиты медицинского изделия.

Всю шприцевую арматуру, изготавливаемую из лату-

ни, для защиты от коррозии покрывают слоем блестящего никеля. Процесс нанесения никеля из электролита, содержащего бутиндиол, на ордена Трудового Красного Знамени Медико-инструментальном заводе им. В. И. Ленина и на Медико-инструментальном заводе им. Гусенкова проводится на автоматических линиях. Эти заводы одними из первых в стране внедрили этот электролит, что позволило резко снизить трудоемкость полирования и глянцовки никелевых покрытий.

На Казанском ордена Трудового Красного Знамени медико-инструментальном заводе внедрен технологический процесс бшшкелпрования деталей наконечников зубоврачебных инструментов с верхним твердым слоем никеля вместо никельхромового покрытия. Процесс автоматизирован. Хромовые покрытия используют для защиты от коррозии таких медицинских инструментов, как ножи, скальпели, долота медицинские, зуботехнический инструмент — плоскогубцы, кусачки и т. п. Хромовое покрытие можно применять для увеличения твердости и износостойкости изделий. Оси, валы, втулки и другие детали изделий медицинской техники, работающие на трение, покрывают твердым хромом на толщину 12—15 мкм.

Черный хром применяют для покрытия мпкроинстру- ментов и как отличительное покрытие на твердосплавных ножницах. Этот процесс освоен на Можайском медико- инструментальном 'заводе и медико-инструментальном заводе им. М. Горького.

Покрытие химическим никелем обеспечивает высокую коррозионную стойкость, износостойкость, антифрикционные качества, равномерную толщину слоя. Покрытие производят в растворах, содержащих специальный компонент, способствующий химическому выделению на поверхности изделий никелевого слоя. Процесс ведется при температуре 85—95° С. За 1 ч выдержки можно получить покрытие толщиной 12—15 мкм.

IV-4. Снижение трудоемкости и улучшениекачества отделки медицинских инструментов

Одним из методов, позволяющих улучшить качество и функциональные свойства медицинских инструментов, снизить трудоемкость шлифовально-полировальных операций, являются электрохимические способы обработки, такие, как электрохимическое шлифование (ЭХШ), элек-

трохимическое полирование (ЭХП), матирование, эмата- лирование.

Замена механического полирования электрохимическим снижает трудоемкость в среднем на 5—7%, повышает качество обработки медицинских инструментов из нержавеющих сталей.

Медико-биологическими исследованиями установлено, что ЭХП стальных и титановых клапанов сердца приводит к получению поверхности, исключающей тромбооб- разование и сокращающей время вживления.

В НПО «Л^едниструмент» разработаны два электролита для ЭХШ сталей 20X13-40X13 и 12Х18Н9Т, на один из которых получено авторское свидетельство, СССР № 576188 [Валеев А. Ш. и др., 1977]. ЭХШ в этих электролитах дает возможность снизить шероховатость поверхности на 1—2 класса с 2,5—1,25 мкм до 0,63— 0,32 мкм, заменяя одно-двукратное механическое шлифование. Использование этого технологического процесса в производстве позволяет снизить трудоемкость шлифовальных ручных операций на 4—5%.

Для обработки хирургических ножниц из сталей 20—： 40X13 и 12Х18Н9Т на основе разработанного электролита создан комплексный технологический процесс совместного использования процессов ЭХШ и ЭХП.

ЭХП медицинских инструментов в этом электролите' снижает шероховатость поверхности на 1 класс при использовании этого процесса после ЭХШ и на 1—2 класса после механического шлифования, заменяя механическую глянцовку. Использование данного технологического процесса позволяет снизить трудоемкость полировальных ручных операций на 4——5%, не отмывать изделия от полировочных паст в бензине, следовательно, снизить пожароопасность и улучшить условия труда работающих, резко повысить качество инструментов за счет увеличения коррозионной стойкости.

В последнее время наблюдается тенденция замены блестящих поверхностей матовыми. Матовая поверхность обладает низким коэффициентом отражения света, что обусловливает уменьшение световых бликов, мешающих врачу при хирургических операциях, повышающих его утомляемость.

Зарубежные фирмы для получения матовой поверхности медицинских инструментов применяют механический способ — обдув стеклянными шариками. На наших заво-

дах для получения такой поверхности используют электрохимический и химический способы.

Прогрессивным и экономичным способом защиты алюминия от коррозии является эматалирование — разновидность процесса анодирования. В процессе эматалирова- ния на поверхности изделия образуется нетоксичная по отношению к организму человека молочно-серая эмалевидная окисная пленка, обладающая высокой износостойкостью, термостойкостью, эстетичностью, коррозионной устойчивостью.

.5. Матирование поверхностей медицинских инструментов

Замена блестящих медицинских инструментов матовыми обусловлена необходимостью уменьшения световых бликов, утомляющих зрение врачей при длительных хирургических операциях.

Матированная поверхность, обладая высоким классом чистоты, имеет низкий коэффициент отражения света и в отличие от обычных матовых покрытий легко протираете# тканью и ие адсорбирует жировых загрязнений.

Матирование может быть как окончательным видом обработки для изделий из нержавеющих сталей и титановых сплавов, так и промежуточным перед нанесением гальванических покрытий на изделия углеродистых сталей и латуни.

Для создания матированной поверхности применяются различные механические способы, химические и электрохимические, одной из разновидностей которых является нанесение специальных гальванических покрытий типа велюр — никель.

Из механических способов матирования поверхностей наибольшее применение в зарубежной и отечественной промышленности нашел процесс жидкостного сатинирования на специальных установках [Вайнер Н. Р. и др., 1972; Грачева М. П, 1972]. Металлическую поверхность обрабатывают водной пульпой, содержащей стеклянные шарики диаметром 0,1—0,2 мм. Для матирования латунных и алюминиевых изделий необходимо давление пульпы в 1,5―3 атм, для остальных — 6 атм при продолжительности обработки не более 1——2 мин. Для этого процесса используются установки производства Японии, ЧССР и ФРГ.

В японской установке детали укреплены на вращающихся приспособлениях, размещенных на поворотном столе. При вращении стола детали проходят перед шестью соплами, совершающими маятниковые движения, и двумя неподвижными соплами, из которых пульпа под давлением поступает на детали. Весь цикл обработки' автоматизирован.

В СССР подобные установки разработаны в Экспериментальном НИИ металлорежущих станков (ЭНИИМС) и выпущены экспериментальные образцы. В этих установках поверхность изделий обрабатывается пульпой, содержащей абразивные порошки или стеклянные шарики. Две установки производства Закавказского филиала ЭНИИМС налаживаются на Гудермесском заводе медицинских инструментов.

Кроме жидкостного матирования, разработан также процесс воздушного сатинирования поверхностей стальным порошком, имеющим частицы 0,2—0,25 мм. Он подается на детали лопатками скоростных роторов. Изменяя скорость вращения роторов, можно регулировать степень блеска сатинированной поверхности.

При сатинировании в результате создания «сферического» микрорельефа получают шелковистые по внешнему виду поверхности высокой декоративности с чуть за- ■ метной шероховатостью.

Химическое матирование металлических изделий проводят в растворах, представляющих смеси различных минеральных кислот с добавками поверхностно-активных веществ. Однако в большинстве растворов химического матирования [Грилихес С. Я-, 1961; Ротинян А. М., 1974} поверхность растравливается и внешний вид изделий ухудшается. Кроме того, этот способ малопроизводителен и неэкономичен вследствие низкой работоспособности растворов.

Электрохимический метод матирования является наиболее прогрессивным н целесообразным экономически, но, судя по ограниченным данным литературы, малоизученным процессом. Известны несколько электролитов для электрохимического матирования углеродистых сталей ：[Лайнер В. И., 1953] и всего два запатентованных раствора для нержавеющих сталей [Патент № 48-128/2, 167634]. Эти растворы содержат минеральные кислоты： с добавками таких веществ, как глицерин, амиратические диамины, аминоспирты, аминокислоты.

Опробование рекомендуемых электролитов не привело к стабильному получению качественной матированной поверхности. Проведенные в НПО «Мединструмент» исследования позволили определить составы электролитов для электрохимического матирования сталей некоторых марок (Х18Н9Т и 20X13 для изготовления пинцетов, 40X13 и 30X13— - для зажимов, ножниц).

- Разработанные технологические приемы позволяют получать матовую поверхность изделий без повышения шероховатости. Блеск таких изделий уменьшается до 10——12%. Для углеродистых сталей электрохимическое матирование является промежуточной операцией перед нанесением никель-хромового покрытия. Для нержавеющих сталей электрохимическое матирование служит финишной операцией после электрохимического полирования.

Химическое и электрохимическое матирование проводят в гальванических ваннах, снабженных водяной рубашкой (для охлаждения электролита) и бортовой вентиляцией. В данном случае не требуется больших затрат на приобретение и монтаж сложного производственного оборудования.

Анализ различных методов получения матированной поверхности позволяет считать наиболее перспективными жидкостное сатинирование с помощью стеклянных шариков и электрохимический способ матирования.

Эти способы позволяют получать наивысщее качество матирования поверхности с уменьшением блеска до 10—12%. Жидкостное сатинирование уменьшает шероховатость на 1—2 класса, а предварительное электрохимическое полирование обеспечивает коррозионную стойкость изделий. Инструменты, матированные электрохимическим способом, хорошо выдерживают коррозионные испытания стерилизацией.

Полученные в настоящее время результаты позволя- ют считать наиболее целесообразными для матирования медицинских инструментов массового применения, изготовленных из нержавеющих сталей 20X13——40X13, как электрохимический, так и механический (сатинирование) способы с предварительным электрохимическим полированием их поверхности.

Электрохимическое полирование микрохирургических инструментов, имеющих небольшие размеры и тонкие рабочие части, затруднительно, и для этих целей лучше но

пользовать сатинирование. Для обеспечения коррозионной стойкости таких инструментов необходимо применять более коррозионно-стойкие нержавеющие стали типа Х18Н9Т, 07Х16Н6, 25Х17Н2Б-Ш и т. д.

Глава V

РЕЖУЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ

.1, Функциональное назначение и классификация

Практически любое хирургическое вмешательство сопровождается разрезанием биологических тканей. Качество выполнения разреза во много предопределяет благоприятный исход операции, полноценную жизнедеятельность органов, испытавших воздействие режущего инструмента, в послеоперационном периоде.

Под термином «разрезание» или «резание» понимается разрушение тканей под воздействием рабочего элемента инструмента, сопровождающееся образованием новых поверхностей тканей. При оперативном вмешательстве и разрезании тканей в подавляющем большинстве случаев затем необходимо соединить образованные в результате резания поверхности с обеспечением необходимой для нормальной жизнедеятельности органов механико-биологической прочности швов. При некоторых операциях не производится соединения поверхностей, однако и в этих случаях в организме нужно в максимально короткие сроки восстановить защитные или другие необходимые функции.

В соответствии с этим травматическое воздействие рабочих элементов инструментов на ткани должно быть минимальным. Это условие является основным при проектировании медицинских режущих инструментов.

Классификация медицинских режущих инструментов приведена ниже на схеме [Воротынцева М. И.].

2> Режущие свойства однолезвийных инструментов

Характеристикой режущей способности лезвийных инструментов является критическое усилие резания — усилие нормального давления на ткань рабочим элементом инструмента, при котором начинается разрушение ткани под режущей кромкой [Резник Н. Е., 1975]. В ели-

СХЕМА. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕДИЦИНСХЕМА. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕДИЦИНСКИХ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВщие инструментыСКИХ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВщие инструменты

СХЕМА. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕДИЦИН

СХЕМА. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕДИЦИН

СКИХ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ

щие инструменты

СКИХ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ

щие инструменты

чина предельно допустимого усилия давления на биологические ткани обусловливается их допустимой повреждаемостью, которая определяется условиями послеоперационного восстановления жизненных функций органов. Количественно этот параметр для большинства видов биологических тканей в настоящее время не определен и на практике в каждом конкретном случае нормирование

усилия давления на ткань при ее резании зависит от квалификации хирурга.

Установлено предельное давление скальпелем на кожу при вскрывании брюшной полости — 20 Н. Отказ скальпеля (потеря режущей способности) фиксируется при непрорезании дермы при давлении лезвием инструмента .с этим усилием-. Дальнейшее увеличение давления

метры режущего клина:метры режущего клина:А о — ширина режущей кромки;△к — ширина режущей кромки в состоянии отказа; h — высота изнашиваемого участка; « ^ угол за・ острения.А о — ширина режущей кромки;△к — ширина режущей кромки в состоянии отказа; h — высота изнашиваемого участка; « ^ угол за・ острения.новыми гранями, в процессеновыми гранями, в процессе

метры режущего клина:

метры режущего клина:

А о — ширина режущей кромки;

△к — ширина режущей кромки в состоянии отказа; h — высота изнашиваемого участка; « ^ угол за・ острения.

А о — ширина режущей кромки;

△к — ширина режущей кромки в состоянии отказа; h — высота изнашиваемого участка; « ^ угол за・ острения.

новыми гранями, в процессе

новыми гранями, в процессе

на ткань приводит к ее повреждению. Концентратором напряжений в разрезаемой ткани у лезвийных инструментов является режущий клин — участок наиболее активного контакта инструмента с тканью. Режущая способность инструмента определяется главным образом формой и размерами режущего клина. Основные параметры его приведены на рис. 1.

В табл. 7 представлены количественные значения указанных параметров для однолезвийных инструментов массового применения.

Роль режущей кромки —переднего участка поверхности режущего клина, ограниченного бо- резания выявляется из ана

литического выражения величины критического усилия резания [Резник Н. Е., 1975]:

Ркр = Rpe3 + Re* + Т\+3，(V. 1)

где составляющая реакции материала на воздействие режущей кромки

Rpe3 = °р • Fkp 二 % • А * i・

В этих выражениях: Ор — разрушающее контактное напряжение под кромкой; i — единичная длина режущей кромки; Rcjk ——реакция ткани от сжатия боковыми гранями режущего клина; Tj, Т2 — силы трения ткани о боковые грани.

Величина Rpe3 характеризует часть усилия, затрачиваемую непосредственно на разрушение ткани.

Сумма Rcjk + Ti + Т2 является характеристикой части усилия резания, затрачиваемой на предварительное сжатие ткани. Величины RCJK, Ti, Т2 являются функциями уг-

Таблица 7

Геометрические параметры режущего клииа

Наименование инструмента

№ НТД

а, Град

1

▲о, мкм, ие Ак, более 1 мкм

i. мкм

Скальпели и иожи для

21

48—12

10—18

общей хирургии, ги~

ТУ

25

48—12

8—16

некологии, травма-

64-1-17-78

30

48—12

4—1U

толопш

Скальпели и иожи для

микро- и сосудистой

»

18

24—6

10—14

хирургии

21

24—6

9—13

Скальпель остроконеч-

Номер по

ный СО-4 фирмы

каталогу

■ ' «Эскулап», ФРГ

ВА517

15

0,3—4 8—12

22—38

ла заострения режущего клина а, шероховатости боковых граней, механических свойств ткани — модуля упругости, коэффициента Пуассона и режимного параметра процесса резания ■—величины сжатия ткани. Для упруговязких материалов, какими являются биологические ткани, основная часть усилия резания расходуется непосредственно на резание — доля Rpe3 от Ркр (величины критического усилия резания) достигает 80% [Резник Н. Е., 1975]. Эти данные подтверждаются исследованиями НПО «Мединструмент», в частности, в наших исследованиях было установлено, что при изменении угла заострения скальпеля в пределах 15——30° величина усилия резания повышается на 12—25%. Это свидетельствует о решающей роли режущей кромки однолезвийного инструмента в процессе резания,——чем меньше ее ширина, тем меньшее значение имеет величина РКр- Исходная предельная ширина режущей кромкн скальпелей и ножей для выполнения общехирургических операций составляет 4 мкм. В состоянии отказа ширина режущей кромки равна 8—12 мкм, т. е. увеличена вдвое и даже втрое.

Ширина режущей кромки при изготовлении определяется технологическими режимами формообразования и свойствами материала инструмента. Определяющими являются твердость и вязкость материала инструмента и режима заточки. При жестких режимах заточки на кромку выходит значительное количество заусенцев и навалов крупных размеров, образуя в вершине режущего клина

своего рода《вуаль》. Зтому способствует также повышенная вязкость материала, из которого изготовлен режущий инструмент.

Установлено, что стойкость пластических образований значительно ниже стойкости основного материала,——они разрушаются после 1——3 циклов работы (цикл включает предоперационную обработку, заключающуюся в дезинфекции, мойке, стерилизации, и непосредственно операцию) .В результате обнажается режущая кромка большей ширины, что приводит к ускорению отказа. Для материалов, обладающих значительной вязкостью и прочностью, характерна также длительная устойчивость пластических образований, однако они подвержены деформации при работе, что также приводит к увеличению ширины кромки. .

Жесткие режимы заточки из-за значительных усилий бокового давления на режущий клин вызывают его разрушение на значительном расстоянии от его геометрической вершины. В этих случаях материал режущего клина теряет конструкционную прочность в результате перегрева от воздействия выделяющегося тепла при абразивной обработке материала поверхностей боковых граней, поскольку отвод тепла в массив лезвия резко затруднен из- за тонкого режущего клина. Для повышения качества режущего клина необходимо применять щадящие режимы заточки, что обеспечивается небольшой продольной и поперечной подачей затачиваемого лезвия, малыми скоростями вращения абразива, однако это значительно снижает производительность.

Таким образом, для достижения большей остроты требуются значительные трудозатраты. В настоящее время при значительном объеме производства массовых однолезвийных медицинских режущих инструментов (около 7 млн. штук в год) и отсутствии механизации в процессе заточки, из-за сложности и нерегулярности формы и размеров режущих частей инструментов достичь остроты менее 2 мкм невозможно. На практике острота инструмента должна быть эффективной, т. е. обеспечивать достаточную режущую способность при изготовлении режущих медицинских инструментов в объеме, удовлетворяющем требования медицины. При условии соблюдения технологических приемов производства режущих инструментов, согласно технической документации (см. табл. 7), скальпели соответствуют медицинским требованиям.

Износостойкость лезвийных инструментов определяется устойчивостью участка режущего клина, заключенного между поверхностями исходной режущей кромки и кромки в состоянии отказа (см. рис. 1). Высота этого участка равна 6—30 мкм. Масса удаляемого в результате износа материала лезвия скальпелей составляет около 10-5 г при общей массе лезвия инструмента 5——30 г. Это свидетельствует об исключительной важности технологических операций формообразования режущего клина для получения износостойкости инструмента. Основными * - факторами, определяющими нарушение режущего клина, являются реакция разрезаемой ткани, воздействие корро- зионно- и поверхностно-активных сред организма и средств предоперационной обработки.

Заточка инструмента, как правило, сопровождается образованием в поверхностных слоях и в теле режущего клина остаточных напряжений, в том числе растягивающих. Эти напряжения распределяются неравномерно. Концентраторами являются впадины и выступы канавок, образующихся при резании абразивными частицами, и вершина образовавшегося режущего клина. Неравномерное напряженное состояние режущего клина создается также в результате односторонней ручной заточки. При работе режущий клин испытывает воздействие напряжения от реакции ткани, которое суммируется с собственными его напряжениями, при одновременном влиянии кор- розионно- и поверхностно-активных сред организма. В результате износ режущего клина происходит под действам преимущественно двух факторов — электрохимического растворения .материала наиболее нагруженных поверхностей и коррозионного растрескивания под остаточным напряжением. Необходимо отметить, что нагружение режущего клина носит спорадический характер как вследствие проведения самих операций, так и из-за непостоянства взаимного расположения ткани и режущего клина в процессе выполнения разреза и нерегулярности рельефа поверхностей режущего клина.

В НПО《Мединструмент》при исследованиях установлено, что в зависимости от режима заточки и материала, применяемого для изготовления инструмента, отказ однолезвийных инструментов в условиях клинической эксплуатации может происходить вследствие монотонного износа поверхностей контакта с разрезаемой тканью, что характерно для щадящих режимов заточки и аварийного

износа. Последний происходит преимущественно под действием коррозии под остаточным напряжением ослабленного в результате заточки в жестких режимах режущего клина и проявляется в виде хрупкого выкрашивания упрочняющих фаз или отдельных участков режущего клина. Аварийный износ является наиболее интенсивным, например, отказ скальпелей наступает после 1——3 циклов работы. При монотонном износе скальпели из применяемых в настоящее время сталей ЭИ-515 (100Х13М) или У12А срабатываются за 8—15 циклов.

К аварийному износу можно отнести и повреждения режущего клина от соударений с посторонними твердыми предметами — инструментами, стерилизационными коробками и пр. Такого рода повреждения имеют вид смятия или изгиба режущего клина.

Пути улучшения режущих свойств однолезвийных инструментов связаны с совершенствованием технологии их формообразования, разработкой новых технологических процессов, обусловливающих бездефектность или минимум дефектности режущего клина при достаточной производительности заточки, разработкой и выявлением новых материалов, обеспечивающих благоприятные условия формообразования режущего клина при заточке по существующим и перспективным технологическим процессам, его устойчивость к воздействию эксплуатационных факторов.

Перспективным является применение сталей, легированных элементами, создающими термодинамическую устойчивость и остаточную конструкционную прочность режущего клина,— ванадием, молибденом, вольфрамом, ниобием и др. добавками.

V3 Свойства встречнорежущих инструментов

Свойства встречнорежущих лезвийных инструментов в отличие от однолезвийных определяются не только параметрами лезвий режущего клина. Рассмотрим это на примере хирургических ножниц, геометрические параметры которых представлены на рис. 2.

В зависимости от функционального назначения лезвия ножниц могут быть изогнуты по прямой или кривой линии в одной из трех указанных плоскостей. Наиболее распространены ножницы хирургические изогнутые в плоскости XZ (с «вертиально-изогнутыми» лезвиями, т. е.

Рис. 2. Геометрические параметры ножниц:

a-в плоскости резания XV; б — поперечного сечеиия в плоскости X; в — поперечного сечения режущего клина; г — лезвия в плоскости X и XV； о — ширина лезвия в корневом сечении； Zp — длина рабочей части лезвия; ii— расстояние от точки приложения силы к ручке до оси шарнира； i2 — расстояние от осн шарнира до точки первичного контакта режущих кромок； г — расстояние между вершинами лезвий; И — расстояние между точками приложений усилий на ручках； / —угол раствора лезвий; а — передний угол; S — угол резання； 丁 一задний угол;屮一угол между боковыми гранями ножниц; с — ширина передней грани； 。一 угол заострения режущего клииа; ft — толщина обрабатываемого материала; h — точка первичного контакта режущих кромок.

У

\ Гер

Рис. 3. Геометрические параметры (а, б) замковой части ножниц: S — толщина половинки в сечении по оси шарнира； /1 — глубина гнезда под головку винта； D — диаметр головки винта； d — диаметр стержня винта; Аг — ширина поверхности контакта в замковой части； Гер — средний радиус опорной площадки.

изогнутыми по плоскости), что объясняется лучшими условиями визуального контроля за процессом резания из- за выступания рабочих частей лезвий над остальными элементами конструкции ножниц. Кроме указанных размеров, для процесса резания имеют существенное значение так>ке форма и размеры замковых частей ножниц, представленные на рис. 3.

Приводим в упрощенном виде аналитические выражения, определяющие режущую способность ножниц:

Ркр 二 Rpes + Исж + Т1 + 丁2 + R‘，(V. 2)

Х&2%(V. 3)

0Zcp

Q》Pkp X + 寸”氷,(V. 4)

1 十 h-2hCJK

где © ——угол между касательными к режущей кромке в

плоскости XY;屮一угол трения; Q — сила взаимного давления лезвий в точке контакта режущих кромок, действующая параллельно Z.

Условие (V.2) является известным выражением для определения критического усилия резания лезвием. Составляющая возникает от действия противорежущего лезвия и отражает несимметричность взаимодействия половин с разрезаемой тканью. •

Выражение (V.3) является необходимым условием защемления ткани между лезвиями до начала резания.

Из выражения (V.4) следует, что для обеспечения режущей способности лезвия ножниц должны иметь определенную жесткость. Величина 2ф является расстоянием между линиями действия Рнр противорежущих лезвий, а Уф ——между линиями действия равнодействующих реакций материала параллельно оси Y (в плоскости YZ). Величины 2ф и Уф определяются картиной распределения реакции обрабатываемой ткани, а следовательно, являются функциями геометрических параметров лезвий и реологических свойств разрезаемой ткани.

Из анализа представленных выражений следует, что нарушение Любого из этих условий приводит к потере режущей способности ножниц. Например, при выполнении поверхностей граней режущего клина гладкими вследствие уменьшения угла трения режущая способность ножниц в данном сечении теряется ——ткань проскальзывает между лезвиями (V.3). Затупление лезвия вызывает увеличение РКр через повышение Крез, и соответственно по выражению (V.4) для сокращения режущей способности ножниц требуется большая жесткость лезвий. При малых значениях переднего угла а (при больших углах заточки лезвий) величина Z(j)возрастает, и, следовательно, при заданной жесткости лезвий для выполнения реза требуется большая острота лезвий. '

Режимный параметр Ali = h——2ЬСж, где 卜^式一величина сжатия материала одним из лезвий до начала резания, входит в выражение (V.4) неоднозначно, что свидетельствует о влиянии размеров ткани и ее реологических свойств (модуля упругости и коэффициента Пуассона) на процесс резания в зависимости от форм и размеров лезвий.

Из выражения (V.4) следует важный вывод, что уменьшение жесткости лезвия на определенную величину неизбежно приводит к отказу ножниц. На практике 咱

новной причиной снижения жесткости является износ нагруженных участков замкового соединения ——опорных площадок и поверхностей трения головка винта ——гнездо и износ внутренних граней режущих клиньев. В результате износа половинки расходятся, что приводит к уменьшению величины Q в рассматриваемом сечении из-за меньшей деформированности половинок.

Так как у хирургических ножниц отношение -~—= = 5+15, то и влияние износа замкового соединения на жесткость лезвий во столько же раз больше по сравнению с влиянием износа граней режущих клиньев лезвий.

Важным условием сохранения режущей способности ножниц является стабильность формы режущих клиньев по всей длине лезвий. При наличии отдельного локального дефекта в виде углубления задней грани режущего клина в каком-либо сечении лезвия в образовавшийся промежуток между режущими клиньями затягивается ткань, не разрушаясь (особенно это характерно для резания волокнистых материалов). От распирающего действия сжимаемой в этом промежутке ткани лезвия деформируются ——расходятся, что вызывает увеличение 之色，и при определенном его значении оптимальные условия, выраженные в (V.4), нарушаются. В образовавшийся от расхождения лезвий зазор между режущими клиньями вовлекаются новые объемы ткани, сжатие которых также сопровождается возрастанием 2ф. Процесс расхождения лезвий лавинообразно ускоряется, затем замедляется до уравновешивания реакции сжимаемой ткани, усилившейся от деформации лезвий, ножницы «заклинивает». Таким образом, наличие отдельного локального дефекта режущего клина в одном из сечений лезвия приводит к потере режущей способности лезвий на остальных участках, лежащих за этим сечением, при одновременной сохранности на них режущих клиньев. Установлено, что критическая глубина локального дефекта для общехирургических ножниц составляет 5—15 мкм при его длине до 30 мкм.

Из изложенного выше следует, что износ ножниц локализуется на поверхностях режущих клиньев лезвий, на поверхностях трения половин лезвий и трения головки шарнира в замковой части. Причем отличительной особенностью является самозатачивание режущих 60 '

клиньев лезвий при износе по поверхностях задних граней при их фрикционном взаимодействии.

Следовательно, одним из путей улучшения режущих свойств ножниц является повышение износостойкости нагруженных поверхностей, работающих при больших удельных контактных давлениях, в коррозионно' и поверхностно-активной средах. Применение для упрочнения лезвий износостойкого сплава ВЗК ОСТ 1-900-78-72 позволило повысить показатель надежности, наработку до первого отказа более чем в 5 раз.

В установившемся режиме работы износ поверхностей лезвий ножниц может быть монотонным или окислительным, при котором форма режущих клиньев сохраняется стабильной, и аварийным, который проявляется в основном в виде выкрашивания отдельных участков режущих клиньев, что, как правило, приводит к потере режущей способности. Выкрашивание является результатом коррозионной усталости поверхностных слоев нагруженных участков.

При монотонном износе отказ наступает в результате уменьшения жесткости лезвий, деформированность которых при износе снижается. Восстановление режущих свойств в этом случае возможно при уменьшении зазора между половинками в замковой части путем заворачивания винта с последующей расклепкой его стержня. При аварийном износе для восстановления режущей способности необходимо заточить ножницы на глубину повреждения. На практике, как ремонтных предприятий «Медтехники», так и в условиях лечебных учреждений, в любом случае износа производят переточку лезвий.

Режущую способность лезвийных инструментов восстанавливают, как правило, путем переточки при помощи абразивных кругов. Так как процесс заточки не механизирован, то качество режущего клина полностью зависит от квалификации заточника.

Пути улучшения режущих свойств медицинских ножниц связаны с созданием антифрикционности поверхности нагруженных участков лезвий и замковой части путем нанесения износостойких покрытий или применения для изготовления ножниц соответствующих материалов. Улучшение режущих свойств связано также и с предотвращением аварийного износа за счет совершенствования технологии формообразования режущих

клиньев (шлифования задних и передних граней), применением для изготовления режущих клиньев материалов, устойчивых к коррозионной усталости, и оптимизацией геометрических параметров.

Для определения оптимальных по режущей способности и стойкости геометрических параметров необходима количественная характеристика основных реологических свойств биологических тканей, т. е. величин, определяющих процесс взаимодействия лезвий с тканью (разрушающего контактного напряжения Ор, модуля деформации Е, коэффициента Пуассона 卩).Следует отметить, что до настоящего времени для большинства биологических тканей эти параметры не определены.

И если в известной мере мы мирились с тем, что изготовление режущих инструментов до настоящего времени осуществлялось без знания этих характеристик, т. е. без учета комплекса условий, необходимых для создания оптимальных инструментов, то сейчас повышение качества режущих свойств изготавливаемых инструментов будет все больше связываться с глубоким изучением необходимых характеристик различных биологических тканей.

Глава VI

МНОГОЛЕЗВИЙНЫЕ РЕЖУЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ

Боры зубные

Зубные боры предназначены для препарирования твердых тканей зубов и челюстных костей. Боры состоят из фасонной рабочей части (рис. 4) с режущими зубьями и цилиндрического хвостика (рис. 5), служащего для закрепления в стоматологическом наконечнике. По форме рабочей части боры подразделяются на шаровидные, цилиндрические, конические, обратноконические, колесовидные с продольной, торцевой поперечной, угловой или комбинированной насечкой, образующей режущие зубья (см. рис. 3). Хвостовики боров, предназначенных для применения с угловым наконечником, имеют на свободном конце проточку и лыску для фиксации. Диаметр хвостовика для прямого и углового наконечников составляет 2,35 мм, для турбинного——1,6 мм. Боры для прямого наконечника имеют установленную длину

27-0327-030,9±0,050,9±0,0503“5:03“5:Рис. 4. Боры зубные.Рис. 4. Боры зубные.口30口300,3 x45 й0,3 x45 йgaq?-z 8gaq?-z 8

27-03

27-03

0,9±0,05

0,9±0,05

03“5:

03“5:

Рис. 4. Боры зубные.

Рис. 4. Боры зубные.

口

30

口

30

0,3 x45 й

0,3 x45 й

gaq?-z 8

gaq?-z 8

44 мм, для угловых наконечников——17,22 и 27 мм и для турбинных — 22 мм. Диаметр рабочей части боров обозначается условными номерами, например, нечетными (от D до 13), которым соответствуют размеры, от 0,85 до 3,1 мм.

Зубные боры' изготавливают из высокопрочной хромовольфрамовой стали ХВ5, твердых сплавов ВК6М, ВК6ОМ. или с применением алмазных зерен.

VI2 Боры стальные

Стальные боры предназначены для препарирования дентина зубов при лечении кариеса, пульпита и периодонтита. Твердость рабочей части этих боров после термообработки HRC составляет 60—65 ед. При работе на дентине средняя наработка стального бора — 5 мин. Применение стальных боров для препарирования эмали преждевременно выводит их из строя.

Рис. 5. Хвостовики боров:

/ ——полостной шаровидный с косой непрерывной режущей кромкой; 2 — полостной обратнокоиусный с косой непрерывной режущей кромкой; J — полостной колесовидный с косой непрерывной режущей кромкой; 4 — фиссурный цилиндрический с прямой непрерывной режущей кромкой; 5 — фиссурный цилиндрический с косой непрерывной режущей кромкой： 6 ——фиссурный цилиндрический с прямой прерывистой режущей кромкой; 7 ——фиссурный конусный с косой непрерывной режущей кромкой; 8 — фиссурный конусный с прямой прерывистой режущей кромкой; 9——фнннр шаровидный с косой непрерывной режущей кромкой; 10— фннир цилиндрический с прямой непрерывной режущей кромкой； И — финир пламевидный с прямой непрерывной режущей кромкой； 12 — финир конусный с прямой непрерывной режущей кромкой. . ； q 话

В настоящее время боры выпускают в наборах для

прямого и углового меров (табл. 8).прямого и углового меров (табл. 8).наконечника и различных типораз-

прямого и углового меров (табл. 8).

прямого и углового меров (табл. 8).

VL3. Полиры

Полиры служат для окончательной отделки (полировки) наружной (видимой) поверхности пломб из различных материалов. Отечественная промышленность выпускает шаровидные полиры с рифленой и гладкой поверхностью рабочей части, которые применяют последовательно.

VI4 Боры с рабочей частью из твердого сплава

Боры твердосплавные предназначены для препарирования твердых зубных тканей эмали. Рабочая часть 64

Таблица 8

Основные типоразмеры стальных боров

Форма рабочей поверхности .

Номера боров

Цилиндрические фиссурные с двойной нарезкой,

1—3-5-7-9-—11-13

в том числе для углового наконечника

1 —3—5—7—9

Цилиндрические фиссурные с одинарной нарезкой»1-3--57--9

Конические фиссурные с двойной нарезкой,

1—•3—5—7—9—•11—13

в том числе для углового наконечника

1 亠 3—5—7—9

Конические фиссурные с одинарной нарезкой

1—3—5—7—9

Колесовидные

3-5；

Обратиоконические

1 —3—5—7—9

Шаровидные,

1—3-5-7-9-11-13

в том числе для углового наконечника

1-3-5-7—9—11

Финиры

3—5—7

Полиры

3—5—7—9

Ступенчатые

1-5

Фиинры цилиндрические

1—7

Финиры конические

5—9

Полиры рифленые'

3—5—7—9

Боры трепаны

9Tl

Набор боров для прямого наконечника

125 стальных боров длиной. 44 мм

Набор боров для углового наконечника

175 штук длиной 22 мм

твердосплавных боров изготавливается из сплава ВК6М или ВК60М, хвостовик — из стали 20X13, Эти боры обладают высокой износостойкостью. Применение их на высокооборотных бормашинах способствует повышению производительности труда врача и снижению болевых ощущений пациента.

Промышленность выпускает твердосплавные боры трех типов: шаровидные, обратноконические и цилиндрические фиссурные для прямого, углового и турбинного наконечников. В основном их применяют для проведения тех же операций, что и стальные боры, с той лишь разницей, что с их помощью срезают эмалевые

3 Заказ № 9891 65

91011

Рис. 6. Головки алмазные.

/ — шаровидные; 2 — обратноконусные с выемкой; 3 ~ конические с радиусом; 4 — дисковые; 5 —остроконнческне; 6 — колесовидные с радиусом； 7 — цилиндрические; 3 — конические усеченные; 9 — обратноконусные; 10 — колесовидные; // ——пламевидные.

навесы над кариозной полостью, препарируют эмаль зубов и дентин вблизи эмалево-дентинной границы, а также выводят на жевательную поверхность и формируют для пломбирования полости, расположенные на апрок- симальных и боковых поверхностях зубов.

Цилиндрические фиссурные боры с одинарной нарезкой выпускают для прямого, углового и турбинного наконечников четырех номеров каждый — № 1, 3, 5, 7, обратноконические боры изготовляют той же номенклатуры.

Шаровидные боры производят пяти размеров (№ 1— 9) для прямого наконечника, для углового наконечника—№ 1, 3, 5, 7 длиной' 17, 22, 27 мм и тех же номеров ——для турбинного наконечника.

Твердосплавные боры необходимо использовать при работе на скоростных бормашинах. ，

VI.5. Головки алмазные

Алмазные головки (рис. 6) применяют для препари- . рования эмали зубов при их лечении и протезировании, а также в зуботехнической практике при обработке металлических деталей зубных протезов. Покрытие рабочей части головок содержит порошок дробленых природных алмазов с зернами размером 63—125 мкм. Хвостовики этих боров изготавливают из стали 20X13, ХВ5 и У10. Алмазные головки рекомендуется эксплуатировать при оптимальной скорости вращения— 10——300 000 об/мин.

Выпускают алмазные голов'ки 46 типов по размеру.

Шаровидные головки изготавливают для прямого, углового и турбинного наконечников с диаметром головки 1,5 и 2 мм. Они служат для трепанации эмали зубов и разработки полостей при поверхностном и среднем кариесе.

Цилиндрические головки выпускают с диаметром рабочей части 0,8; 1,0; 1,4; 2,0; 2,5 мм.

Цилиндрические головки с прорезью, диаметром ра- бочей части 3 мм и длиной 27 мм производят для углового наконечника.

Головки цилиндрические и цилиндрические с прорезью предназначены для препарирования зубов и пазов в них, срезания эмалевых навесов над кариозной полостью.

Конические головки с диаметром рабочей части 1,4 и 2,5 мм выпускаются для прямого, углового и турбинного наконечников. Они предназначены для препарирования каналов и пазов в зубах, углубления фиссур, снятия при- десневых навесов на зубах.

Обратноконические головки диаметром 3 мм выпускаются для прямого, углового и турбинного наконечников, диаметром 5 мм для прямого и углового наконечников. Такие головки предназначены для препарирования .эмали зубов при формировании полостей в них перед пломбированием и при зубном протезировании.

Рнс. 7. Круги и диски алмазные.

/ — плоские односторонние; 2 — плоские двусторонние； 3 — плоские односторонние с отверстиями; 4 — плоские двусторонние с отверстиями; 5 — конические; 6 — трехсторонние； 7 — трехсторонние радиусные; * — с рифленой поверхностью.

Колесовидные головки диаметром 4 и 8 мм выпускают для прямого и углового наконечников, а диаметром 4 мм — для турбинного наконечника. Колесовидные головки предназначены для препарирования эмали зубов и пазов в них.

Чечевицевидные головки диаметром 4 и 6 мм изготавливают для прямого и углового наконечников, а диаметром 4 мм—■ для турбинного наконечника. Предназначены они для препарирования жевательной поверхности зубов и создания на ней фиссур и т. д.

Пламевидные головки диаметром 1,2 мм выпускают для всех видов наконечников. Предназначены такие головки для препарирования пазов, оформления полостей под пломбы и вкладки и т. д.

VL6. Круги и диски алмазные

Алмазные круги и диски (рис. 7) предназначены для препарирования зубов при протезировании. Они имеют одну, две или три рабочие поверхности. Круги используют для препарирования всех доступных поверхностей коронковой части зуба, а диски, в частности плоские,— для сепарации, препарирования апроксимальных поверхностей зуба или смежных зубов. Рабочие поверхности кру- 68

Рис. 8. Фрезы зуботехнические.Рис. 8. Фрезы зуботехнические./ — овальные с одинарной нарезкой; 2 — овальные с двойной нарезкой; 3 — цилиндрические； 4 — конические с одинарной нарезкой; 5 — конические с двойной нарезкой; 6 — колесовидные с одинарной нарезкой; 7 — колесовид- 'йгые с двойной нарезкой./ — овальные с одинарной нарезкой; 2 — овальные с двойной нарезкой; 3 — цилиндрические； 4 — конические с одинарной нарезкой; 5 — конические с двойной нарезкой; 6 — колесовидные с одинарной нарезкой; 7 — колесовид- 'йгые с двойной нарезкой.

Рис. 8. Фрезы зуботехнические.

Рис. 8. Фрезы зуботехнические.

/ — овальные с одинарной нарезкой; 2 — овальные с двойной нарезкой; 3 — цилиндрические； 4 — конические с одинарной нарезкой; 5 — конические с двойной нарезкой; 6 — колесовидные с одинарной нарезкой; 7 — колесовид- 'йгые с двойной нарезкой.

/ — овальные с одинарной нарезкой; 2 — овальные с двойной нарезкой; 3 — цилиндрические； 4 — конические с одинарной нарезкой; 5 — конические с двойной нарезкой; 6 — колесовидные с одинарной нарезкой; 7 — колесовид- 'йгые с двойной нарезкой.

гов и дисков покрыты алмазным порошком на никелевой основе. Конические диски имеют покрытие на внутренней поверхности и применяются для препарирования медиальных поверхностей конвергирующих зубов. Центровые отверстия у кругов и дисков служат для укрепления на винте дискодержателя. -

В настоящее время выпускают круги диаметром 12 мм, односторонние и двусторонние диски диаметром 16 и 20 мм и конические диски (тарельчатые) диаметром 18 мм.

VL7. Фрезы зуботехнические

Зуботехнические фрезы (рис. 8) предназначены для обработки и коррекции съемных пластинчатых зубных протезов из пластмассы. Они закрепляются в прямом, угловом или зуботехническом наконечниках и приводятся во вращение бормашиной.

Таблица 9

Основные типовые размеры зуботехиических фрез

Формы рабочей частиФормы рабочей частиДиаметр рабочейчасти, мм

Формы рабочей части

Формы рабочей части

4—5 8-10—12,5 8-10 4—5—644—5-64—5 8-10—12,5 8-10 4—5—644—5-6Цилиндрические'

4—5 8-10—12,5 8-10 4—5—6

4

4—5-6

4—5 8-10—12,5 8-10 4—5—6

4

4—5-6

Колесовидные

Колесовидные с двойной нарезкой

Конические 3-х типов °

Комические 2-х типов для углового наконечника

Овальные 2-х типов

Овальные для углового наконечника

Фрезы изготавливают из стали марок У10А, У12А. Средняя наработка фрезы до значительного затупления не превышает 20 мин.

Твердость (HRC) рабочей части составляет 58——62 ед.

Выпускают зуботехнические фрезы 26 типовых размеров (табл.9).

Глава УП

ЗАЖИМНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ

VII-1. Функциональное назначение и классификация

Зажимные инструменты по функциональному назначению подразделяются на предназначенные для непосредственного воздействия на ткани (зажимы, щипцы) и предназначенные для захвата и фиксации других инструментов, воздействующих на ткани (иглодержатели).

Зажимы используют при проведении операций для временного сдавливания тканей для остановки кровотечения из сосудов, закрытия просвета полых органов или для фиксации тканей.

Зажимы по способу воздействия на ткани разделяют на две группы: 1) временное наложение которых не должно травмировать органы, так как в послеоперационный период ткани должны полностью восстановить жизнедеятельность; 2) наложение которых может травмировать органы, удаленные в процессе операции или в послеоперационный период.

Общим признаком инструментов первой группы,、к которой относятся зажимы для кишечно-желудочных и сосудистых операций, является эластичность рабочих частей. Основным функциональным требованием, предъявляемым к этим инструментам, является надежное атравматическое перекрытие просвета тканей, обеспечиваемое равномерным распределением давления губок по всей площади их соприкосновения с тканями. Рабочие поверхности губок выполняют, как правило, профилированными, в виде комбинаций впадин и выступов на поверхностях противодействующих губок, что обеспечивает изгиб тканей в сжатом состоянии, в результате которого улучшается герметичность сдавливаемого участка органов при меньших необходимых удельных давлениях на ткани.

Ко второй группе относят главным образом кровоос-

танавливающие зажимы. Основной задачей инструментов этой группы является надежная фиксация органов в сжатом состоянии. Оптимальная величина давления рабочих поверхностей губок зажима на ткани, при которой последние не травматизируются при условии надежной фиксации органа, является основным исходным параметром при проектировании зажимов. Определение необходимого давления связано с состоянием ткани органа, необходимой экспозицией при данной методике проведения операции и другими факторами, причем эта величина варьирует для различных органов в широких пределах. При проектировании инструментов для обеспечения новых методик проведения операций параметр выявляется экспериментальным путем.

В работе Г. В. Астафьева (1966) определены оптимальные величины удельных давлений на ткани пищевода, толстой и тонкой кишки, составляющие 1 —— 1,2 кгс/см2. Установлено, что при -сдавливании стенок указанных органов при этих усилиях обеспечивается герметичность, и в послеоперационный период в тканях не наблюдается необратимых изменений.

VIL2. Особенности эксплуатации зажимов

Зажимы являются инструментами с циклическим характером нагружения. В ходе операции их можно накладывать до 8—12 раз, причем диапазон регулирования деформаций и усилий значителен вследствие вариации в широких пределах геометрических и механико-биологических параметров органов. Кроме механических нагрузок, зажимы испытывают влияние коррозионно- и поверхностно-активных сред организма (см. главу II), причем время воздействия и первых и вторых наибольшее по сравнению с инструментами других типов, так как за- жим в рабочем состоянии может находиться несколько часов.

При таком характере нагрузки инструменты могут разрушаться в малоцикловой области в результате снижения предела текучести материала инструмента от воздействия активных сред, развития коррозии под напряжением и из-за повышенной чувствительности материала к концентраторам напряжений, приводящей к хрупкости.

Усилие сжатия зажимов определяется жесткостью браншей. Как правило, бранши зажимов снабжаются

кремальерными механизмами, обеспечивающими фиксацию определенного усилия сдавливания тканей. Наиболее распространены кремальеры со ступенчатой фиксацией, что является их недостатком, так как не позволяет точно дозировать усилие сдавливания. В последнее время некоторые зарубежные фирмы изготавливают зажимы с бесступенчатыми кремальерами. Препятствием для их широкого применения является громоздкость инструментов и 'сложность их конструкций.

К надежности работы зажимов предъявляют жесткие требования. Как правило, отказ инструмента во время операции резко осложняет работу хирурга и отрицательно влияет на ход операции. Это обстоятельство диктует повышенные требования к проектированию инструментов на основе сравнительно узких рамок оптимальных значений величины сдавливания тканей и требует проведения возможно более точного расчета элементов конструкции зажимных инструментов на прочность и жесткость.

VIL3- Расчет на жесткость и прочностьи определение размеров зажимов

Половины зажимов по характеру нагружения при работе можно разбить на четыре группы： участок активного контакта с обрабатываемым объектом (губки); участок соединения половин инструмента (замок); участок от замковой части до кремальеры или до ручек в инструментах бескремальерной конструкции (бранша) н переходные участки от браншей и рабочей части к замку.

Прямолинейная рабочая часть в основном подвержена изгибу в плоскости инструмента, т. е. плоскости, перпендикулярной продольной оси н совпадающей с плоскостью симметрии инструмента. В инструментах с криволинейными губками к изгибу добавляется еще и кручение. Рабочие части иглодержателей также испытывают влияние перерезающей силы от реакции иглы.

В зажимах предусмотрено использование врезного или полуврезного замка, что определяет ОСТ 64-1-119-78 《Замки медицинских инструментов. Типы и основные размерь】》. Для вычисления максимальных напряжений в коробчатых замках и для проверки их прочности можно пользоваться элементарной теорией изгиба. Напряжение- в замке появляется в сечении. В сечении, прохо-

5-55-5

5-5

5-5

Рис. 9. Расчетная схема бранши иглодержателя:

Р' — усилие, приложенное к кольцу, прн зацеплении за последний зуб кре・ мальеры；厶一расстояние от силы Р до корневого сечеиия бранши； а — расстояние от сечеиия перехода бранп!И в кремальеры до силы Р； в — ширина бранши в корневом сеченнн； h — высота бранши в корневом сечении; d — диаметр браншн в сеченнн перехода в кремальеру.

дящем через ось коробчатого замка, значение изгибающего момента максимально, оно. ослаблено отверстием под ось.

Бранши замков подвергаются изгибу в плоскости инструмента, причем усилия изгиба определяют жесткость инструмента п зависят от назначения последнего. Кроме того, бранши подвергаются изгибу в перпендикулярной плоскости и кручению от воздействия кремальеры. Крутящий момент постоянен по всей длине бранши. Для большинства инструментов за расчетную нагрузку можно принять изгибающий момент в плоскости инструмента, так как изгибающий момент от кремальер бывает значительно меньше. Из-за отсутствия выступающих углов максимальные напряжения от изгиба в разных плоскостях не будут складываться в одной точке.

Используя элементарную теорию изгиба, в пределах применимости гипотезы плоских сечеипй, можно вычислить напряжение при изгибе браншей. Наиболее рационально проектировать браншу как брус равного сопро-

тивления изгибу. При этом момент сопротивления сечения по длине бранши меняется по линейному закону.

Браншу можно рассматривать как консольно защемленную в сечении перехода в замок балку (рис. 9).

Площадь сечения кольцевой и кремальерной частей инструментов, как правило, значительно превосходит площадь сечения бранши в зоне перехода в кремальеру, поэтому участок ручки за этим сечением можно считать абсолютно жестким по отношению к бранше, а линию действия силы Р1, приложенную к ручке, можно перенести на расстояние а в это сечение.

Углами наклона сечений А ——А и Б — Б к оси X для практических расчетов можно пренебречь.

Анализ конструкций иглодержателей позволяет сделать допущение, что браншу можно рассматривать как усеченный конус. При этом изменение площади поперечного сечения лроисходит по закону:

(VII. 1)(VII. 1)F。 L2

(VII. 1)

(VII. 1)

FT= (L-Xp '

где F0 = b-h ——площадь корневого сечения, х ——текущая координата; Fx — площадь сечения бранши на расстоянии X; L ——высота полного конуса, образованного поверхностью бранши.

Jo L<Jo L<Момент инерции в этом случае изменяется по закону:

Jo L<

Jo L<

(VII. 2)

где Jo, Jx ——соответствующие значения моментов инерции. Изгибающий момент в сечении X под действием си- лы Р: Мх = Р(11-х). (VII. 3)

Известно, что прогибы балки Y при постоянном модуле упругости Е под действием изгибающего момента М

Y(x)=JdxJ^dx + C,(VII. 4)

где С ——константа, определяется краевыми условиями.

Углы .поворота сечений при этом

Y'(x)= J^dx + C. (VII. 5) Подставляя в выражения (VII.4) и (VII.5) значения (VII.2) и (VII.3), после интегрирования получим

Y(X)二 ^ц • (L _ х)з + 2EJ?'(匚二可 +С (VIL 6)

При этом

(VIL 7)(VIL 7)— PM - Pi'(L-£ +c +D 丫(X)— 2EJ° (L-IJ 6EJ0(L — x)2 十 5 十 U，

(VIL 7)

(VIL 7)

где D ——константа, определяемая краевыми условиями, т. е. Х = 0, У(х) =0, тогда

PL2(L+%)

Из (VII.7) получаем

PL42L + M

Подставляем значения С и D в (VII.7) и после преобразования получаем

У(х)= бЁ挠』(3LL—2LX —Lx),(VII. 8)

при x=h получаем

УС) ~ 3EJ0 (L-lt) ■

Введем коэффициент, характеризующий конусность бранши,

К = &(VII. 9)

Для большинства иглодержателей К= 1,5 —2,5. Примем К = 2, тогда

y = V.(VII. 10)

Для этого случая построена номограмма, представленная на рис. 10.

Для определения размеров 'поперечных сечений необходимо учитывать длину бранши, т. е. расстояние от корневого сечения до сечения перехода бранши в кремальеру или рукоятку (11), усилие сведения колец Р при зацеплении за последний зубец кремальеры и величину прогиба бранши в сечении перехода в кремальеру y(li).

Эти данные выбирают, исходя из условий работы инструментов, т. е. необходимо учитывать усилие, которое должно прилагаться к браншам, что диктуется особенностями тканей, их возрастом, плотностью, структурой и др： особенностями.

/4

&MM

Рис. 10. Номограмма для расчета- поперечных сечений бранш иглодержателей.

ю

Особенно сложными с точки зрения установления напряженно-деформированного состояния являются участки перехода от браншей и рабочей части к замку. Здесь сосредоточены в основном концентраторы напряжений. Теоретический расчет этой части инструмента в настоящее время практически невозможен и, как правило, определяется эмпирически с учетом изложенных выше условий.

Для получения достоверной картины напряженно- деформированного состояния зажимных инструментов НПО《Медпнструмент》совместно с Казанским авиационным институтом им. А. Н. Туполева провели экспери-

го зажима.

Рис. 12. Группа наиболее нагруженных точек кровоостанавливающе

ментальные исследования наиболее распространенных инструментов ——кровоостанавливающих прямых и изогнутых зажимов, иглодержателей.

Для исследования были изготовлены модели половин инструментов из органического стекла. Возможность применения для исследования распределения напряжений в пределах упругости моделей из другого материала определяется тем, что модель и деталь, выполненные из различных, но однородных материалов, работающие в пределах пропорциональности, при одних и тех же формах, размерах и нагрузках имеют в одинаково расположенных участках одни и те же напряжения. Применение моделей упругого материала с низким модулем упругости обеспечивает исследование упругого напряженного состояния при значительных деформациях и вместе с тем малых нагрузках.

Модели были изготовлены с соблюдением геометрического и силового подобия оригиналам. Исследования ^проведены с использованием двух методов: хрупких покрытий н электротензометрирования. Для выявления картины напряженного состояния при помощи метода хрупких покрытий на модели, изготовленные в масштабе 2%: 1, наносили покрытие из канифоли, хрупкость которой обеспечивает образование трещин при относительных удлинениях при нагружении менее предела текучести материала модели.

Были определены направления действия зоны напряжений, выявлены наиболее значительные из них и дана приближенная оценка напряжений на поверхности модели. .

Величину нормальных и касательных напряжений измеряли тензодатчиками, установленными на поверхностях моделей, изготовленных в масштабе 10 : 1, в направлении поперек и вдоль трещин. По показаниям датчиков построены линии главных напряжений. Такие линии кровоостанавливающего зажима показаны на рис. 11. _

Сплошными линиями показаны растягивающие нап- ряжения, пунктирными ——сжимающие. Опасными являются места резких переходов от рабочей части и отбран- иш к замку', а также некоторые сечения рабочей части и браншей. На рис. 12 показаны значения напряжений в наиболее нагруженных точках поверхностей моделей, пересчитанные для 0,1 расчетной нагрузки на инструмент.

Таблица 10

Величины коэффициентов концентрации иаприжений в месте перехода рабочей части в замок (аК1) и браиши в замок (ак2)

Тип замка

аК1

«КЗ

Коробчатый замок симметричного зажимного инструмента:

а) половина с шлюзом

1,2—1,95

1,8-2,4

б) половина с пазом

1,75—2,5

1,5—2,2

Коробчатый замок с нессиметрич- иой рабочей частью：

а) половина с шлюзом

2,3—3,2

1,75—2,7

б) половина с пазом

1,7—1,95

1,4—2,75

Врезной замок

1,2-1,5

1,1-1,5

Величины растягивающих напряжений обозначены знаком ( + ), сжимающих——(——).Растягивающие напряжения превосходят предел текучести стали 30x13, применяемой для изготовления зажимов.

В табл. 10 представлены определенные в результате проведения экспериментальных исследований величины концентрации напряжений в местах перехода бранши и рабочей части в замок.

Ниже приведена методика расчета зажимных инструментов. Для расчета необходимо знать допустимое удельное давление на ткань [g, кг/мм2]; величину усилия зацепления за последний зуб кремальеры при холостом ходе (Р, кг); максимальную ширину сжатого органа (R, мм). Необходимо также знать основные и габаритные размеры инструмента, следует выбрать тип ручек согласно ОСТ 64-1-115-73 «Ручки медицинских инструментов. Типы и основные размеры». Затем нужно определить расстояния от оси замка до -оси конца ручек (1р, мм); от оси замка до конца рабочей части (1о, мм); от оси кольца до сечения перехода бранши в кремальеру (а, мм); длину бранши (1Ь мм).

Определение размеров рабочей и замковой частей.

В конце рабочей части величина усилия давления на ткань: '

.Рр=毕・Р. (VII. И) 1р

В начале рабочей части:

Рн = ^ • Рр,(VII.⑵

где I2 ——длину рабочей части, выбирают из условия: 12=* + 1,4R.

Величина 1ст — Ь=扌представляет половину длины замковой части 13, так как ось/как правило, устанавливается посередине замковой части.

Ширину рабочей части в сечении перехода в замок -определяют из условия:'

厶=嬴・(VII. 13)

Ширина рабочей части в конце:

Ширину замковой части 'принимают равной ширине рабочей части в сечении перехода в замок:

Ьз — Ьн.

Толщину стенок паза Ьс и толщину шлюза bm выбирают из условия их равнопрочности:

Ьщ —Ь3,

Высота бранши в сечении перехода в замок hK и ее диаметр в сечении перехода в кремальеру определяются из условия жесткости, по номограмме, представленной на рис. 10.

Высота зажима:

Н3= 2hK + C,(VIL 15)

где С — зазор между браншами в сечении перехода в замок、

С — 0,5 ~J~ 1,5 мм.

Диаметр оси:

d = 0,3 —0,35 乩・(VII. 16)

Чтобы проверить зажим на прочность, определяют

момент сопротивления опасного сечения в месте перехода бранши в замок:

Wo = b3 •欣.(VII. 17)

Условие прочности замка записывается в виде:

叫с*к •默W［。］；(VII. 18)

Мо — величина изгибающего момента в опасном сечении:

М0 = Р-11.(VII. 19)

Величину LK выбирают из табл. 10. Такой выбор в указанных пределах обусловливается необходимой степенью надежности инструмента и возможностью выполнения радиусов скруглений максимальной величины. Условие прочности реи записывают в виде:

%акс=圭•号CM(VH. 20)

где: Q ——сила, действующая на ось, F。——площадь поперечного сечения оси.

q = _Р(21*迎.(VII. 21)

Очевидно, при проектировании зажимных инструментов нельзя ограничиваться рассмотрением лишь механических свойств, определяемых при статических испытаниях, без влияния среды и режима работы. Необходимо учитывать весь комплекс свойств, материалов инструментов, определяющих конструкционную прочность изделий: сопротивление малым и большим пластическим деформациям, пластичность и вязкость, склонность к охрупчиванию в рабочих средах, устойчивость к коррозии под напряжением, чувствительность к концентраторам напряжений. Необходимо также принимать во внимание возможность обеспечения стабильности формы размеров и сопряжений, состояния поверхностных слоев и механических свойств по существующему технологическому процессу изготовления инструментов.

При выборе материалов для изготовления зажимных медицинских инструментов и установления расчетных величин допускаемых нормальных и касательных напряжений следует производить корректировку допускаемых

нагрузок.

「лава VIII

ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ МИКРОХИРУРГИИ

Микрохирургия является новым активно развивающимся направлением в современных оперативных вмешательствах. В микрохирургии применяются 'специальные микрохирургические инструменты и микроскопы.

В последние годы техника все шире используется в различных областях хирургии. Кроме операций на органах зрения и слуха, где микроинструменты применяются сравнительно давно, они в настоящее время используются также в других разделах хирургии. Микрооперации на артериях диаметром 1 мм и меньше обусловили возможность экстренной реплантации пальцев, всей кисти, стоп, ампутированных в результате несчастных случаев. Методика микрохирургии позволила выполнять прямые реконструктивные операции на лимфатической системе. Реконструктивные микрооперации на сосудах голени и других артериях малого диаметра позволили видоизменить предложенные ранее вмешательства и улучшить их результаты. Благодаря микроинструментам появились новые возможности в пластической хирургии при пересадке кожных лоскутов на сосудистой ножке, а также при восстановительных операциях на верхней и нижней губах, на семявыводящем протоке, который имеет просвет 0,3 мм. Новую главу нейрохирургии 'представляют собой операции на периферических нервах. Микрохирургическая пластика маточных труб нередко является единственным шансом вернуть женщине способность к деторождению. Это далеко ие полный перечень все более расширяющегося диапазона использования микрохирургической техники в настоящее время.

Микрохирургия как особый раздел оперативной хирургии требует специального технического оснащения. В первую очередь это специальный микроинструментарий и оптические средства. Специфика микрохирургических операций, проводимых под микроскопом, определила конструкцию, форму, размер рукояток и рабочих частей инструментов, которые позволяют легко манипулировать в условиях малого, узкого или сравнительно глубокого операционного поля. Микрохирургические инструменты должны быть тонкими, узкими и изящными, но в то же время прочными и безотказными. Длина нх может

быть различной в зависимости от области, в которой они применяются. Форма рукояток должна 'способствовать легкому перемещению инструментов из одного положения в другое и не осложнять проведение каких-либо манипуляций, не закрывать операционного поля. Впервые в стране микрохирургические инструменты были разработаны во Всесоюзном научно-исследовательском институте хирургической аппаратуры и инструментов (ВНИИХАИ), называющемся в настоящее время Все- * союзным научно-исследовательским и испытательным институтом медицинской техники, и до настоящего времени некоторые наборы выпускает опытный завод этого ，института. В связи с тем что микрохирургические операции не требуют приложения больших физических усилий при использовании микроинструментов, нет необходимости в создании на внешних поверхностях этих инструментов технологически сложных рифлений. Все микрохирургические инструменты матового цвета, во избежание появления световых бликов от их поверхности.

Исходя из изложенного выше, в НПО «Мединстру- мент» совместно с ведущими учеными-медиками были созданы конструкции специальных микрохирургических инструментов.

VIIIJ. Микроинструменты для офтальмологии

Наибольшее распространение микрохирургия получила в офтальмологии. Применение в этой области микрохирургической техники не только позволило создать новые методики, но значительно улучшило технику выпол^ нения уже существующих операций. В настоящее время микрохирургия глаза — это повседневная работа в специализированных офтальмологических учреждениях.'Она базируется на использовании новой микрохирургической техники, уникальном микрохирургическом инструментарии, микроиглах и шовном материале.

Современная микрохирургия вплотную подошла- к оперативным вмешательствам на ультраструктурах глаза. Для выполнения таких вмешательств потребовался еще более тонкий инструментарий. При его изготовлении были использованы особо прочные металлы и их сплавы, лазерный метод упрочнения поверхностей, а обработку и доводку рабочих частей Инструментов проводили под микроскопом с большим увеличением.

-кк^о§йл^«н^о Ks BOIHOFSAdsHH XMHQOhMJdAdHxodyHWJMalHIWOMmlqHqlrBQdoElHHA .ml ds&-кк^о§йл^«н^о Ks BOIHOFSAdsHH XMHQOhMJdAdHxodyHWJMalHIWOMmlqHqlrBQdoElHHA .ml ds&

-кк^о§йл^«н^о Ks BOIHOFSAdsHH XMHQOhMJdAdHxodyHWJMalHIWOMmlqHqlrBQdoElHHA .ml ds&

-кк^о§йл^«н^о Ks BOIHOFSAdsHH XMHQOhMJdAdHxodyHWJMalHIWOMmlqHqlrBQdoElHHA .ml ds&

Для офтальмохирургии в настоящее время выпускаются инструменты 186 наименований, из них 12 наборов и комплектов. Основная номенклатура новых инструментов разработана по предложениям ведущих ученых-офтальмологов членов-корреспондентов АМН СССР А. П. Нестерова, С. Н. Федорова, проф. В. В. Волкова, проф. В. С. Беляева и проф. Е. И. Ковалевского.

На рис. 13 представлен 《Комплект микрохирургических инструментов для офтальмологии. Универсальный». Это самый массовый набор, необходимый для всех микрохирургических операций. В него входит 11 инструментов, позволяющих проводить различные виды микрохирургических манипуляций при экстра- и интрабуль- барных вмешательствах.

Кроме универсальных наборов, разработаны и выпускаются комплекты микроинструмептов для специальных вмешательств (операции по поводу глаукомы, удаление инородных тел из глаз) [Сабитов В. X., 1982].

Микрооперации невозможны без хирургических и атравматических микро игл. В настоящее время разработаны и утверждены Министерством здравоохранения СССР микроиглы для офтальмологии. Все иглы по профилю шпателевидные с острым треугольным кончиком. Третья режущая грань кончика находится на внешней стороне изгиба, что позволяет исключить подрезание острой гранью края раны. Игла имеет переменное сечение——треугольный кончик переходит в плоское (тра- пециедальное) сечение. Высота плоскости 0,15——0,2 мм. Игла фиксируется иглодержателем в плоской части, что исключает ее прокручивание. Кроме того, трапециевидная форма придает игле высокие прокалывающие свойства в результате расслоения плотных тканей, например роговицы, что в свою очередь снижает усилие протягивания.

Ушко игл имеет размеры 0,08—0,1 мм. Форму его образуют на лазерной установке. Внутренняя поверхность ушка выполняется гладкой, чтобы исключить надрез нитей. Иглы изготовлены из новой марки стали ЗИ-90ВИ, износостойкость их острия в 6—7 раз выше, чем у игл из углеродистой стали. У таких игл отмечается удовлетворительное сочетание прочных, упругих и пластических характеристик. Кроме того, по высокой коррозионной стойкости, значительному сопротивлению

.Н1иочо8дчв1фо Ks юонкщй^&нокк xs工°0hsdAdsxod 工sssscso^ ^SK^«o&fflsK^ .81 ・°Hd

Для офтальмохирургии в настоящее время выпускаются инструменты 186 наименований, из них 12 наборов и комплектов. Основная номенклатура новых инструментов разработана по предложениям ведущих ученых-офтальмологов членов-корреспондентов АМН СССР А. П, Нестерова, С. Н. Федорова, проф. В. В. Волкова, проф. В. С. Беляева и проф. Е. И. Ковалевского.

На рис. 13 представлен «Комплект микрохирургических инструментов для офтальмологии. Универсальный». Это самый массовый набор, необходимый для всех микрохирургических операций. В него входит 11 инструментов, позволяющих проводить различные виды микрохирургических манипуляций при экстра- и интрабуль- барных вмешательствах.

Кроме универсальных наборов, разработаны и выпускаются комплекты микроинструментов для специальных вмешательств (операции по поводу глаукомы, удаление инородных тел из глаз) [Сабитов В. X., 1982].

Микрооперации невозможны без хирургических и атравматических микроигл. В настоящее время разработаны и утверждены Министерством здравоохранения СССР микроиглы для офтальмологии. Все иглы по профилю шпателевидные с острым треугольным кончиком. Третья режущая грань кончика находится на внешней стороне изгиба, что позволяет исключить подрезание острой гранью края раны. Игла имеет переменное сечение——треугольный кончик переходит в плоское (тра- пециедальное) сечение. Высота плоскости 0,15—0,2 мм. Игла фиксируется иглодержателем в плоской части, что исключает ее прокручивание. Кроме того, трапециевидная форма придает игле высокие прокалывающие свойства в результате расслоения плотных тканей, например роговицы, что в свою очередь снижает усилие протягивания.

Ушко игл имеет размеры 0,08—0,1 мм. Форму его образуют на лазерной установке. Внутренняя поверхность ушка выполняется гладкой, чтобы исключить надрез нитей. Иглы изготовлены из новой марки стали ЗИ-90ВИ, износостойкость их острия в 6—7 раз выше, чем у игл из углеродистой стали. У таких игл отмечается удовлетворительное сочетание прочных, упругих и пластических характеристик. Кроме того, по высокой коррозионной стойкости, значительному сопротивлению

малым пластическим деформациям (высокие хирургические свойства) и высокому уровню твердости они отвечают современным требованиям микрохирургии.

VIII.2. Микроинструменты для хирургии сосудов

Для технического оснащения и проведения микро- сосудистых операций НПО《Ме^инструмент》совместно с Всесоюзным научным центром хирургии (акад. Б. В. Петровский, проф. В. С. Крылов) были созданы новые микроинструменты для различных хирургических манипуляций.

Из режущих инструментов можно отметить 6 видов пружинных ножниц с байонетными (изогнутыми) бран- шами, что позволяет работать в относительно глубоких полостях, не закрывая операционного поля (рис. 14). Наличие пружинных (в отличие от кольцевых) бранш позволяет исключить лишние движения при раскрывании ножниц и выполнять манипуляции плавно и без толчков. Ножницы микрохирургические сосудистые тупоконечные изогнутые и прямые удобны для разрезания относительно плотных тканей, ножницы микрохирургические сосудистые остроконечные изогнутые и прямые позволяют, кроме резания, в сжатом состоянии произвести отсепаровку тканей. Ножницы микрохирургические сосудистые с выемкой удобны для перерезания пучка нервов. Пучок фиксируется в выемке на нижней бранше, разрез получается ровным и без сминаний. Ножницы микрохирургические сосуди1'стые пилообразные имеют на нижней бранше нарезку с высотой зуба 0,15 мм и шагом 0,3 мм. Наличие микропилы предотвращает выскальзывание из ножниц сосудов или других тканей при их разрезании. Рабочие части всех ножниц выполнены миниатюрными, что позволяет проводить операции под микроскопом на сосудах диаметром менее 1 мм.

Выпускаются промышленностью также три вида иглодержателей микрохирургических сосудистых, предназначенных для фиксирования микрохирургических атравматических игл.

Для пережатия мелких кровеносных сосудов диаметром менее 1 мм применяют микроклипсы типовых размеров с длиной рабочей губки 6——10 мм, шириной 0,7 мм. Размеры клипс соответствуют размерам мелких кро-

•sonadoj HHjdAdux K§ SHewAdIJHHOdHHW •寸 I £Td•sonadoj HHjdAdux K§ SHewAdIJHHOdHHW •寸 I £Td

•sonadoj HHjdAdux K§ SHewAdIJHHOdHHW •寸 I £Td

•sonadoj HHjdAdux K§ SHewAdIJHHOdHHW •寸 I £Td

малым пластическим деформациям (высокие хирургические свойства) и высокому уровню твердости они отвечают современным требованиям микрохирургии.

VIII-2- Микроинструменты для хирургии сосудов

Для технического оснащения и проведения микро- сосудистых операций НПО «Мединструмент» совместно с Всесоюзным научным центром хирургии (акад. Б. В. Петровский, проф. В. С. Крылов) были созданы новые мик- -роинструменты для различных хирургических манипуляций.

Из режущих инструментов можно отметить 6 видов пружинных ножниц с байонетными (изогнутыми) бран- шами, что позволяет работать в относительно глубоких полостях, не закрывая операционного поля (рис. 14). Наличие пружинных (в отличие от кольцевых) бранш позволяет исключить лишние движения при раскрывании ножниц и выполнять манипуляции плавно и без толчков. Ножницы микрохирургические сосудистые ту- .поконечные изогнутые и прямые удобны для разрезания относительно плотных тканей, ножницы микрохирургические сосудистые остроконечные изогнутые и прямые позволяют, кроме резания, в сжатом состоянии произвести отсепаровку тканей. Ножницы микрохирургические сосудистые с выемкой удобны для перерезания пучка нервов. Пучок фиксируется в выемке на нижней бранше, разрез получается ровным и без сминаний. Ножницы микрохирургические сосуди!стые пилообразные имеют на нижней бранше нарезку с высотой зуба 0,15 мм и шагом 0,3 мм. Наличие микропилы предотвращает выскальзывание из ножниц сосудов или других тканей при их разрезании. Рабочие части всех ножниц выполнены миниатюрными, что позволяет проводить операции под микроскопом на сосудах диаметром менее 1 мм.

Выпускаются промышленностью также три вида иглодержателей микрохирургических сосудистых, предназначенных для фиксирования микрохирургических атравматических игл.

Для пережатия мелких кровеносных сосудов диаметром менее 1 мм применяют микроклипсы типовых размеров с длиной рабочей губки 6——10 мм, шириной 0,7 мм. Размеры клипс соответствуют размерам мелких кро- 86

•s^&oo ss^^^^s« в44s^ss^^&Kao^ss FIdMd•s^&oo ss^^^^s« в44s^ss^^&Kao^ss FIdMd

•s^&oo ss^^^^s« в44s^ss^^&Kao^ss FIdMd

•s^&oo ss^^^^s« в44s^ss^^&Kao^ss FIdMd

веносных сосудов, что позволяет размещать их в лю- -бом необходимом для наложения сосудистого анастомоза положении и не мешает манипуляции на сосуде.

Разработанные клипсы изготавливают из специальной коррозионно-стойкой стали, они обеспечивают достаточно надежное переждтие сосуда, исключая травмирование его стенки. Клипсы накладывают и снимают с помощью специального клипсодержателя.

Вспомогательными инструментами являются микрокрючки, особенно удобные при выделении сосудов и нервов. Микропетля, не захватывая пинцетом стенку тонкого сосуда, позволяет избежать даже самого незначительного повреждения его интимы.

VIIL3. Оснащенность микрохирургиив оториноларингологии

Микрохирургия в оториноларингологии имеет наибольшие традиции и опыт в области слуховосстанавливающих операций. Начало развития этой отрасли медицины относится к 20-м годам XX века. В настоящее время с применением микрохирургической техники выполняют операции тимпанопластики и слуховосстанавливающие вмешательства при отосклерозе для замены стремечка протезом.

В соответствии с потребностями лечебных учреждений в нашей стране выпускаются три набора для подобных операций: тимпанопластики, для протезирования стремечка и для микроопераций на ухе. Конструкция инструментов и комплектность наборов переработана с целью создания оптимальных возможностей манипуляций в условиях узкого, но сравнительно неглубокого операционного поля и значительных нагрузок, которые должны выдерживать инструменты.

Для повышения долговечности инструментов их из- готавляют только из нержавеющих сталей, для создания антибликующей поверхности рабочие части покрывают черным хромом.

В комплекты наборов входят до 50 типовых размеров инструментов: ранорасширители, щипцы, крючки, распаторы, иглы, отсасыватели, протезы стремечка и Т. Д. '

Развитие метода эндоларингеальной микрохирургии, т. е. оперирование в полости гортани без наружного

разреза с целью ранней диагностики и оперативного лечения ее новообразований (папилломы, миомы, фибромы, ангиофибромы), а также повышения эффективности лечебной помощи больным с расстройством голосовой функции, привело к созданию специального инструментария.

Разработаны инструменты 38 типовых размеров, позволяющие проводить все этапы оперативных эндола- рингеальных вмешательств (взятие материала для биопсии образований голосовых связок, иссечение рубцов, синехий и др.).

В комплект инструментов для эндоларингеальных микроопераций входят стержневые инструменты, наконечники, шарнирно-ползунные инструменты.

Стержневые инструменты представлены ланцетом с изогнутой рабочей частью для отсепаровки слизистой оболочки голосовых связок, серповидными ножами для нанесения тонких линейных разрезов на голосовых и желудочковых складках, надгортаннике, черпаловидных хрящах, однозубчатыми крючками (острыми и тупыми) для приподнимания или оттягивания в сторону того или иного подвижного отдела гортани, трапецевидными скребущими ножами Ьля поверхностной и глубокой декортикаций голосовых складок.

В качестве материала для рабочих частей использована высоколегированная мартенситно-стареющая сталь, обладающая хорошими антикоррозионными свойствами, высокой твердостью, что обеспечивает получение высококачественных инструментов. Использование этих материалов повышает надежность и долговечность инструментов по сравнению с изготовленными из традиционных нержавеющих сталей (типа 30X13, 40X13).

VIII.4. Микроинструменты для рефлексотерапии

В настоящее время в нашей стране и за рубежом получил значительное распространение метод рефлексотерапии (иглорефлексотерапия, иглоукалывание, акупунктура).

Иглоукалывание (акупунктура) является одним из ценных методов народной медицины, сущность и история которого освещены в специальной литературе [Та- беева Д. М., 1982], где, однако, не описаны основные инструменты этого метода — иглы. Тем не менее сведе-

ния об этих инструментах, их разновидностях, материалах, из которых они изготовлены, будут весьма полезны специалистам.

За последние годы медицинская практика обогатилась новыми микроинструментами для рефлексотерапии.

На рис. 15 показан «Комплект инструментов для рефлексотерапии», который содержит комбинированную иглу—молоточек со сменными головками (с 3——7——11 иглами для многоигольчатого раздражения), четырехгранную иглу, запрессованную в пластмассовую ручку, применяемую для быстрого поверхностного укола, и сменные шариковидные металлические наконечники (диаметром 1, 4, 6 мм) для точечного массажа.

Разработан《Комплект для микроиглоукалывания» в 2 вариантах. В первом варианте иглы изготовлены из нержавеющей стали, во втором ——из серебряного сплава. В комплект входят микроиглы 3 типовых размеров, кнопочные иглы для аурикулотерапии, пластины из меди, цинка, нержавеющей стали, серебра, шарики и пинцет для захватывания микроигл.

Для оснащения методов иглоукалывания приложен также «Универсальный набор для рефлексотерапии». Этот набор включает все указанные выше комплекты. Кроме этого, в него входят молоточек с эбонитовой ручкой утяжеленной конструкции, трубочки-направители игл, скальпель хирургический со съемными лезвиями, лупа, лейкопластырь и пенал со спиртом для промывания игл.

.5. Новые направления в развитиимикроинструментария

Еще не изучены потенциальные возможности микрохирургии, однако несомненно, что это направление будет совершенствоваться и развиваться.

Пластика маточных труб нередко является единственным шансом вернуть способность к деторождению. Эта операция технически сложна,——и ее первые результаты с использованием микро инструментов показывают, что применение микрохирургической техники при реконструкции маточных труб является перспективным.

В настоящее время техническая оснащенность микрохирургии позволяет восстановить проходимость се-

мявыносящих путей. Опыт таких операций еще слишком мал, чтобы сделать какие-либо заключения, но безусловно» что развитие этого направления будет продолжаться. Несомненно, микрохирургическая реконструкция лоханок и мочеточников найдет большое применение в практике и в первую очередь в педиатрической урологии. Такие инструменты, как атравматические микроиглы и* микроиглодержатели, позволяют получить совершенно герметичный шов лючеточника. Инструменты, разработанные для микрохирургии сосудов, являются базовыми в подобных операциях.

. Микрохирургические инструменты и микроскоп открывают широкие возможности для перенесения крупных кожных лоскутов с подлежащими тканями, саль^ ником и окончаниями питающих сосудов, относительно малого калибра и дальнейшей их реваскуляризации и имплантации.

Первый комплект инструментов, разработанный для микрохирургии желчных протоков, показал особую цен-

Таблица 11

Основные технические характеристики наконечниковдля зубоврачебных работ

Значения параметров для наконечниковтипов

Наименование параметровНаименование параметровстекстекVO'UHVO'UHVO'UHVO'UH07KH07KH'о'кн'о'кн0TWKH0TWKHо'кно'кн

Наименование параметров

Наименование параметров

стек

стек

VO'UH

VO'UH

VO'UH

VO'UH

07KH

07KH

'о'кн

'о'кн

0TWKH

0TWKH

о'кн

о'кн

Частота вращения нако

нечннков, тыс. об/мин 10103010101030

Передаваемый крутящий

Температура нагрева наружных поверхностей во время работы, ℃ 50505055555550

Уровень звука на рас

стоянии 1 м от нако

нечника, 〃6А55555855555558

Масса наконечника, кг0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08

Радиальное биение кон

трольной оправки, мм 0,10,10,08 0J 0,10,10,08

ность этой микротехники для операций такого типа. Дальнейшее накопление экспериментального и клинического опыта в этом направлении поднимет хирургию желчных протоков на более высокий уровень.

В практике детской хирургии, где врачи имеют дело с органами меньших размеров, ранее часто использовали значительно меньшие по размерам глазные и нейрохирургические инструменты (пинцеты, ножницы и т. д.). Отсутствие специализированных инструментов для детей вынуждало заменять их импровизированными, не всегда адекватно выполненными. В настоящее время созданы наборы для детской хирургии, что оказалось крайне необходимым.

Практика показывает, что применение микро инструментов очень эффективно при операциях на желудке, пищеводе и других органах.

Нет сомнений в том, что микрохирургические методики и все их техническое оснащение будут быстро и прочно внедряться в клиническую и экспериментальную медицину.

Глава IX

МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ

В настоящее время наша промышленность выпускает большое число разнообразных механизированных инструментов. -Наибольшее распространение у нас в стране они получили в стоматологии, в частности стоматологические наконечники и гибкие рукава, поэтому конструирование механизированных инструментов приводится на примерах инструментов для стоматологии. Стоматологические наконечники лредназначены для закрепления в них режущих инструментов и передачи вращательного движения от рукава к режущему инструменту, гибкие рукава — для закрепления на них стоматологических наконечников и передачи вращательного движения от электродвигателя к наконечнику.

.1. Номенклатура выпускаемых наконечникови гибких рукавов

Номенклатура выпускаемых отечественной промышленностью наконечников достаточно широка и разнообразна. Для простоты проведения анализа все выпус-

Таблица 12

Основные технические характеристики укороченных наконечниковдля безрукавных бормашин

Наименование параметров

Значения параметров для наконечников типов

НУБ-10-1

НПБ-Ю-1

Частота вращения наконечников, тыс. об/мин

Передаваемый крутящий момент, кгс*см

Температура нагрева наружных поверхностей во время работы, ° С

Уровень звука на расстоянии 1 м от наконечника, дБА

Масса наконечника, кг

Радиальное биение контрольной оправки, мм

10

0,25

55

55

0,06

0,08

10

0,25

55

55

0,06

0,08

каемые отечественной промышленностью наконечники могут быть разделены на 5 групп: зубоврачебные, наконечники для безрукавных бормашин, турбинные, наконечники для зуботехнических работ и специальные. Характеристики наконечников приведены в табл. 11—15.

Таблица 13

Основные технические характеристики турбинных наконечников

Наименование параметров

Значения параметров для наконечников типов

НТС-300

НТС-300-02

НТ-100

Частота вращения наконечника,

тыс. об/мин

250

280

150

Создаваемый крутящий момент, г* мм

40

40

40

Давление воздуха, подаваемого в наконечник кгс/см2

2,5+3,0

2,5+3,0

2,5

Расход воздуха через наконечник, л/мин

30

30

45

Уровень звука на расстоянии 1 м от наконечника, дБА

68

70

70

Радиальное биение контрольной оправки, мм

0,03

0,03

0,05

Масса наконечника, кг

0,07

0,07

0,10

Таблица 14

Основные технические характеристики наконечников для зуботехнических работ

Значения параметров для наконечников типов

Наименование параметров

НЗТ-16нш

Частота вращения наконечника, тыс. об/мин

16

3

Передаваемый крутящий момент, кгс*см

0,9

2,5

Температура нагрева наружных поверхностей во время работы, ° С

50

60

Уровень звука на расстоянии 1 м от наконечника, дБА

58

50

Масса наконечника, кг

0,18

0,13

Габаритные размеры, мм: длина

140

137

диаметр

24

12

Практика эксплуатации стоматологических наконечников показала [Репин В. А., Городецкая М. В., 1980], что врачам для более качественного обслуживания пациентов необходимы наконечники для передачи высоких скоростей вращения боров, позволяющие наряду с увеличением производительности повысить качество обработки кариозных полостей, уменьшить нагрузки при

Таблица 15

Основные технические характеристики специальных наконечников

Наименование параметров

Значения параметров для наконечников

НА-1 1 НЭ-3-02 1 МУП-30

Частота вращения наконечника, тыс. 'об/мин

10

，3

30

Передаваемый крутящий момент, кгс-см

1,0

1,5

Температура наружных поверхностей во время работы, ° С

55

55

55

Уровень звука на расстоянии 1 м от наконечника, дБА

55

55

58

Масса наконечника

препаровке больных зубов и уменьшить болевые ощущения у пациентов.

В стоматологических бормашинах для передачи вращения от двигателя к наконечнику используют приводы трех видов: жесткие многозвеньевые передачи со шнурами типа привода Дориота, получившие в стоматологии название «жесткие рукава»; передачи с гибкими проволочными валами, или гибкие рукава; безрукавные передачи с использованием ” пневматических или электрических микродвигателей, которые непосредственно закрепляются на стоматологическом наконечнике или встраиваются в него. Характеристики рукавов приведены в табл. 16.

Высокая надежность и долговечность гибких рукавов и наконечников всех типов возможна лишь при точном соблюдении правил эксплуатации и технического обслуживания, подробно изложенных в паспорте на каждое изделие.

IX.2. Механизированные инструментыдля безрукавных бормашин

Наиболее перспективным видом передачи является высокоэффективный, надежный и экономичный привод с электрическими или пневматическими микродвигателями, позволяющий значительно упростить конструкцию бормашины. Впервые такие системы появились в середине 60-х годов XX века и сразу получили положительные отзывы врачей.

Отечественная промышленность выпускает наконечники для безрукавных бормашин четырех типов [Коваленко Л. Е., Репин В. А., 1981]: наконечник прямой НП-ЗОМ с передаточным отношением 1 : 1 и с частотой вращения на выходе до 30 000 об/мин; наконечник прямой НП-ЗО/ЮМ с передаточным отношением 2,7: 1 и с частотой вращения на выходе до 10 000 об/мин; наконечник угловой НУП-ЗОМ с передаточным отношением 1 : 1 и с частотой вращения на выходе до 30 000 об/мин; наконечник угловой НУП-ЗО/ЗМ с передаточным отношением 7,4: 1 и с частотой вращения до 3000 об/мин. Для привода наконечников также выпускают микромотор ММП-20. Технические характеристики наконечников и микромотора приведены в табл. 17, 18.

В конструкции микромотора ММП-20 использована

Таблица 16

Основные технические характеристики гибких рукавов

Наименование параметров

Значения параметров для рукавов типов

ГР-1

РГ-10

РГ-10-2

ГРШ

Частота вращения при работе с номинальной нагрузкой, тыс. об/мии

3

10

10

20

10

3

Передаваемый крутящий момент, кгс-см'

1,5

1,0

0,6

0,4

3,5

3,5

Превышение температуры наружных поверхностей иад температурой окружающей среды, ℃

40

30

30

30

35

35

Уровень звука на расстоянии, 1 м от наружных поверхностей, дБА

50

55

55

60

55

55

Допускаемый радиус изгиба при работе с углом охвата 180°, мм

80

70

80

75

75

100

Масса рукава, кг

0,5

0,6

0,8

0,8

0,35

0,7

Длина рукава, мм

935

920

1035

1040

935

865

Средняя наработка рукава до первого отказа, ч

50

150

150

150

150

320

радиальная центробежная турбина с центральным подводом воздуха. Для уменьшения частоты вращения ротора на выходе в микромоторе установлен планетарный редуктор на основе шарикоподшипника. Высокооборотная часть ротора вращается в двух шарикоподшипниках, установленных в звукоизоляционном кожухе, на наружной части которого имеются канавки для укрепления резиновых демпферных колец. На выходе из микромотора предусмотрена поглощающая дроссельная шайба для уменьшения уровня шума, создаваемого микромотором.

Пневматическая миниатюрная бормашина БП-300/20 оснащена двумя микромоторами ММП-20, комплектом укороченных наконечников, турбинным наконечником НТС-300-02.

1X3 Выбор и расчет микротурбиндля медицинской практики

Основной составной частью турбинных наконечников НТС-300-02 и микромотора пневматического ММП-20 являются радиальные турбины с малым парциальным давлением и низкой степенью реактивности, причем в наконечнике НТС-300-02 использована турбина с тангенциальным подводом воздуха от периферии, а в микромоторе ММП-20 ——с углом подвода потока, мало отличающимся от тангенциального, и подводом воздуха от центра.

Таблица 17

Основные технические характеристики наконечниковдля микромоторов

Наименование параметров

Значения параметров для наконечников типов

нп-зом

НП-30/10М

НУП-ЗОМ

НУГЬЗО/ЗМ

Частота вращения наконечников на входе,

30

30

тыс. об/мин

30

30

Передаточное отношение

1 : 1

2,7 : 1

1:1

7,4 : 1

Крутящий момент, передаваемый наконечником, кгс-см

0,2

0,2

1,5

1,5

Радиальное биение контрольной оправки, мм

0,05

0,08

0,08

0,08

Уровень звука на расстоянии 1 м от наконечника, дБА

58

58

58

58

Превышение температуры наружных поверхностей над температурой окружающей среды, ℃

25

25

25

25

Масса наконечника, кг

0,06

0,06

0,06

0,06

Габаритные размеры, мм: длина

83

106

102

102

диаметр

20

20

20

20

высота головки

一

—

15

15

Таблица 18

Основные технические характеристики пневматического микромотора ММП-20

Наименование параметров

Значения параметров

Частота вращения выходного вала на холостом ходу, тыс. об/мин30

Рабочее давление воздуха, кгс/см23,5+4,0

Расход воздуха при давлении 3,5 кгс/см2, л/мин45

Уровень звука на расстоянии 1 м от мнкромото- ра, дБА70:

Радиальное усилие остановки полира диаметром 2 мм, кгс'1,6

Усилие извлечения наконечника, кгс3,5—7,0

Масса микромотора, кг0,06

Габаритные размеры, мм:.

длина95

диаметр23,5

Выбор типа микротурбин до сих пор остается открытым, так как отсутствуют надежные методы расчета и нет достаточных экспериментальных данных, на основании анализа которых можно было бы обоснованно выбирать и рассчитывать микротурбины. Особенно это относится к микротурбинам с одиночными соплами (турбинам с малым парциальным давлением) [Емин О. Н., Зарицкий С. П., 1975], таким как НТС-300-02 и ММП-20.

Известно [Наталевич А. С., 1979], что при равенст-- ве средних диаметров турбины наибольший КПД достигается при подводе газа с периферии, т. е. при использовании центростремительной турбины. Известно также, что при малой парциальности центробежная турбина имеет определенные преимущества в результате увеличения степени парциальности, кроме того, у нее меньшие габаритные размеры в радиальном направлении, так как сопловой аппарат находится внутри турбины.

На основании изложенного выше тип турбины выбирают по конструктивным соображениям, поскольку для микротурбин, используемых в медицинской практике, габаритные размеры являются одним из определяющих

Рис. 16. Конструктивные схемы микротурбин： 一

а — турбинного наконечника НТС-300-02: / — валик； 2 — ротор; 3 —корпус; 6 — мнкромотора ММП-20: / — корпус; 2 — ротор; 3 — сопловой аппарат; 4 — валик.

элементов, дающих возможность создать оптимальный по размерам инструмент. Так, например, конструкция головки турбинного наконечника НТС-300-02 позволяет использовать турбину с подводом воздуха от периферии в тангенциальном направлении; при диаметре турбины 7 мм диаметр корпуса головки равен 9,5 мм и позволяет легко манипулировать наконечником в полости рта пациента при зубоврачебных работах. В микромоторе ММП-20 для уменьшения габаритных размеров в радиальном направлении газ поступает через сопла, установленные внутри турбины, при этом наружный диаметр корпуса микротурбины равен 23,5 мм при наружном диаметре турбины 20,5 мм. Конструктивные схемы микротурбин приведены на рис. 16.

Одной из важных характеристик микротурбйн, применяемых в стоматологических инструментах, является создаваемый турбиной вращающий момент, который при малых габаритных размерах инструментов должен быть достаточен для проведения манипуляций в стоматологии. Вращающий момент может быть рассчитан на основании теоремы о моменте количества движения [Кириллов И. И., Кириллов А. И., 1974]:

М = G (n&u — pCG， (IX. 1)

где G — количество рабочего воздуха, протекающего в единицу времени;. Сщ, С2«—проекции абсолютной скорости на направление вращения на входе и выходе из рабочего колеса;门，實一радиусы рабочих колес, на входе и выходе.

• Исходя из выбранной конструктивной схемы и. кинематики потока на выходе из колеса, закрутка потока во втором сечении практически отсутствует, т. е. С2и=0> так как лопатки прямые и рабочий канал открыт с трех сторон. Для увеличения вращающего момента необходимо создать отрицательную закрутку на выходе из колеса (С2«<0), что можно обеспечить лишь соответствующим профилированием лопаток рабочего колеса. Однако такой вариант изготовления рабочих колес может привести к значительному возрастанию стоимости изготовления профилированных рабочих колес малых размеров и свести на нет экономию от увеличения КПД турбины, поэтому в настоящее время лопатки рабочих колес выполняют непрофилирован- ными. Для расчета вращающего момента получим:

М 二 G・&u』・ (IX. 2)

Расход воздуха обычно бывает задан при проектировании (G = 5,6-10~4 кг/с для НТС-300-02 и G = =9・10一4 кг/с для ММП-20), радиус рабочих колес в месте набегания потока также известен из конструкции (口 = 3,5・10-з м для НТС-300-02 и 门=8,0・10一3 м для ММП-20). Следовательно, величина вращающего" момента для выбранных конструктивных схем будет полностью определяться величиной закрутки потока на входе, т. е. величиной Сщ.

Вычисление Сщ в турбинном наконечнике НТС-300-02 не представляет трудности, поскольку Cm = Ci — coil вследствие тангенциального подвода воздуха, а скорость & равна критической скорости,- так как перепад давлений в сопловом аппарате сверхкритический：

п =普=^ = 0,366, (IX. 3)

гае Pi — давление в камере за сопловым аппаратом; Р* -'Давление воздуха перед соплом, выполненным с постоянным диаметром, равным 1 мм.

Установить расширяющееся сопло типа сопла Ла*

валя в данной конструкции затруднительно, хотя это может значительно увеличить скорость истечения потока из сопла, а, следовательно, усилить создаваемый вращающий момент.

Скорость воздуха на выходе из сопла для микромотора ММП-20 определяют по изоэнтропийно му течению воздуха, используя таблицы газодинамических функций [Кириллов И. И., Кириллов, А. И., 1974]. Отношение давлений перед соплом и за соплом в этой турбине

П = М = К = 0,275 (IX. 4) характеризуется величиной, свидетельствующей, что перепад давлений больше критического, поэтому истечение воздуха сверхзвуковое, и сопло должно иметь форму сопла Лаваля. По значению П из таблиц газодинамических функций находим, что безразмерная скорость 九=1,40, а плотность потока q = 0,83. Для нахождения скорости воздуха на выходе из сопла определим критическую скорость звука:

ак = RT； = • 287.293 - 314 м/с, (IX. 5) где к= 1,4 ——коэффициент для воздуха; R = 287 Дж/ (кг-к)——газовая постоянная для воздуха, Т^ 一абсолютная температура воздуха перед соплом.

После этого можно определить скорость газа на выводе из сопла:

& = М = 1,40 • 314 = 440 м/с. (IX. 6)

Для учета потерь на трение воспользуемся методикой, в которой потери энергии характеризуются коэффициентом неизоэнтропийности х, считая адиабатный КПД постоянным вдоль канала и равным т^ад^О^, после вычислений получим Х = 0,755. Для вычисления площади сопел с учетом потерь в каналах используем формулу

,=G)/ т* _ 9,0 . 10_4 /§93 _1 bPjXq 一 0,0404 ■ 4,0 • 10* • 0,755 • 0,83 —

=1,53 • 10-ем2, (IX. 7) где b = 0,0404 для воздуха [Кириллов И. И., Кириллов А. И., 1974]. По известной площади на выходе

можно рассчитать критическое сечение с помощью безразмерной плотности тока:

fk 二 f「q = 1,53 • 10-6 • 0,83 二 1,28 • 10*-6м\ (IX. 8)

Результаты экспериментальных исследований показывают неплохое совпадение с теоретическими расчетами. Так, папример, при проектировании микромотора ММП-20 площадь расширяющихся сопел на выходе была выбрана 1,5-10-6 м2 (1,5 мм?), было установлено три сопла с размерами 0,5X1 мм. Замеренный в эксперименте расход воздуха через микромотор в среднем составил 7,25-10-4 м3/с (8,7-10-4 кг/с), т. е. занижение по сравнению с расчетным было не более 5%.

Величина С1и для микромотора ММП-20 может быть определена по известной скорости потока на выходе из сопла Ci по формуле:

С1и 二 & • cos% —小—440 • 0,94 二 414 м/с,

если io = 0, (IX. 9) где(xi = 20° — угол выхода потока из сопла с косым срезом ——определен по известной методике [Кириллов И. И., Кириллов А. И., 1974].

На основании полученных величин по формуле (IX.2) были рассчитаны моментные характеристики для турбинного наконечника НТС-300-02 (рис. 17) и микромотора ММП-20 (рис. 18). В обоих случаях получена прямолинейная зависимость вращающего момента от частоты вращения. Уменьшение момента с увеличением частоты вращения объясняется тем, что с увеличением частоты вращения возрастает окружная скорость рабочего колеса, следовательно, относительная скорость соударения струи и лопатки снижается, что приводит к уменьшению вращающего момента.

Аналогичная картина наблюдается и 'у турбин других типов [Быков Н. Н., Емин О. Н., 1972]. Такие характеристики оказываются весьма удобными для вычисления полезного вращающего момента и полезной мощности на выходном валу турбины, если известны потери на трение. Для вычисления полезного момента на выходном валу получаем

Мп 二 М-Мтр, (IX. 10) где Мтр — потери момента на трение, а для вычисления полезной мощности —

/ — моментная характеристика турбины (М)： 2 — моментная характеристика потерь (Мтр )； 3 — мощность иа выходном валу турбины (Nn)./ — моментная характеристика турбины (М)： 2 — моментная характеристика потерь (Мтр )； 3 — мощность иа выходном валу турбины (Nn).

/ — моментная характеристика турбины (М)： 2 — моментная характеристика потерь (Мтр )； 3 — мощность иа выходном валу турбины (Nn).

/ — моментная характеристика турбины (М)： 2 — моментная характеристика потерь (Мтр )； 3 — мощность иа выходном валу турбины (Nn).

№ П窮證， (ix. 11)

где со — угловая частота вращения.

Потери момента на трение в подшипниках турбинного наконечника НТС-300-02 могут быть определены по формуле [Байзельман Р. Д. с соавт., 1975]:

MTp = M0 + M1=fq.10-8(v • п)%虚 + fj • Р (-^-)c.d0,(IX.12) где Мо—момент трения, зависящий от конструкции подшипника, частоты вращения и вязкости смазки; Mi ——момент трения, зависящий от нагрузки на опору; fq=0,84-0,9, fj=0,0009, с=0,55 — коэффициенты, отражающие свойства выбранных материалов подшипников; Y — кинематический коэффициент вязкости масла； d0 — средний диаметр подшипника; Р ——эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник; С0'— статическая грузоподъемность подшипника.

Результаты экспериментальных исследований [Са* битов В. X., Репин В. А., 1975] подтверждают расчетные значения величин полезного момента. Так, напри- 104

Рис. 18. Характеристики микромотора ММП-20:

/ — моментная характеристика турбины (М)： 2 — моментная характеристика потерь (Мтр)； 3 — мощность на выходном валу турбины (Nn).

мер, при абсолютном давлении воздуха на входе 3 кгс/см2 (избыточное давление 2 кгс/см2) и диаметре входного отверстия 1 мм создаваемый турбиной момент при 150000 об/мин и расходе воздуха 30 л/мин равняется 42 г-мм, расчетная величина момента при расходе воздуха 28 л/мин была 40 г-мм.

Примерный момент трения для микромотора ММП-20 можно рассчитать по формуле (IX.12). Действительные значения потерь на трение были получены экспериментально (см. рис. 18). Это определяется тем, что ротор турбины, установленный на упругих резиновых кольцах, работает за первой критической частотой вращения и в' момент ее прохождения значительно возрастают потери на трение и вибрацию, рассчитать которые теоретически не представляется возможным. В турбинном наконечнике ротор также установлен на упругие опоры и работает за второй критической частотой вращения, однако экспериментальным подбором жесткости упругих опор критические частоты сдвинуты далеко от рабочих частот [Коваленко А. Е. с соавт., 1977] и не ока-

зывают влияния на расчет потерь в наконечнике в рабочих режимах работы. Расчет критической частоты вращения ротора на упругих опорах для турбинного наконечника НТС*300-02 производился по методике, изложенной в работе [Сабитов В. X., Репин В. А., 1975], а для микромотора ММП-20 — в [Жирицкий С. Г., Стрункнн В. А., 1968].

Расчет критической частоты вращения консольного ротора на упругих опорах был осуществлен по формуле

足=现|/ ]+加+中广 (IX. 13) где Пк = 450 ООО об/мин ——критическая частота вращения ротора на абсолютно жестких опорах; Р】= = 7,5-103 кгс/см — жесткость вала; Ро= 1,82-102 кгс/см — жесткость упругих опор; (р = 0,53 ——отношение консоли к общей длине ротора.

В результате подстановки числовых величин в формулу (IX.13) получим:啖=4,58・1。4 об/мин.

Была также определена критическая частота вращения микромотора ММП-20, равная 4,85-104 об/мин, расхождение которой с расчетным значением не превышало 6%. Увеличение потерь мощности на критической частоте вращения приводило к тому, что развиваемой турбиной мощности оказывалось недостаточно для перехода через критическую частоту с неотбалансирован- ным ротором, статическая балансировка ротора в газовом подвесе позволила значительно уменьшить вибрации и ротору работать за первой критической частотой.

Пересечение моментной характеристики турбины с характеристикой потерь позволяет получить частоту вращения ротора на холостом ходу, равную 92 000 об/мин, когда вся создаваемая микромотором мощность расходуется на трение. Замеренное значение частоты вращения ротора на холостом ходу подтвердило достоверность проведенных расчетов, расхождение между ними не, превышало 5%. Следует учесть, что в микромоторе ММП-20 установлен планетарный редуктор на основе шарикоподшипника [Сабитов В. X. и др., 1981] с передаточным отношением 2,7: 1, поэтому расчет потерь на трение необходимо проводить с учетом потерь в редукторе. Кроме того, частота вращения на выходе уменьшается в 2,7 раза, следовательно, полезный момент на

выходном валу увеличивается в 2,7 раза. Предложенная методика может быть использована для проектирования вновь создаваемых образцов микротурбин для медицинской практики.

IX.4. Выбор и расчет наконечниковдля микромоторов

Прочностные расчеты деталей прямых и угловых наконечников производятся на основании известных методик [Биргер П. А. и др., 1979] в зависимости от величины передаваемого крутящего момента и не вызывают затруднений. Например, для вычисления касательных напряжений от скручивания целесообразно использовать формулу:

У贵Wг],(IX. 14)

где МКр — максимальный передаваемый крутящий момент; W ——момент сопротивления вала.

Для полого вала момент сопротивления вычисляют по формуле:

W = *_(部],(IX. 15)

где d ——наружный диаметр вала； do ——внутренний диаметр вала.

При отсутствии -внутренней расточки отношение 岑=0 и формула (IX.15) упрощается:

W=^^.(IX. 16)

Поскольку соединение валиков друг с другом, а также крепление зубчатых колес на валиках осуществляется при помощи штифтов, то необходимо проверять выбранный диаметр штифтов этих соединений из расчёта среза сечения штифта по формуле [Дмитриев Ф, С., 1971]:

”設1—7%,(IX. 17)

где dm — диаметр штифта.

Диаметры штифтов выбирают в зависимости от диа-

метров валиков из условия равнопрочности [Дмитриев Ф. С., 1971]: “

' dm = (；・4")d. (IX. 18)

Одной из наиболее сложных задач является определение потер.ь на трение, поскольку при высоких скоростях вращения и небольших передаваемых крутящих моментах эта величина становится соизмеримой, а иногда и превосходит полезный крутящий момент. Наиболее просто такие потери определяются в наконечниках НП-ЗОМ и НУП-ЗОМ. Так, например, для прямого наконечника НП-ЗОМ, состоящего из корпуса и составного вала, вращающегося в двух подшипниках качения, потери минимальны, а момент трения может быть рассчитан по формуле (IX.12), где эквивалентную динамическую нагрузку на подшипник Р необходимо определять с учетом t сил инерции от дисбаланса составного вала.

Для углового наконечника НУП-ЗОМ, кроме потерь в шарикоподшипниках, необходимо учитывать потери на трение в подшипниках скольжения, в которых вращаются промежуточные валики, а также потери на трение в зубчатом зацеплении. Момент трения на шипе в подшипниках скольжения может быть определен по формуле [Воскресенский В. А., Дьяков В. И., 1980]:

где 卩一динамическая вязкость; (о ——угловая частота вращения; 1 — длина вкладыша подшипника; d — диа- метр шеики вала; относительный зазор; А — радиальный зазор;昌—коэффициент сопротивления вращению, который определяется в зависимости от эксцентриситета (%=0,9) и относительной длины подшипников (九=1,0) по таблицам, предложенным В. А. Воскресенским, В. И. Дьяковым (1980).

Потери на трение в зубчатом зацеплении головки углового наконечника НУ-ЗОМ могут быть определена по формуле:

Мтр = +，(IX. 20)

где Мтр — потери момента на трение в шарикоподшипниках головки углового наконечника, вычисленные по формуле (IX.12); п — КПД зубчатой передачи.

Расчет КПД зубчатой передачи при малых нагрузках может быть произведен по методике, изложенной в работе；Ф. С. Дмитриева (1971):

1-пер (十+ *)'(IX. 21)

где

Р + 2,87С = P+0J7 —поправочный коэффициент, учитывающий увеличениетрения при малых нагрузках (менее ЗОН);

—21(РМта

окружное усилие на зубьях колес; zi и z2 — числа зубьев ведущего и ведомого колес; m — модуль колес; р, — коэффициент трения в зубчатом зацеплении.

Коэффициент трения необходимо выбирать в соответствии с рекомендациями Ф. С. Дмитриева (1971). Для стальных и бронзовых колес при легкой смазке и 一 средней чистоте рабочих поверхностей зубьев 卩=0」 (для наконечников отечественного производства), а при высокой чистоте обработки поверхностей зубьев М = 0,06 + 0,08 (для наконечников фирмы «Каво»,ФРГ). Потери на трение в зубчатом зацеплении в колене углового наконечника НУП-30М. определяют по этим же формулам, но за исходный момент необходимо принять Мтр с учетом потерь в шарикоподшипниках и зубчатом зацеплении головки. Для расчета потерь в наконечниках НП-ЗО/ЮМ и НУП-ЗО/ЗМ необходимо, кроме вышеперечисленных, учесть потери в планетарных шарикоподшипниковых редукторах.

Для изучения частоты вращения наконечников, температуры нагрева, потерь мощности в наконечниках на трение, мощности резания и других параметров при различной нагрузке на режущий инструмент был создан специальный стенд (рис. 19) [Канаев В. Ф., Репин В. А., 1982]. Стенд имеет установочную плиту 1,^ на которой монтируются электродвигатель 3 с плавной регулировкой частоты вращения 5000——50 000 об/мин, располо** женный на стойке 2, регулируемой по высоте; муфта 4, соединяющая 耳ал двигателя с изучаемым наконечни ком 5, располагающийся на двух регулируемых по высоте стойках 6; нагрузочное устройство 7, позволяющее из-

gjjmqj H KHHUhBHmogo) qoxHHhsHOXPH KXXSS5S KFH 5SO .61 ・UHdgjjmqj H KHHUhBHmogo) qoxHHhsHOXPH KXXSS5S KFH 5SO .61 ・UHd

gjjmqj H KHHUhBHmogo) qoxHHhsHOXPH KXXSS5S KFH 5SO .61 ・UHd

gjjmqj H KHHUhBHmogo) qoxHHhsHOXPH KXXSS5S KFH 5SO .61 ・UHd

менять величину и направление нагрузки на режущий инструмент. В нагрузочном устройстве закрепляют образцы из материала, моделирующего по своим свойствам ткани зуба. Для дентина в качестве моделирующего материала был выбран стеклотекстолит, а длж эмали ——оконное стекло.

Для исследования характеристик стенд снабжен различной измерительной аппаратурой. Измерение температуры осуществлялось электротермометром ЭТП-М с- точностью до 1℃. Частоту вращения измеряли при помощи бесконтактного метода по схеме: осветитель*—>■ —>вращающийся вал；—>-отраженный свет—>фотодиод ФД-ЗА—^усилитель—^частотомер Ф5043. По изменению напряжения и силы тока выясняли затрачиваемую- мощность при нагрузке, затем наконечник отсоединяли или убирали нагрузку и определяли мощность холостого хода электродвигателя. Потери мощности на трение и мощность резания определяли как разницу между первым и вторым значениями. Для устранения колебаний подаваемого на электродвигатель напряжения использовали сетевой стабилизатор В2-3.

Для экспериментальных исследований были взяты образцы прямых (НП-ЗОМ) и угловых наконечников (НУП-ЗОМ), а также имеющиеся образцы зарубежных, наконечников: наконечник типа 40Е фирмы «Микро- Мега» (Франция) и наконечник типа 20R с головкой 68С фирмы 《Каво》 (ФРГ). Результаты сравнительных испытаний потерь мощности у наконечников отечественного и зарубежного производства приведены на рис. 20. Измерение производили на холостом ходу без нагрузки на режущий инструмент. Этот параметр в нормативнотехнической документации не регламентируется, однако^ имеет большое значение для оценки качества наконечников, так как определяет качество изготовления и сборки их вращающихся деталей.

■ Полученные экспериментальные данные указывают,, что наименьшие потери мощности на холостом ходу отмечаются у прямого наконечника НП-ЗОМ, он же имеет и наименьшую температуру нагрева корпуса, не превышающую 10℃, даже при повышении частоты вращения до 40000 об/мин. Наибольшие потери мощности на холостом ходу наблюдались у наконечника НУП-ЗОМ, причем численные значения потерь мощности имеют большой разброс, особенно при вращении свыше-

наконечниках от числанаконечниках от числаR с головкой 68 С (ФРГ);R с головкой 68 С (ФРГ);Рис. 20. Зависимость потерь мощности AN в оборотов п:/ — НУП-30 М (СССР); 2 —40Е (Франция); 3 — 20 4 — НП-ЗО М (СССР).Рис. 20. Зависимость потерь мощности AN в оборотов п:/ — НУП-30 М (СССР); 2 —40Е (Франция); 3 — 20 4 — НП-ЗО М (СССР).

наконечниках от числа

наконечниках от числа

R с головкой 68 С (ФРГ);

R с головкой 68 С (ФРГ);

Рис. 20. Зависимость потерь мощности AN в оборотов п:

/ — НУП-30 М (СССР); 2 —40Е (Франция); 3 — 20 4 — НП-ЗО М (СССР).

Рис. 20. Зависимость потерь мощности AN в оборотов п:

/ — НУП-30 М (СССР); 2 —40Е (Франция); 3 — 20 4 — НП-ЗО М (СССР).

30 000 об/мин. Это свидетельствует о неудовлетворительном качестве изготовления и сборки головок этих наконечников. Были произведены также расчеты потерь в наконечниках по предложенной выше методике. Можно отметить удовлетворительное совпадение результатов расчетов и экспериментальных данных. Наибольшее расхождение не превышает 10%, что позволяет использовать предложенную методику для предварительной оценки потерь мощности в наконечниках.

Температуру нагрева головок угловых наконечников измеряли по стандартной методике в течение 21 мин в режиме: 1 мин работы, 1 мин перерыв. Нагрузка наконечника в 0,1 кгс осуществлялась через полир при температуре окружающей среды 25±5°С. Результаты испытаний показали, что по нагреву наконечник НУП-ЗОМ уступает наконечнику 20R фирмы《Каво》，но превосходит наконечник 40Е'фирмы «Микро-Мега». При частоте вращения 30 000 об/мин температура нагрева не превышает допустимое значение 25℃ для всех наконечников НУП-ЗОМ, а при вращении 40000 об/мин некоторые образцы нагревались до 30℃.

Это позволяет утверждать, что прямые наконечники для микромоторов по своим техническим характеристикам находятся на уровне лучших зарубежных образцов и могут широко использоваться врачами для проведения различных стоматологических операций при частоте вращения до 30000 и 40 000 об/мин. Однако угловые наконечники для микромоторов по своим техническим характеристикам несколько уступают лучшим зарубежным образцам, что позволяет использовать их при вращении выше 30 000 об/мин.

Были проведены также измерения мощности резания шаровидным бором при различных нагрузках на бор и частотах вращения (рис. 21). Эти данные необходимы для сравнения с потерями мощности на трение и определения КПД наконечников. Начало врезания бора на графиках обозначено линией резания, а устойчивое резание возникает лишь в зоне, расположенной выше этой линии. С увеличением частоты вращения мощность, при которой наступает резание материала, уменьшается. Снижается также и необходимый для резания крутящий момент.

.5. Сшивающие аппараты

Сшивающие аппараты являются одним из видов механизированных инструментов, предназначенных для механического соединения органов и тканей при хирургических операциях.

В стране выпускается большое число различных сшивающих аппаратов, получивших большое признание в медицинской практике и за рубежом. Применение этих аппаратов сокращает время операции, облегчает работу хирурга и улучшает результаты вмешательств. Выпускают различные механические сшиватели ——сосудо сшивающие, аппараты для ушивания бронха, культи, корня и ткани легкого, культи желудка, наложения анастомозов между полыми органами и т. д. Сшивающие аппараты бывают односкобными и многоскобными. Выпускаются аппараты для наложения линейных, круговых, овальных и других швов с поперечным, продольным, наклонным наложением стежков, одноэтажных и двухэтажных швов. В некоторых конструкциях предусмотрен специальный нож для рассечения тканей, с различными фиксирующими сшиваемые ткани приспособлениями,

Рис. 21. Зависимость мощности резаиия N шаровидным бором стек нагрузке Р (кгс):

/ — Р = 0,1; 2 —Р = 0Д5; 3-Р-=0,2; 4-Р-0,25；

рычажными, винтовыми и другими приводами шьющего механизма. Интересно отметить, что появление и развитие механизированных инструментов по автоматическому наложению шва послужило основой для разработки новых хирургических методик.

Сшивающие аппараты впервые разработаны во ВНИИИХАИ (ныне ВНИИИМТ) и выпускаются производственным объединением «Красногвардеец» (г. Ленинград). Советские сшивающие аппараты получили большое признание у зарубежных специалистов, неоднократно были отмечены высшими наградами на международных выставках.

Накопленный опыт клинического применения сшивающих аппаратов показывает, что механический шов имеет ряд значительных преимуществ перед обычным — герметичность, гемостатичность и асептичность, хорошее сопоставление краев сшиваемых тканей и простота технических приемов. Большие перспективы открываются перед применением сшивающих аппаратов в решении проблемы пересадки органов.

Лицензии на сшивающие аппараты закуплены США,

лотекстолита (а) и стекла (б) от числа оборотов при различной

5 — Р«=0,3； «^. Р- — линия ре за ния.

где налажено их производство, причем выпускаются аппараты однократного применения в стерильных упаковках.

.5.1. Аппарат для наложения пищеводно-кишечныхсоустий ПКС-25М

Этот аппарат предназначен для одномоментного сшивания круговым швом пищевода с кишкой или желудком с одновременным образованием просвета между сшиваемыми органами. Зазоры прошивания 0,5—2,5 мм, диаметр шва 24 мм.

.5.2. Аппарат для ушивания кровеносныхсосудов УКС-255

Этот аппарат предназначен для раздельного одномоментного ушивания кровеносных сосудов корня легкого при внутриперикардиальном доступе, а также для ушивания долевых и сегментарных сосудов на легких.

Ушивание производится наложением линейного двухстрочечного шва металлическими П-образными скобками.

Кроме того, аппарат можно рекомендовать для наложения швов и на другие кровеносные сосуды (непарную вену, полую вену, магистральные сосуды и др.) Диаметр ушиваемого сосуда 16 мм, длина шва 25 мм.

.53. Аппарат для ушивания культижелудка УКЖ-8

Этот аппарат предназначен для ушивания культи желудка двухрядным погружным швом.

.5.4. Аппарат для ушивания тканейлегкого УТЛ-70

Этот аппарат предназначен для ушивания тканей легкого при типичной краевой и клиновидной резекциях двухрядным скобочным погружным швом с плевриза- цией его. Длина шва 70 мм.

Глава X

МЕДИЦИНСКИЕ ИНСТРУМЕНТЫИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

В последние годы прочное место в производстве изделий медицинского назначения заняли полимерные материалы. Это связано с рядом специфических свойств пластических масс, их упругостью, легкостью, гигиеничностью, прозрачностью, рентгеноконтрастностью (при необходимости) и другими свойствами, использование которых 星 медицине имеет определенное значение.

ХЛ. Номенклатура инструментовиз полимерных материалов

Отечественная медицинская промышленность в настоящее время выпускает значительное число изделий из полимерных материалов ——это системы для взятия и переливания крови, шприцы различных конструкций и функционального назначения, трубки, предметы по уходу за больным и т. д.

Большая работа по созданию и внедрению в производство полимерных медицинских инструментов проводится НПО《Мединструмент》.В объединении разработа- 116

ны и внедрены для изготовления на заводах медицинской промышленности более 60 изделий (около 400 типовых размеров) для различных областей медицины: урологии, общей хирургии, детской хирургии, акушерства и гинекологии, стоматологии и др. Большую группу из них представляют трубчатые инструменты (катетеры, зонды, бужи, трубки и т. д.), предназначенные преимущественно для введения во внутренние полости организма или удаления (взятия) из них жидких, а также газообразных субстанций в диагностических и терапевтических целях. Катетеры и зонды выпускают в соответствии с ОСТ 64-1-120-80 (общие технические условия), а бужи из полимерных материалов — ОСТ 64^1-107-80, в которых указаны классификация инструментов, технические требования, комплектность, правила приемки, методы испытаний, требования к маркировке, упаковке, транспортированию и хранению инструментов.

Разработаны и выпускаются также венэкстракторы, трубки дренажные для перитонеального диализа, воздуховоды, троакары, мочеприемники индивидуальные, капсулы для отвода мочи, наборы для катетеризации центральных вен, наборы присоединителей и др. Особый интерес представляют инструменты с раздувающимися баллонами (манжетками) из пластизолей на основе поливинилхлорида： интубационные трубки для введения наркотических веществ в трахею и троакар-катетер для надлобкового дренажа мочевого пузыря (в урологии), пункции и дренажа заднего влагалищного свода (в гинекологии). В перспективе намечается значительно расширить ассортимент медицинских инструментов с раздувающимися манжетами, которые необходимы в сердечно-сосудистой терапевтической практике, в педиатрии, фтизиатрии и других областях медицины. Инструменты одноразового применения (катетеры детские желудочные, пупочные, носовые, эндобронхотрахеальные, внутривенные, игла для родничковой пункции, набор для катетеризации центральных вен и др.) поставляются в стерильном виде.

Изделия одноразового применения имеют ряд преимуществ по сравнению с изделиями многократного применения. Они исключают необходимость предварительной подготовки к использованию, гарантируют невозможность перекрестной инфекции, могут применяться в любых условиях; их использование повышает производи-

тельность труда медицинского персонала и облегчает его, т. е. наряду с лечебным и социальным эффектом дает значительную экономию.

Для стерилизации полимерных изделий, предназначенных для многоразового применения, используют холодные («щадящие») методы, так как применение' тепловых 'методов (сухожаровый способ, автоклавирование) приводит к разрушению изделий. Стерилизация и дезинфекция изделий из полимерных материалов осуществляется в соответствии с ОСТ-42-2-2-77.

.2. Материалы для полимерных инструментов

Поливинилхлорид (П В X) — основной полимер медико-технического назначения. На его основе разработано большое число пластикатов различной степени эластичности, прозрачных и окрашенных, рентгеноконтрастных. Материал и изделия из пластифицированного ПВХ обладают химической прочностью, устойчивостью к различным видам стерилизации, мягкостью, сочетающейся с упругостью, хорошими органолептическими свойствами. В состав композиций поливинилхлоридных материалов входят ПВХ, пластификатор, стабилизатор, краситель и другие добавки, придающие материалу необходимые свойства. На основе ПВХ-пластикатов изготавливают большое число различных изделий: катетеры, зонды, бужи, системы для взятия и переливания крови и т. д. ПВХ^пластикат медицинского назначения выпускается по ТУ 6-05-1533-76 (рецептура ПМ-1/42 й Т-35) и ТУ 6-05-1161-76 (рецептура для пищеводных бужей).

Среди пластифицированных ПВХ-материалов особое место занимают пластизоли. Обладая комплексом свойств, присущих ПВХ, пластизоли, кроме того, легко перерабатываются и обеспечивают получение изделий с широким диапазоном эластических свойств. С использованием пластизолей изготавливают медицинские инструменты с раздувающимися манжетками (интубационные трубки, троакары и др.). ПВХ-пластикат перерабатывается в основном методом экструзии и литья под давлением.

Полиэтилен является термопластичным материалом. Различают полиэтилен низкого и среднего давления (ПЭНД и ПЭСД) с одинаковой плотностью и молекулярной массой и приблизительно одинаковыми свойства- 118

ми и полиэтилен высокого давления (ПЭВД), отличающийся по характеристикам от ПЭНД и ПЭСД более высокой жесткостью. Из полиэтилена изготавливают катетеры, дренажные устройства, шприц-тюбики, лабораторные медицинские изделия и др.

Полиэтилен хорошо перерабатывается при помощи литья под давлением, экструзии, выдувания и других методов переработки пластических масс. Выпускается полиэтилен в соответствии с ГОСТ 16338-77 (ПЭНД) и ГОСТ 16337-77 (ПЭВД).

Полипропилен по сравнению с полиэтиленом имеет лучшие механические, теплофизические свойства и более высокую химическую стойкость, перерабатывается при помощи тех же методов, что и полиэтилен. Для изготовления медицинских изделий применяют полипропилен высшего сорта марок 21050, 21030 по ТУ 6-05ч1756-78.

Из полипропилена делают катетеры, канюли, шприцы, детали эндоскопических инструментов и т. д.

Полистирол и его сополимер ы широко используют в медико-технических целях для изготовления конструкционных элементов медицинских инструментов: стетоскопов, фонендоскопов, шприцев одноразового применения, футляров для термометров, упаковок медицинских инструментов и т. д. Полистирол обладает довольно высокой химической стойкостью, прочностью, легко перерабатывается при помощи литья под давлением, экструзии, вакуум-пневмоформования, легко окрашивается в различные цвета и оттенки.

Пол и-4-м етил пентен-1 (темпл ен) обладает высокой термостойкостью, стойкостью к окислительной деструкции и многократной тепловой стерилизации, высокой прозрачностью, сохраняющейся в процессе эксплуатации изделия. Устойчив к действию многих химических агентов, дезинфицирующих и стерилизующих растворов; является весьма перспективным материалом для изготовления изделий медицинского назначения. Стабильность свойств в температурных пределах 50—200℃ ставит этот материал в исключительное положение по сравнению с полиэтиленом, полипропиленом, полистиролом. Поли-4-метилпентен-1 (темплен) выпускается по ТУ 6-05- 041-589-77.

Полиамид относится к химически стойким полимерам, обладает высокой прочностью, твердостью, низким коэффициентом трения, высоким сопротивлением к исти-

ранию и прочностью на разрыв. В медицинских целях используют полиамид марки ПА・12」10 литьевого назначения и ПА-12-20 экструзионного назначения. Полиамид выпускается по ОСТ 6-05-425-76.

Поликарбонат также является перспективным материалом для использования в производстве медицинских инструментов, поскольку обладает сочетанием таких свойств, как высокая теплостойкость, устойчивость к многократным тепловым воздействиям кипячения и автоклавирования (стерилизация), имеет хорошие диэлектрические свойства и высокую механическую прочность. Благодаря высокому сопротивлению 1ползучести в широком интервале температур он может быть использован в тех областях, где раньше находили применение лишь реактопласты. В производстве изделий медицинской техники применяется поликарбонатная смола «Дифлон» марки 7. Перерабатывается этот полимер литьем под давлением, экструзией, раздувом и др.

Широкое использование полимерных материалов для изготовления медицинских инструментов позволяет высвободить в значительном количестве дефицитные материалы (цветной металл, дерево и т. д.), создать условия для механизации и автоматизации производственных процессов, снизить себестоимость продукции.

Одним из важных требований, предъявляемых к полимерным материалам медицинского назначения, является их недефицитность и перерабатываемость в изделия промышленными способами. Этим требованиям в значительной степени отвечают перечисленные выше материалы.

Х.З. Применение полимеров дпя упаковки

На заводах медико-инструментальной подотрасли значительное число инструментов, особенно стоматологических, упаковывают в полимерную тару, что позволяет не только улучшить качество самой упаковки, но и значительно повысить ее товарный вид.

В настоящее время ведется работа по внедрению на медико-инструментальных заводах нового прогрессивного вида упаковки —《Скин-упаковки》，осуществляемой при помощи метода вакуум-формования. Внедрение этого вида упаковки позволит исключить применение коробок, бумаги, этикеток и других материалов, повысить культуру и производительность труда, а также качество упаковки.

鼻

a

от

ON

Z中 81

z

08——09

09—0 寸

09——0寸

09——0寸

g+ g寸 9寸I g0от I e中 oa oa I zZI I zgiI

Sl

SMPObnm BwdoG

rt ^ s 4 ^ rt b

xruphgAdi4JH assv&HQO^M m4-s HxhoIEm Ewdoe

Глава XI

ШПРИЦЫ МЕДИЦИНСКИЕ И ИГЛЫ ИНЪЕКЦИОННЫЕ

Шприцы являются одним из видов медицинских инструментов массового Фрименения. По отраслевой классификации (подгруппа 94 3280) выпускают шприцы медицинские: инъекционные типа «Рекорд» (94 3281), комбинированные (94 3282), стеклянные (94 3283), из полимерных материалов (94 3284) и специальные (94 3285).

Шприцы типа «Рекорд» с шлифованными цилиндрами и притертым поршнем выпускают вместимостью 1 — —2—5—110—20 мл (ГОСТ 18137-77); шприцы комбинированные с силиконовыми уплотнительными кольцами — 5 и 10 мл; шприцы разборные и комбинированные со стеклянным поршнем ——2——5—10——20 мл. Шприцы всех указанных типов производят миллионными тиражами (3—10 млн. штук по типам). Кроме указанных шприцев, освоен выпуск специальных шприцев: для промывания полостей «стоматологические, гортанные» и др.

Иглы инъекционные также являются одним из видов медицинских инструментов массового применения. Отечественная промышленность выпускает инъекционные иглы многократного использования (до 130——140 млн. штук в год) и заготовки игольные (до 200 млн. шт. в год).

На Тюменском заводе медицинского оборудования и инструментов (ЗМОиИ) освоен выпуск игл инъекционных однократного применения. Основными параметрами, определяющими их функциональные свойства, являются форма и углы заточки (табл. 19). Технической документацией на иглы инъекционные предусмотрено два исполнения заточки: кинжальная и копьевидная. Как показала практика, наиболее предпочтительна в эксплуатации копьевидная заточка.

Шприцы инъекционные многократного применения типа «Рекорд» (рис. 22) выпускаются ло ГОСТ 18137-77.

.1. Изготовление наконечников и штоков

Для изготовления наконечников применяют прутки из латуни ЛС-59н1 диаметром 25 мм. Мерные заготовки вырубают из прутков на кривошипном прессе КН-60 (усилие 100 т), после чего в течение 2 ч отжигают в печи Н-45

Рис. 22. Шприц инъекционный типа «Рекорд»:

/ — наконечник; 2 — цилиндр; 3 — поршень; 4 — кольцо поршня; 5 — головка шприца; 6 — крышка; 7 — шток.

при температуре 550—600℃. Перед штамповкой, производимой на кривошипном прессе К-2232, заготовки нагревают в электропечи при температуре 620—850℃ (в зависимости от вместимости шприца), затем осуществляются рубка конуса наконечника на длину 15 мм, галтовка, химическое травление, мойка и контроль заготовки.

Механическую обработку наконечников производят на токарно-револьверных автоматах ЛА-55 и одношпиндельных токарно-револьверных автоматах фирмы《Трауб》 (ФРГ). Автоматы имеют шестипозиционную револьверную головку и снабжены тремя поперечными суппортами. Обработка начинается с зенкования конуса под поршень, затем сверлится отверстие диаметром 2 мм. на длине 5 мм, протачиваются канавки, проводится окончательная зенковка и снятие кромок на стойке наконечника. После промывки в трихлорэтилене обрабатывают наружную поверхность наконечника, подрезают конус, сверлят отверстия, протачивают конус и полируют наружную поверхность на специальных полировальных полуавтоматах ТШ-13М. Затем прошедшие контроль наконечники укрепляют на подвесках и покрывают никелем на автоматической линии АЛГ-141, контролируют покрытие, изделие подглянцовывают и производят окончательный контроль.

' Для изготовления штоков применяют проволоку диаметром 3,5 мм из латуни Л-63. Штоки для шприцев вместимостью 1——2——5——10 мл производят на холодновысадочных автоматах в автоматическом цикле: проволока из бухты через специальное рихтовальное (правильное) устройство подается в зону обработки, где после разрезки на мерные заготовки происходит холодное выдавливание штока на автомате АА-1219. После промывки в трихлор-

即

этилене заготовки штока проходят химическое травление и контроль. Наружную поверхность головки штока обрабатывают на шестишпиндельных полуавтоматах, затем накатывается резьба на станках РИС-6. Шлифуют и полируют головку на станках-моторах, а покрывают никелем——на автоматических линиях гальванопокрытия АЛГ-141.

Штоки для шприцев вместимостью 20 мл изготовляют сборными. Головку штока получают по методу холодной высадки на холодновысадочном автомате АА-1219, а стержень изготовляют из проволоки, которую предварительно правят и рубят в размер. Соединение стержня с головкой производят.на прессе. В настоящее время для сборки головки штока со стержнем применяют автомат, позволивший повысить производительность труда и исключить ручной труд на данной операции. После сборки головку обрабатывают аналогично ттокам, полученным высадкой.

.2. Изготовление головки и крышки шприца

Головку изготовляют из узкой латунной ленты Л-63 шириной 380 мм, нарезанной на специальном станке К-315. Вырубка и вытяжка деталей из ленты осуществляется на кривошипном прессе К-2322. Пресс снабжен приспособлениями для механической подачи ленты, размотки ее и смотки отходов после штамповки. Последнюю выполняют в комбинированном штампе. Подрезку торцов и полировку деталей производят на специальных станках, разработанных на Медико-инструментальном заводе (МИЗ) им. В. И. Ленина. После химического травления и галтовки выдавливают запорные выступы на специальном станке завода-изготовителя. Покрытие никелем осуществляется в барабанах, что значительно производительнее никелирования на линии АЛГ-141.

Крышку изготовляют из латунной ленты Л-63. Режут ленту на специальном станке, вырубка и вытяжка ее производится на эксцентриковом прессе и кривошипном прессе К-2322, вырубка запорного паза и выдавливание запорных выемок — на специальном станке МИЗа им. В. И. Ленина, шлифование крышек ——в планетарной установке. Наружную поверхность полируют на специальном полуавтомате на базе станка ТШ-13М. Готовые детали покрывают никелем в барабанах.

.3. Изготовление поршня

Изготовление поршней из латуни Л С-59-1 начинается с автоматной обработки заготовок из прутков длиной 2200 мм. Обработка ведется на токарно-револьверных автоматах《MAS-A20》(ЧССР),《Index-25》，《Index-B42》 (ФРГ). Автоматы имеют жесткую конструкцию, снабжены большим числом различных приспособлений и инструментов. Автомат «Index-25» имеет 3 поперечных суппорта и шестипозиционную револьверную головку, токарный револьверный автомат «Index-B42» ——4 поперечных суппорта и шестипозиционную револьверную головку, отличается жесткой и стабильной конструкцией.

Автоматная обработка включает следующие операции: подрезку торца, проточку по наружному диаметру, центровку отверстия, сверление отверстия, проточку канавки под тормозное кольцо, нарезку резьбы, обрезку в размер с предварительной проточкой конуса.

После промывки и контроля диаметра, длины поршня, канавки, резьбового отверстия поршни шлифуют для дальнейшей обработки на токарно-револьверных автоматах, где производят подрезку переднего торца и снятие острых кромок. Далее на бесцентрово^шлифоваль- ных станках в три перехода доводят поршень до диаметра с допусками, соответствующими готовым поршням, оставляя припуск 2 мкм на суперфиниширование. На шлифовальных операциях используются бесцентровошлифовальные станки СБШ-1, 3180, ЗМ182, ЗМ1182А. Окончательная обработка осуществляется на суперфинишных станках ДЛВ-20. После проверки диаметра и шероховатости, химического обезжиривания и промывания поршни покрывают никелем и подают на контроль. На контрольных операциях используют скобы для замера диаметра и длины, пробку для измерения отверстия под резьбу, шаблон для измерения конуса.

Изготовление поршня из нержавеющей стали 14X17Н2 диктуется требованием, предъявляемым к шприцам по работоспособности в интервалах температур 10+35。(2. Коэффициенты линейного расширения стекла и нержавеющей стали позволяют применять шприцы при температурах 10—40℃.

Поршень обрабатывают на шестишпиндельном автомате 1А225 по тому же циклу, что и латунные поршни, кроме нарезки резьбы под шток, подрезки переднего тор- 125

ца — на токарно-револьверном автомате 1Б125, шток запрессовывается (вместо резьбового соединения), что значительно уменьшает трудоемкость изготовления поршней. Шлифовальные операции 'производят на бесцентрово-шлифовальных станках СБШ-1, 3180, ЗМ182, доводку —на станке ЗМ182А.

Преимущество поршней из нержавеющей стали в том, что они не нуждаются в покрытии. Для лоршней из латуни в перспективе следует применять или безмонтажное покрытие, или механизировать процесс их монтажа и демонтажа.

.4. Сборка шприцев

На сборку шприцев арматура поступает из механического отделения, цилиндры — со склада стекла. Цилиндры подвергают контролю 1% из партии согласно требованиям ТУ 64-2-82-78 «Цилиндры к шприцам. Технические условия». По окончании контроля комплектуют тару для загрузки конвейера, т. е. заполняют ее цилиндрами по вместимостям.

Первая сборочная операция ——пайка цилиндра с головкой шприца — осуществляется на специальном приспособлении. Головку, предварительно подогретую до 180——220℃, вставляют в специальное гнездо, мерной ложкой в нее заливается припой и цилиндр с помощью оправки опускают и прижимают к головке, затем его снимают с оправки, удаляют лишний припой. На специальном затирочном станке припой уплотняют по наружному диаметру в месте пайки головки с цилиндром и зачищают его.

Разработана конструкция шприца с эластичным соединением головки с цилиндром. Уплотнение из силиконовой резины на головке шприца не вызывает напряжений в цилиндре.

При изготовлении таких шприцев экономится металл, дорогостоящий припой, в состав которого входят сурьма, висмут и свинец, исключается вредная операция пайки. В настоящее время около 25% шприцев выпускают по этой технологии, для чего применяют полуавтомат сборки шприцев по методу обжима [разработка Специального проектно-конструкторского технологического бюро (СПКТБ) «Мединструмент»].

После присоединения головки внутреннюю поверхность цилиндров шлифуют в три перехода до диаметра

Рио. 23. Игла инъекционная:

/ — трубка иглы; 2 — головка иглы,

с допусками 3+5 мкм в зависимости от вместимости шприцев. Обработку ведут на специальном шлифовальном станке притирами, на которые наносится шлифовальный порошок. Цилиндр при шлифовании вручную передвигается возвратно-поступательно вдоль притира. После шлифования диаметр цилиндров проверяют длинномерами высокого давления.

Шлифованные цилиндры промывают, сушат и направляют для пайки наконечника, аналогичную пайке головки. Затем поршень © крышкой и штоком вставляют в цилиндр, они проходят контроль на непротекаемость на специальном приборе, на термоудар, сухожаровую стерилизацию. После проверки шприцы протирают и упаковывают.

.5. Технология производства шприцевс силиконовыми кольцами

Шприцы комбинированные с силиконовыми уплотнительными кольцами на поршне выпускают по ТУ 64-1-863-80.

В отличие от поршней шприцев типа «Рекорд» поршни шприцев комбинированных изготовляют с допусками 60 мкм, что значительно снижает трудоемкость их изготовления и контроля. Роль уплотнителя выполняет кольцо из силиконовой резины, которое выпускают по ТУ 38.106357-79. Каждое уплотнительное кольцо рассчитано на 60 циклов обработки. Технология производства остальных деталей аналогична таковой для шприцев типа «Рекорд».

.6. Технология производства инъекционных игл

Исходным материалом для изготовления инъекционных игл (рис. 23) является лента толщиной 0,55 мм из нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Машинная резка лен-

ты 195x0,55 производится дисковыми ножами фирмы «Шмитц» (ФРГ) на 9 полос размером 19±0,03х0,55 мм. Скорость резания ленты 20 м/мин. Затем ленту отжигают на установке для светлого отжига фирмы «Борел» (ФРГ). Профилирование и сварку трубки диаметром 6,2x0,55 мм из ленты шириной 19,0 мм, а также разрезание ее на отрезки длиной 3000 мм производится на сварочной машине фирмы《Дра访ттерн》 (ФРГ).

Для получения трубки из- ленты толщиной 0,55 мм используют волочильные станы EKZ. Волочение производится на жестком дорне, что считается недостаточно производительным методом. После каждого перехода волочения, до получения необходимого диаметра трубки, производится термообработка (отжиг), а также промывка в автоклаве EWA. Разрезание трубки на мерные заготовки производится на отрезно-шлифовальном станке EKTJM.

Технической документацией на иглы инъекционные предусмотрена кинжальная и копьевидная заточка. Заточные автоматы фирмы《Кратц》(ФРГ), используемые в настоящий момент в игольном производстве, позволяют осуществлять только кинжальную заточку. Одним из решающих способов повышения качества заточки инъекционных игл можно считать дробеструйный обдув острия заточенных игл стеклянными шариками диаметром 0,2—— 0,4 мм, который применяют в зарубежной технологии.

Игольные заготовки полируют на электрополироваль- ных установках. Готовые инъекционные иглы упаковывают в коробки по 10 шт. и в отформованную тару на станках модели 536 Ленинградского НПО «Прогресс». Упаковка игл в коробки и раскладка их в формованную ленту производятся вручную.

Одной из трудоемких операций является изготовление головок инъекционных игл. Только для их механической обработки на МИЗе им. В. И. Ленина и Тюменском ЗМОиИ используют более 250 токарно-револьверных автоматов и специальных сверлильных станков. Используются токарно-револьверные автоматы отечественного производства—Д1112 и Д118, Д132 и зарубежные — 《Индекс» (ФРГ), А12 и А20 «Шкода» (ЧССР) и др.

Исходным материалом для головок является квадратный пруток 5x5 мм из - латуни ЛС 59-1. При массе готовой головки 1,4 г на ее изготовление требуется заготовка массой 3,14 г. Длительность обработки одной го- 128

ловки на токарно-револьверном автомате составляет 15 с, за смену один автомат производит 2200 штук. Кроме низкой 'производительности, недостатком автоматов является также то, что до 55% дорогостоящего латунного проката уходит в стружку, что, несомненно, требует дальнейшей работы над совершенствованием технологии.

В Тюменском филиале Центрального проектно-конструкторского технологического бюро (ЦПКТБ)《Медобо- рудование» проведена значительная работа по совершенствованию технологического процесса изготовления головок инъекционных игл. В результате этой работы спроектированы, изготовлены и внедрены в производство 4 роторные линии обработки головок игл. Роторная линия осуществляет сверление и развертывание внутреннего конуса, первую и вторую токарные операции, зацентровку и сверление отверстия под трубку иглы, контроль сверления отверстия. Производительность линии (при коэффициенте использования 0,8) 5760 шт/ч. Такт выпуска 6,5 с. Линия позволяет получить отверстие под трубку иглы с точностью, дающей предпосылки для механизации сборки головки с трубкой иглы. К недостаткам линии следует отнести небольшой коэффициент использования материала (при обработке 1 млн. головок в стружку уходит около 1 300 кг латуни), что незначительно ниже, чем при изготовлении головок на токарно-револьверных автоматах. Поэтому разработка технологического процесса с меньшими потерями металла чрезвычайно важна.

Для изготовления инъекционных игл разработано усовершенствованное технологическое оборудование — установка для плазменной сварки ленты толщиной 0,2 мм. Диаметр получаемой на установке трубки равен 4 мм. Применение этой установки позволяет сократить несколько переходов волочения и повысить производительность труда. Усовершенств'ован стано；к для резки трубки. Установлены электрополиров'альные станки вместо физически устаревших.

■ На базе плоскошлифовального станка Хабаровского станкостроительного завода разработано приспособление для копьевидной заточки игл. Значительным недостатком заточки является малая производительность.

Разработаны барабанные волочильные станы. Внедрение таких станов позволит значительно повысить производительность труда, высвободить значительные производственные площади.

Традиционно сложившееся конструктивное оформление головок не позволяло применить какой-либо другой метод изготовления. В СПКТБ «Мединструмент» проведена работа по выбору наиболее прогрессивного варианта технологического процесса изготовления головок игл, с учетом более прогрессивной механической обработки и с применением нового вида обработки.

Комплексно решены вопросы конструкции головки и технологии ее изготовления*, предложена инъекционная игла с головкой новой формы, изготовленной методом обработки давлением на холодновысадочном автомате. Регулируемое число двойных ходов ползуна позволяет выпускать 60—140 головок в 1 мин. Автоматы смонтированы и проходят испытания на МИЗе им. В. И. Ленина. .

Внедрение технологического процесса изготовления головок инъекционных игл по методу холодной высадки на специальных холодновысадочных автоматах позволяет значительно повысить производительность по выпуску инъекционных игл с одновременным увеличением коэффициента использования латуни до 0,95 вместо 0,48—0,50 при механической обработке, что в общей сложности позволяет экономить до 3——4 тыс. р. на J млн. выпускаемых игл.

Глава XII

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА МНОГОЛЕЗВИЙНЫХРЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ

.1. Изготовление стальных боров

Технологический процесс изготовления зубных боров является типовым в смысле последовательности большинства технологических операций. Поэтому при описании технологического процесса в качестве типового представителя рассмотрим изготовление бора для углового наконечника, включающего все конструктивные элементы зубных боров, в том числе и замковую часть (рис. 24).

В качестве исходного материала для изготовления боров применяют сталь круглую со специальной отделкой поверхности — серебрянку марки ХВ5 (ТУ 14-1-1428-75). Сталь поставляют в прутках диаметром

27-，з

a”005@1,35

Рис. 24. Замковая часть боров для угловых наконечников.

2,35; 2,8; 3,2 и 8 MM (по группе Б с шероховатостью поверхности Ra&0,63 мкм). Кроме того, исходный материал должен иметь повышенное содержание вольфрама (на 0,7%), ограниченный предел временного сопротивления (Овр=77+95 кгс/мм2).

Прутки при поступлении на склад завода подвергают входному контролю на соответствие сертификату. На заготовительной операции распаковывают материал, снимают консистентную смазку с прутков при помощи подогрева в ванне, сортируют по диаметрам (с отклонением через 0,01 мм), заправляют концы.

Перед обработкой на автомате продольного точения нужно заострить один конец прутка и сделать фаску на другом. Заостренный на конус задний конец прутка должен соответствовать конусу головки толкателя автомата, а фаска на переднем конце прутка — предотвращать возможность повреждения цанги и люнета во время установки прутка. Этот переход выполняют на обдирочношлифовальном станке 332-Б. Токарную -операцию осуществляют на одношпиндельных автоматах продольного точения типа «Бехлер-АЕ7» и «Торнос-7». Эта операция включает фасонирование рабочей части, обточку шейки, проточку канавки замковой части, отрезание в размер со снятием фаски. Допускаемые отклонения диаметра рабочей части и шейки токарных заготовок боров более высокие, чем у готовых изделий, это диктуется технологической необходимостью, что в свою очередь определяет повышенные требования к заготовительному оборудованию.

Правильная геометрическая форма заготовок задан-

ной точности и качества поверхности достигается, кроме того, применением высококачественного режущего инструмента и оснастки. При обработке боров используют призматические резцы с пластинками из твердого сплава марки В Кб и фасонные из стали Р18. К резцам предъявляют высокие требования по геометрии, шероховатости поверхности режущих граней (Ra^0,63) и соблюдению строгой параллельности и перпендикулярности плоскостей державки резца. Цанги должны не только правильно зажимать пруток, но и иметь соосность отверстия и наружных направляющих поверхностей — зажимного конуса и цилиндрического пояска. Биение по этим поверхностям не должно превышать 0,01 мм. Диаметр отверстия цанги должен соответствовать номинальному диаметру прутка с допуском ходовой посадки 2-го класса точности (в системе вала). Несоблюдение этих требований обусловливает дополнительное биение и цанга быстро теряет свои пружинящие свойства.

В качестве смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) на автоматно-токарной операции применяют масло индустриальное 20《а》ГОСТ 20799-75.

Автоматные кулачки изготавливают по специальной технологии и рабочим чертежам. После чистовой обработки рабочих поверхностей кулачки устанавливают на автомат для выверки и обкатки, затем их подвергают термообработке, тщательной зачистке и вторичному опробованию на партии в количестве 100 штук. Автоматы настраивают согласно операционным картам обработки, в которых указано время изготовления одной детали, скорость резания, число оборотов шпинделя в 1 мин, число оборотов шпинделя на 1 оборот распределительного вала, сменные шкивы, сменные шестерни.

Токарную обработку заготовок боров производят при скорости резания 30+38,5 м/мин и подаче резца 0,0044-0,017 мм/об. Затем снимают токарный остаток (грат) на обдирочно-заточном станке 332-А абразивным кругом ЭБ 25 СМ, К и готовую заготовку укладывают в счетную тару с сохранением ориентации. После повторной промывки и визуального контроля качества зачистки токарного остатка, шероховатости поверхности торца, проверки отсутствия стружки и загрязнений заготовки отправляют на фрезерный участок.

Фрезерование зубьев производят на специальных фрезерных автоматах фирмы «Сафаг» различных моделей.

Рис. 25. Фреза двухугловая 615-024.Рис. 25. Фреза двухугловая 615-024.2д5(-о】А2д5(-о】А

Рис. 25. Фреза двухугловая 615-024.

Рис. 25. Фреза двухугловая 615-024.

2д5(-о】А

2д5(-о】А

На автоматах моделей С-43 обрабатывают фиссурные боры, С-57—• шаровидные, С-254 — цилиндрические с поперечной нарезкой. Заготовки боров, уложенные определенным образом в магазин автомата, подают поштучно в зажимную цангу. По окончании фрезерования зубьев цанга открывается и происходит выталкивание бора. Управление автомата осуществляется четырьмя кулачковыми секторами. К фрезерным автоматам предъявляют высокие требования по точности, которая обеспечивается тщательным уходом и строгим соблюдением графика ППР. Нормально настроенный автомат имеет биение шпинделя не более 0,01 мм, цанги — не более 0,01 мм, фрезы, установленной на автомате,——не более 0,01 мм.

В качестве режущего инструмента применяют специальные двухугловые (ри.с. 25) и дисковые фрезы. Для производства двухугловых фрез используют сталь круглую со специальной отделкой поверхности марки ХВ5 диаметром 8 мм по ТУ 14-1-1428-75. Диаметр головки после нарезки зубьев проверяют с помощью специальных шаблонов. Биение шейки относительно хвостовика осуществляют с помощью специального приспособления, снабженного индикатором. Контролируют каждую счет-

ную коробку боров выборочно. Размер выборки 50—60 штук.

После промывки на автомате А31, разработанном и изготовленном на Казанском МИЗе, производится фрезерование замковой части боров. Автомат снабжен магазинным и выталкивающими устройствами. В качестве технологических баз используют цилиндрическую поверхность диаметром 2,35 мм и боковую (торцовую) поверхность канавки заготовки бора. Автомат настраивают на размер 1,8+0'05 с использованием специального шаблона. Размер 2,7-0,3 обеспечивается технологически на прежней, токарной операции. Для осуществления этой операции используют специальную дисковую фрезу. Качество выполнения операции контролируют согласно операционному эскизу. Проверяют правильность угла заточки уступа ——90° (наличие галтели, заметной на глаз, не допускается), отсутствие конусности, заусенцев (не более 0,03 мм по диаметру изделия). Размеры лыски 1,8+。，。5 и 1,8—0,05 соответственно проверяют при помощи шаблона, скобы или микрометра.

Уложенные в счетные коробки боры отправляют на термообработку. Перед термообработкой их промывают двукратно во фреоне-30, лросушивают на воздухе и набирают в специальные кассеты по 30 штук. Кассеты (6 штук) закладывают в специальную механическую лопатку, с помощью которой их опускают для нагрева в соляную ванну. Нагреву подвергается рабочая часть и шейка боров. 一

В состав соляной ванны входит хлорид калия (КС1)—— 50% и хлорид бария (ВаС1) — 50%. Такая смесь обеспечивает температуру нагрева 830±10℃. Время нагрева колеблется в зависимости от типового размера бора от 30 до 50 с. После охлаждения в воде кассеты с борами сушат на воздухе и контролируют твердость рабочей части боров в размере 0,1% от партии, но не менее 3 штук. Отпуск производят в масляной ванне с электроподогревом при температуре 160—180℃. Время выдержки— 1 ч. Охлаждение производят на воздухе. Затем изделия двукратно промывают во фреоне-30, просушивают на воздухе, подвергают ультразвуковой очистке на ультразвуковой установке УЗУ и сушат в сушильном шкафу. Твердость проверяют при помощи прибора ПМТ-3.

Для выполнения следующей операции боры, сориентированные заданным образом и уложенные в счетные 134

коробки с помощью вибробороукладчика, загружают в бункер специального автомата А 12.00.00 для снятия заусенцев по наружному диаметру. Их снимают при помощи гибкого полировального круга так, чтобы не допустить «завалов» по диаметру.

После контроля боры, уложенные в счетные коробки, подвергают электрохимическому полированию, промыванию, пассивированию и подают на упаковку.

XII.2. Изготовление твердосплавных боров

Рабочую часть твердосплавных боров изготавливают из твердого сплава ВК6М или ВК6ОМ, хвостовик — из нержавеющей стали 20X13. Хвостовик с рабочей частью соединяют при помощи сварки или пайки.

Разработан и внедрен технологический процесс изготовления экономичных твердосплавных боров, у которых из твердого сплава выполняют только рабочую часть, соединенную с хвостовиком при помощи сварки.

Заготовки хвостовиков изготовляют из серебрянки диаметром 2,7 мм (сталь 20X13 по ГОСТ 14955-77) на автомате продольного точения. После двукратной термической обработки (зона шейки HRC 40—49 ед., остальное —HRC — 28—32 ед.) на бесцентрово-шлифовальном станке 3Д-180 заготовки шлифуют до диаметра 2,5-0,02 мм, а затем подрезают торец со стороны отрезания заготовки.

Твердосплавные заготовки (сплав марки ВК6ОМ) в виде цилиндра диаметром 2,4 мм и высотой 2,2 или 4,7 мм и заготовки хвостовиков перед сваркой тщательно промывают в бензине и сушат. Контактную сварку выполняют на специальных автоматах, разработанных и изготовленных в НПО «Мединструмент». Отпуск производят в камерной печи Н-15 при температуре 380℃ с выдержкой 1 ч. Наплывы, возникающие при сварке, снимают и заготовки подвергают бесцентровому шлифованию напроход до диаметра 2,27_0)02 мм.

Головку бора шлифуют на специальных автоматах <(Сафаг-423» при помощи алмазного круга, спрофилированным надлежащим образом по форме головки. На таких же автоматах шлифуют шейку бора по заданным размерам. После промывки и контроля производят шлифование зубьев. Эту операцию выполняют на специальных шлифовальных полуавтоматах фирмы 《Са-

фаг» (Швейцария) — модели 490 для нарезки зубьев на шаровидных борах и модели 418 для нарезки зубьев на фиссурных борах. Скорость шлифования 33—35 м/с, что обеспечивается при скорости вращения шпинделя полуавтомата 《Сафаг-418》4200 об/мин, а на 《Са- фаг-49&» 4500 об/мин и использовании алмазных кругов с наружным диаметром 193,130 мм для первого станка и диаметром 226 мм для второго.

Алмазные круги состоят* из алюминиевого корпуса и алмазоносного кольца. Для обработки твердосплавных зубных боров используют круги из синтетических алмазов зернистостью А2П на органической связке Б2 (бакелит+железный порошок). Круги должны быть статически отбалансированы. Радиальное и торцовое биение рабочей поверхности не должно превышать 0,015 мм. Алмазные круги профилируют, на специальном станке фирмы 《Гефра》 (Швейцария) абразивными дисками К4 или КЗ зернистостью 28——40 на бакелитовой или вулканитовой связке твердостью СТ2. Размеры диска— 175x32 мм.

Технологический припуск отрезают на токарном станке в заданный размер. Следует отметить, что технологический припуск на хвостовике бора необходим для того, чтобы исключить возможность повреждений шпинделя полуавтомата 《Сафаг》алмазным кругом. Затем проводят фрезерование замковой части (лыски) и окончательную бесцентровую шлифовку хвостовика в размер диаметром 2,35-о,о25 в 3 прохода, после чего готовые изделия отправляют на упаковку.

ХН.З. Изготовление зуботехнических фрез

Технология производства зуботехнических фрез в принципе не отличается от технологии производства стальных зубных боров. Имеющиеся незначительные различия диктуются в основном конфигурацией изделий. Так, например, на токарно-автоматных операциях обрабатывается весь контур заготовки, т. е. рабочая часть и хвостовик, в отличие от боров, у которых обтачивается только рабочая часть (головка) и шейка.

Токарно-автоматные операции производят на автоматах продольного точения «Петерман R7》или «Бехлер-АЕ7». После контроля диаметров головки, хвостовика, биения, шероховатости обработанных поверх-

ностей в соответствии с картой контроля и укладки заготовок в счетные коробки снимают токарный остаток (грат) с торца заготовок на заточном станке модели 332Б при помощи абразивного круга ЭБ 25 с М】К ПП 175x40x32 мм. На головке заготовки фрезы на настольно-токарном станке засверливают центровое отверстие диаметром 1,1+°，12 глубиной 1 мм. Отверстие предназначено для выхода режущего инструмента при последующем фрезеровании зубьев.

Фрезерование продольных зубьев (одинарной нарезки) производится на специальном фрезерном полуавтомате «Сафаг-11》специальной фрезой, соответствующей профилю зубьев, поперечных (на фрезах с двойной нарезкой)—на фрезерном полуавтомате 《Са- фаг-245》дисковой фрезой (пилочкой). Поскольку диаметр рабочей части зуботехнических фрез больше диаметра хвостовика, фрезерование их замковой части производится не на автомате《Сафаг》(в отличие от боров), а на универсальном фрезерном станке модели 675 с применением специального приспособления 632-154.

После снятия заусенцев, возникших при фрезеровании замковой части, заготовки направляют на термообработку, которую производят на оборудовании, аналогичном* используемому в производстве стальных зубных боров. Режимы термообработки соответствуют применяемой марке стали. Затем фрезы подвергаются электрохимическому полированию и отправляют на упаковку.

.4. Изготовление корневых бурввов

Корневые буравы состоят из ручки со специально отделанной поверхностью и рабочей части (спирали). Ручки (хвостовики) изготовляют из круглой стали серебрянки диаметром 2,35 3-го класса точности группы В по ГОСТ 14955-77. Токарную обработку производят на автомате продольного точения «Тиль-653». Она включает: центровку, обточку конуса, сверление отверстия диаметром 0,63+0*045 и глубиной +4±0,2, отрезку с проточкой фаски 0,45x45°.

Следует отметить, что центровку выполняют с таким расчетом, чтобы у отверстия диаметром 0,63 образовалась фаска 0,2X45°. После промывки в бензине и сушки на воздухе заготовки набирают в специальные кассеты

по 200 штук, располагая их конусной частью вниз, и на плоскошлифовальном станке модели 371 с электромагнитной плитой шлифуют торец. Для этой операции применяют абразивный круг ЭБ 25 CM2K ПП 175x40x32.

На ручках (наконечниках) длиной 10 мм, предназначенных для ручных буравов, производят сетчатую накатку цилиндрической поверхности, а на ручках для эндодонтического наконечника — фрезерование замко- в°й части (лыски), как у боров для углового наконечника. Сетчатое рифление накатывают на фрезерном станке ME 1000 при помощи специального накатного ролика. Затем торец ручки маркируют соответствующим номером и собирают готовые изделия.

Спираль изготовляют из углеродистой пружинной проволоки 1-го класса диаметром 0,6 мм по ГОСТ 9389-75.

После рихтовки проволоку подают в специальный шлифовальный полуавтомат, разработанный НПО «Мединструмент» на базе автомата продольного точения. Проволока зажимается в цангу и, проходя через люнет, поступает с заданной скоростью под абразивный круг. Осевая подача на один оборот соответствует шагу спирали (0,8 мм). Конусность спирали обеспечивается сочетанием поперечной подачи шлифовальной головки с продольной подачей заготовки, закрепленной в цанге шпиндельной бабки.

После нарезки спирали шлифовальная головка уходит назад и в это время происходит подача шпиндельной бабки на длину, соответствующую гладкой цилиндрической части детали. Шпиндельная бабка останавливается и подошедшая в это время шлифовальная головка отрезает деталь в заданный размер. Для нарезки спирали применяют бакелизированные круги К35 или К36 ПП 100x5x32, спрофилированные соответствующим образом.

После зачистки заусенцев на торце и снятия фаски 0,1 Х45° затачивают острие бурава на 30° на заточном станке под микроскопом ММИ-2 при помощи шлифо； вального круга ЭБ 12 CM2K ПП 175x10x32. Затем на специальном станке на хвостовике спирали производят пуклевку по методу вальцевания.

Сборка корневых буравов (запрессовка спирали в ручку и обжатие ручек) осуществляется на специальном приспособлении.

После ручной рихтовки корневых буравов, обеспечивающей биение рабочей кромки относительно ручки не более 0,7 мм, их обезжиривают в бензине Б-70, сушат на воздухе и пассивируют в нитриде натрия. После укладки в специальную тару по соответствующим номерам изделия направляют на упаковку. Их помещают по 5 штук одного наименования и номера в пластмассовые футляры, которые в свою очередь укладывают в картонные коробки.

Глава XIII

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕДИЦИНСКИХИНСТРУМЕНТОВ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

.1. Методы переработки полимеров

При выборе метода переработки полимера определяющими являются свойства пластмасс, а также размер и форма изделия. В настоящее время получили распространение более 20 основных и ряд специализированных методов переработки термопластов и реактопластов.

При изготовлении полимерных медицинских инструментов наиболее распространенными методами переработки термопластов (реактопласты для изготовления медицинских изделий применяют редко) являются экструзия, литье под давлением, сварка (термоимпульсная и токами высокой частоты), выдувание и вакуум-пневмо- формование.

Экструзия — один из основных методов получения трубчатых полимерных медицинских инструментов. При переработке по этому методу твердый полимер (в виде гранул и порошка) поступает в бункер экструдера, где разогревается и в виде вязкотекучей массы непрерывно подается с помощью шнека в сопло, имеющее соответствующее формующее сечение в виде кольца или другого профиля. После выхода из сопла профиль или трубка проходят через охлажденную ванну и поступают в намоточное устройство. При помощи метода экструзии изготавливают катетеры, бужи, зонды, трубки медицинского назначения и т. д., перерабатывают большинство термопластов. Преимущество экструзионного способа переработки полимеров в том, что он обеспечивает непрерывность и стабильность процесса, выдержку разме-

ров и высокое качество изделии, высокую производительность.

Для производства медицинских изделий применяются экструдеры с малым диаметром шнека (в пределах 20—50 мм). Основным формующим элементом экструзионной установки является экструзионная головка со сменными дорнами и фильерами. Подбирая соответствующие дорны и фильеры, получают полимерные трубки или профили необходимого сечения и размеров.

Литье под давлением — один из прогрессивных современных способов переработки пластических масс в изделия. Возможность изготовления изделий сложной конфигурации за короткое время, автоматизации процесса, экономное расходование материалов обеспечивают этому способу широкое распространение. Процесс литья под давлением заключается в том, что перерабатываемый материал нагревается и плавится в обогреваемом цилиндре, из которого впрыскивается в предварительно замкнутую литьевую форму под действием червяка (или поршня). Этим методом перерабатывают: полиэтилен высокого и низкого давления, полипропилен, поли-4-метилпентен-1, полистирол и его сополимеры, полиамиды и др.

По методу литья под давлением изготавливают шприцы, стетоскопы, различные детали медицинских инструментов (ручки, канюли, раструбы), переходники и присоединительные элементы, зажимы, пинцеты, упаковки и т. д. Для производства медицинских изделий применяют, термопластавтоматы (литьевые машины) с объемом впрыска пластической массы до 500 см3.

Выдувание (экструзионно-выдувной способ)—метод, применяемый для. производства полых изделий. При этом способе сжатый воздух нагнетается в трубчатую заготовку через дорн профилирующей головки экстрз^дера, экструдированная трубчатая заготовка зажимается полу формами и с помощью сжатого воздуха оформляется полое изделие. По этому методу перерабатываются полиэтилен, поливинилхлорид, полипропилен и другие материалы. Путем выдувания изготавливают шприц-тюбики, различные емкости.

Вакуум (пневмо) - формование применяют для переработки листовых термопластических материалов, как полистирол, полиметилметакрилат (органическое стекло), поливинилхлорид и др. Этот метод исполь- 140

зуют в основном для изготовления упаковок медицинских изделий.

Сварка. При производстве медицинских изделий применяют в основном термоимпульсный метод и сварку токами высокой частоты (ТВЧ). Термоимпульсным способом сваривают пленки из полиолефинов (полиэтилен, полипропилен), полиамидов, применяемые в основном как упаковочный материал. Высокочастотную сварку используют только для полярных термопластов (поливинилхлорида, полиамидов и др.). Она основана на разогреве этих материалов за счет внутреннего трения колеблющихся полярных частиц термопласта под воздействием высокойастотного поля. Высокочастотную сварку применяют при изготовлении систем для взятия и переливания крови, мочеприемников, катетеров и др.

XIII.2. Изготовление трубчатых изделий

Трубчатые изделия из полимерных материалов составляют довольно большую часть инструментов, применяемых в различных областях медицины. Однако, несмотря на многообразие назначений и областей применения, эти инструменты имеют ряд общих конструктивных элементов: цилиндрические и конические корпуса, заходную часть (дистальный конец), проксимальную часть, боковые отверстия, раструбы, вставки (вкладыши), маркировку и т. д. Поэтому целесообразно рассмотреть технологию изготовления инструментов по отдельным этапам.

Технологический процесс изготовления трубчатых инструментов включает следующие типовые операции:

Экструзия и нарезка заготовок.

Изготовление раструбов, головок.

Оформление заходной части.

Пробивка отверстий в стенках трубок.

Вклеивание вставок и раструбов, головок.

Нанесение маркировки.

Упаковка инструментов.

Для изготовления заготовок используют в основном поливинилхлоридный пластикат медицинского назначения рецептур ПМ-1/42 и Т-35 (для катетеров и зондов) и рецептуры для пищеводных бужей. Экструзию заготовок производят на экструдерах с диаметром шнека 20—40 мм.

В установке для получения трубок предусмотрены ванна для охлаждения выходящих из головки экструдера трубок, тянущее устройство, позволяющее вытягивать трубку со скоростью 10—20 м/мин. Экструдер имеет четыре зоны обогрева, из них две зоны на цилиндре, одну зону на головке и один съемный нагреватель на фильтре, дающий возможность регулировать качество поверхностей трубок.

Температурный режим экструзии по зонам на экструдере 《Ваттенфельд-25》обеспечивается нагревом до температуры (℃): 1-й зоны до 155±5; 2-й зоны до 160±5; 3-й зоны до 170±5; 4-й зоны до 180±5.

Скорость вращения шнека экструдера—15— 20 об/мин. Полученные трубки (бужи) нарезают с помощью ножа или специального приспособления на заготовки необходимой длины ± 10,мм.

Раструбы, головки, муфты, ограничители (фиксаторы), переходники и другие детали катетеров и зондов изготавливают из поливинилхлоридного пластиката (рецептура ПМ-1/42), полиэтилена низкого и высокого давления по методу литья под давлением на термопластав- томатах с объемом впрыска 20—63 см3.

Температурный режим литья пластиката ПМ.-1/42 на литьевой машине обеспечивается нагревом (℃): 1-й зоны до 90±5; 2-й зоны до 100±5; 3-й зоны до 120±5.

Температура литьевой формы сохраняется в пределах не более 20—40℃.

Температурный режим литья для полиэтилена обеспечивается нагревом (℃): 1-й зоны до 150±5; 2-й зоны до 160±5; 3-й зоны до 170±5.

Заходная часть катетеров, зондов и бужей должна быть плавно закруглена, а бужи, кроме того, должны быть заточены на конус. Заходную часть оформляют на мелкозернистом шлифовальном круге с последующей полировкой микронной шкуркой и приданием глянца путем обмакивания в растворитель — циклогексанон. Для оформления и оплавления заходной части могут быть использованы также токи высокой частоты, что требует специального оборудования.

Боковые отверстия пробивают при помощи специальных (механических или пневматических) приспособлений и пробойников. Пробойники должны быть остро заточены, наличие выбоин и заусенцев на режущей части не допускается.

5

3

7

63

Рис. 26. Заготовка твердосплавных боров:

а — твердосплавная заготовка из сплава ВК, 6 М; 6 — заготовка хвостовика из стали 20X13.

Вставки, раструбы, головки фиксируют клеем, состоящим из 5—20% пластиката ПМ-1/42 и 95—80% циклогексанон-ректификата (ТУ 6-03-356-33).

Клеевое соединение выдерживают в течение 15— 20 мин. Вставки, раструбы, головки можно фиксировать также при помощи сварки токами высокой частоты.

На каждом катетере, зонде и буже должна быть нанесена соответствующая маркировка — кольцевые отметки, информирующие о глубине введения инструмента, а также номер катетера по шкале Шарьера, указывающий его диаметр, год выпуска и товарный знак завода-изготовителя. Для нанесения цветной маркировки применяют специальные нетоксичные красители (антрахиноновый жирорастворимый, пигмент голубой фтало- циониновый). Составы для маркировки приготавливают по специальной инструкции.

После маркировки готовые изделия протирают этиловым спиртом — ректификатом и упаковывают.

.3. Особенности производства изделийодноразового применения

В последние годы все большее внимание уделяется производству изделий одноразового применения, выпускаемых в стерильной упаковке. Эти изделия используют только один раз, они не подлежат повторной стерилизации.

К производству стерильных изделий одноразового применения предъявляют более жесткие требования в отношении чистоты исходных материалов, помещений и оборудования, применяемых для производства изделия. После изготовления, сборки и упаковки такие изделия стерилизуют. Для промышленной стерилизации медицинских инструментов из полимерных материалов в настоящее время в основном применяют радиационный и газовый способы. Простерилизованные изделия перед отправкой потребителю проходят обязательный лабораторный контроль на стерильность, токсичность и пирогенность.

Глава XIV

МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ

Проблема повышения долговечности изделий приобрела актуальное значение и в промышленности медицинских инструментов. Известно, что повышение срока годности инструмента в 1%—2 раза равноценно в отдельных случаях увеличению выпуска на ту же цифру. В настоящее время разработаны и внедрены в производство медицинских инструментов следующие методы упрочнения поверхностей: армирование износостойкими материалами наплавкой, пайкой и сваркой; нанесение покрытий из износостойких материалов электроискровым методом; упрочнение лучом лазера.

. 1・ Армирование твердыми сплавами

Одним из путей повышения износостойкости многолезвийных инструментов (боры, зуботехнические фрезы и т. п.) является изготовление их режущих элементов из твердых сплавов. Основными способами присоединения твердых сплавов к стальной державке инструмента являются пайка и сварка (наплавка). Рассмотрим способы армирования твердыми сплавами медицинских 144

Рис. 27. Установка для сварки заготовок.

инструментов на. примере технологии изготовления твердосплавных зубных боров (рис. 26).

Твердосплавные заготовки изготовляют на Московском опытном заводе тугоплавких металлов и твердых сплавов (МОЗТМ и ТС) и на Днепровском заводе твердых сплавов по ТУ 48-42-14-70.

Заготовки бора между собой соединяют пайкой. Пайку производят припоем ВПр4 ОСТ 1.90208-75, используя токи высокой частоты, на установке ЛЗ-13 в специальном приспособлении, смонтированном вместе с десятиместным индуктором на установке. Пайку осуществляют при температуре 1000—1050℃. Время нагрева заготовок до температуры пайки равняется 6—7 с.

Недостатком этого способа армирования является то, что на изготовление боров идет относительное большое количество дефицитного вольфрамсодержащего твердого сплава, а заготовки под пайку подвергаются ряду трудоемких операций: абразивной шлифовке (калибровке) порошком карбида бора до диаметра 2,6 мм, шлифованию конца заготовки на конус, сверлению в торец хвостовиков и т. п.

Этих недостатков лишен способ армирования твердо-

го сплава по методу контактной электросварки сопротивлением. Этот процесс поддается механизации и автоматизации, что обеспечивает высокую производительность (машинное время сварки до 0,5 с) при высоком качестве соединения. При сварке используют простые и менее трудоемкие в изготовлении заготовки: хвостовик диаметром 2,5 мм и длиной 72 мм, заготовка твердого сплава диаметром 2,4 мм и длиной 2,2 мм (шаровидные и обратно-конические боры)'и 4,7 мм (фиссурные). Эти 2 типовых размера твердосплавных заготовок позволяют выпускать всю номенклатуру (49 типовых размеров) твердосплавных боров.

Заготовки сваривают на специальных установках (рис. 27), обеспечивающих полностью автоматизированный цикл — загрузку партии заготовок на сварочные позиции, сжатие их с необходимым сварочным давлением, отвод от зоны сварки удерживающих заготовки устройств, дозированный сварочный цикл по величине тока и времени импульса с одновременной осадкой разогретых деталей, сброс сварочных деталей в приемный бункер.

Автоматическийсварки:450—6500,02—0,60,5-65±0,57Автоматическийсварки:450—6500,02—0,60,5-65±0,57Техническая характеристика автоматадля сварки

Автоматическийсварки:450—6500,02—0,60,5-6

5±0,5

7

Автоматическийсварки:450—6500,02—0,60,5-6

5±0,5

7

0,184031070 950Х510ХИ20сваривают по сле-0,184031070 950Х510ХИ20сваривают по сле-Цикл сварки Пределы регулирования режимов Сила сварочного тока, А Время сварки, с Усилие сварки, кг ., Величина регулируемой осадки при сварке, мм Производительность, шт/мии Число рабочих позиций Мощность электродвигателя привода, кВт ..

0,18

40

310

70 950Х510ХИ20

сваривают по сле-

0,18

40

310

70 950Х510ХИ20

сваривают по сле-

Мощность источника питания, кВт Масса автомата с источником питания, кгL

Масса регулирующей аппаратуры, кг Габаритные размеры, мм

Заготовки твердосплавных боров дующему режиму:

560—6003,2—4,0• 0,320,32560—6003,2—4,0• 0,320,32Сила сварочного тока, А-

560—6003,2—4,0

• 0,32

0,32

560—6003,2—4,0

• 0,32

0,32

Сварочное давление, кг

Время сварки, с Время паузы, с Число импульсов

При сварке на хвостовике на расстоянии 4—6 мм от сварочного стыка происходит закалка на твердость 44— 49 ед. HRC. Для снятия внутренних напряжений после сварки заготовки подвергаются отпуску при температуре 380℃ в течение 1 ч с последующим охлаждением на воздухе. После снятия грата (излишка металла хвостовика, выдавленного на стыке во время сварки) заготовки боров проходят механическую обработку.

.2. Технология армирования ножницизносостойким сплавом

Медицинская промышленность выпускает также ножницы хирургические, армированные износостойкими твердыми сплавами типа ВЗК, который наносится аргонодуговой наплавкой.

Армирование должно обеспечить прочность соединения, повысить коррозионную стойкость, режущие свойства ножниц, а также нетоксичность живых тканей организма. При этом должны быть сохранены или повышены функциональные свойства стали и сплава. При армировании ни в коем случае не должны образовываться макро- и микродефекты в материале ножниц, а в месте соединения твердого сплава с основным материалом должна обеспечиваться стабильность соединения.

Процесс должен удовлетворять таким требованиям, как экономичность, возможность механизации и автоматизации, удобство и безопасность условий труда при его выполнении.

Заготовки ножниц после штамповки и отжига фрезеруют под наплавку согласно эскизу (рис. 28).

Шероховатость поверхности под наплавку должна быть не ниже 0,63. Прилегающие к зоне наплавки боковые поверхности заготовки следует зачищать до полного удаления следов окалины от штамповки. Половинки ножниц должны иметь технологический припуск со стороны острия не менее 1,5 мм, так как при наплавке он будет оплавляться. Заготовки ножниц и прутки стеллита (твердого сплава), служащего присадочным материалом, перед наплавкой следует тщательно промыть. Для наплавки заготовки ножниц закрепляют в приспособлении таким образом, чтобы лезвие плотно прилегало к профильной плоскости приспособления. Стеллит наплавляют в два прохода, при этом наплавку второго

слоя ведут с минимальным расплавлением металла первой наплавки. Наплавку осуществляют при помощи ручной аргонодуговой сварки постоянным током. В качестве источника питания используют сварочные выпрямители типа ВД-301 или ВКС-500. В качестве присадочного материала применяют 2 мм прутки стеллита ВЗК по ОСТ 190078-72, используют электрод вольфрамовый лантанированный — марки ВТУ ВЛ № 24-5-62 или НИО-021-612, наплавку ведут в атмосфере аргона (ГОСТ 10157-73) при расходе 5—8 л/мин. Сила тока при наплавке составляет 30—40 А.

После наплавки заготовки ножниц проверяют на соответствие геометрическим размерам и на отсутствие дефектов наплавки. При необходимости устраняют дефекты механической выборкой и подваркой. В дальнейшем ножницы проходят технологическую обработку, аналогичную таковой у стальных ножниц.

XIV.3- Технология упрочнения лучам лазера

Новым перспективным направлением в повышении износостойкости медицинских инструментов является лазерное упрочнение. Его применяют для повышения стойкости технологической оснастки и инструмента, изготовленных из различных сталей (углеродистых, легированных и быстрорежущих). Лазерный метод упрочнения основан на явлении высокоскоростного нагрева металла под действием лазерного луча до температур, превышающих температуру фазовых превращений в стали (но ниже температуры плавления), и последующего быстрого отвода тепла в основную массу металла. Скорости нагрева и охлаждения составляют порядка 105— 106 град/с. При этом образуется, как и в случае обычной закалки, структура мартенсита и остаточного аустенита с микротвердостью 850—1100 кгс/мм2. Такая по-

Нюокг/ммгНюокг/ммгРнс. 29. Распределение мнкротвердостн по глубине в стали У8A.Рнс. 29. Распределение мнкротвердостн по глубине в стали У8A.

Нюокг/ммг

Нюокг/ммг

Рнс. 29. Распределение мнкротвердостн по глубине в стали У8A.

Рнс. 29. Распределение мнкротвердостн по глубине в стали У8A.

вышенная микротвердость обусловлена образованием более мелкозернистого мартенсита. Глубина упрочненной зоны составляет до 0,1 мм. Между упрочненным слоем и основным металлом имеется зона отпуска шириной около 0,02 мм, микротвердость которой несколько ниже микротвердости исходного материала. Объем этой зоны значительно меньше объема упрочненного лазерным излучением слоя, поэтому зоны отпуска практически не влияют на износостойкость. Распределение

Рис. 31. Схема лазерного упрочнения режущих хромою

Для лазерного упрочнения удлиненных кромок инструмента и деталей технологической оснастки применяют 50% перекрытие 《пятен》закалки, которое обеспечивает получение упрочненной зоны практически одинаковой глубины по всей длине упрочненного слоя. При лазерной обработке поверхности в результате перекрытия облучаемых участков на ней образуются зоны с пониженной микротвердостью материала. На рис. 30 показано распределение микротвердости вдоль направления перемещения луча.

Как видно из рисунка, упрочненный слой состоит из участков с микротвердостью Нюо= 1000 кгс/мм2, разделенных зонами отпуска с пониженной микротвердостью. Лазерную обработку можно проводить и на воздухе, и в защитной среде аргона. Лазерное упрочнение применяют на окончательно изготовленных узлах. Упрочнению подвергают только режущие кромки и рабочие поверхности деталей в местах интенсивного износа.

В медико-инструментальной подотрасли разработаны и внедряются процессы упрочнения режущих кромок долот и ножниц, изготовленных из сталей У8А и 40X13. Наибольший результат от лазерного упрочнения получается при обработке инструментов с односторонней заточкой. В этом случае эффект упрочнения сохраняется при последующих переточках режущей кромки, поскольку переточка затрагивает лишь часть кромки и основного металла (рис. 31).

Шероховатость поверхности после лазерного упрочнения не ухудшается. Лазерное упрочнение медицинских режущих инструментов и технологической оснастки осуществляют на установках типа «Квант-16», 《Квант-18》， выпускаемых отечественной промышленностью.

Режим лазерного упрочнения зависит от конструкции обрабатываемой детали, ее размеров, теплофизических и оптических свойств.

Таблица 20

Ориентировочные режимы локального упрочнения иа установке «Кваит-16»

Марка стали

Энергия

обработка иа воздухе

обработка в аргоне

45

21

32

У8, УЮ

;20

31

хвг

19

30

Х12М '

18

28*

9ХС■

19

30

ШХ 15

19

30

Х12

17

27

Р18工

15

24

Р9, Р12, Р6М5

16

25

40X13.

20

31

Примечание. Диаметр пятна — 4 мм.

Детали, предйазначенные для упрочнения лазером, должны быть предварительно подвергнуты термической обработке до твердости по 50—60 ед. HRC. Упрочняемые поверхности на этих деталях не должны иметь дефектов (трещин, раковин, заусенцев)., препятствующих получению качественного упрочненного слоя.

Перед обработкой детали следует очистить от различных загрязнений.

Ориентировочные режимы лазерного упрочнения различных марок сталей на установке《Квант-16》при диаметре пятна закалки 4 мм приведены в табл. 20.

При отработке технологического процесса необходимо уточнить режим. Для этого необходимо обработать образец в выбранном режиме с учетом 50% перекрытия пятен закалки при максимальной производительности. Визуально или с помощью оптических средств убедиться в отсутствии недопустимых дефектов. Изготовить шлиф по общеизвестной методике, протравив его в 4% растворе азотной кислоты, промыв в спирте, и измерить микротвердость и глубину упрочненного слоя с помощью микротвердомера.

Типовой технологический процесс обработки лучом лазера поверхности включает в себя следующие операции:

Подготовку установки《Квант-16》к работе в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

Подготовку поверхности деталей по методике обезжиривания.

Установку детали на предметный столик (приспособление).

Установку диаметра пятна в 4 мм.

Получение резкого изображения детали в бинокуляре установки выведением ее на фокальную плоскость путем перемещения предметного столика.

Установку в перекрестие бинокуляра точки начала обработки.

Установку частоты следования импульсов облучения на СУМ-4.

Установку скорости и направления перемещения предметного столика: при работе установки《Квант-16》 в комплекте с числовым программным устройством необходимо задать программу перемещения.

Установку энергии импульса на СУМ-4.

Открытие подачи аргона (при работе в защитной среде).

Нажатие кнопки «Частотный».

Включение перемещения предметного столика после вспышки первого импульса.

Нажатие кнопки «Одиночный», выключение перемещения предметного столика и перекрытие подачи аргона по окончании обработки.

Установку напряжения накопителя «0》на СУМ-4.

Переустановку детали для обработки следующих поверхностей и повторение переходов 5... 14 при необходимости.

Снятие детали.

Проведение контроля обработанных поверхностей.

.4. Электроискровое легирование

Для улучшения функциональных свойств медицинских инструментов и повышения их износостойкости применяют электроискровое легирование (ЭИЛ). Рабочую поверхность инструмента (используемую в качестве катода) подвергают воздействию импульсных разрядов упрочняющего электрода из твердого сплава (включенного как анод). В результате искровых разрядов в воздушной среде происходит перенос материала электрода 152

на изделие. Перенесенный материал легирует поверхностный слой металла изделия и, соединяясь химически с диссоциированным атомарным азотом воздуха, углеродом и материалом изделия, образует диффузионный износоустойчивый слой. При этом в слое возникают сложные химические соединения (высокостойкие нитриды и карбонитриды).

В медицинской промышленности метод электроискрового легирования впервые был опробован доктором технических наук Е. А. Володиным на металлорежущем инструменте и обрезных штампах. Для легирования был использован сплав Т15К6.

В медико-инструментальной подотрасли метод электроискрового легирования был внедрен на МИЗе им. Горького для упрочнения губок хирургических иглодержателей. Срок службы иглодержателей, упрочненных электроискровым легированием, повысился с 2 до 5 лет. В качестве материала твердосплавного покрытия использовали сплав СНГН-60. В дальнейшем номенклатура медицинских инструментов, упрочненных по методу ЭЙЛ, расширилась,——были внедрены процессы легирования зубных элеваторов и стоматологических щипцов.

Установки для ЭИЛ разрабатывают и выпускают в Институте прикладной физики Академии наук Молдавской ССР. Имеется ряд установок марок ЭФИ-45, ЭФИ- 46, ЭФИ-80, ЭФИ-22, ЭФИ-23, ЭФИ-25 и других, отличающихся силой рабочего тока (0,8——100 А) и частотой вибрации электрода (100—1500 Гц). С повышением частоты вибрации увеличивается чистота покрытия. Так, няпример, установка для электроискрового легирования ЭФИ-22 имеет диапазон частот вибрации электрода 800—1500 Гц.

Важными параметрами в технологии электроискрового легирования являются удельное время упрочнения и энергия импульсных разрядов, воздействующих на обрабатываемую поверхность. Нанесение материала электрода на поверхность детали продолжается до достижения определенной толщины слоя. Дальнейшее увеличение времени легирования не приводит к росту толщины, а, наоборот, сопровождается разрушением нанесенного слоя.

Некоторые технологические характеристики процесса ЭИЛ медицинских инструментов твердым сплавом СНГН-60 приведены в табл. 21.

I*

§5

!込 弾

о § g

л

觀

盘н

簡

aRR

ооо

gоо

77 7

ООО

0о 亍

ttobss^AHOSS XHHQHHIIHHgw «ЯЯЛЙОАХ^^ OJOHOdHQHOdhHgyG UO^OAC «XMWU^X^O^OSSH IN «^S4^ «ь

XIV-5- Диффузионное хромирование

Процесс диффузионного хромирования заключается в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали хромом при химико-термической обработке изделия или детали при температуре 900—1400°С в соответствующей среде. Диффузионный слой, получаемый при хромировании стали, состоит из карбидов хрома (Сг, Ре)2зСб, (Cr,Fe)7C3. °

Глубина диффузионного слоя и его свойства зависят от методов хромирования. Применяют газовое и жидкостное хромирование, в порошкообразных смесях и в вакууме. При хромировании в порошкообразных смесях детали упаковывают в нихромовые контейнеры, выдерживают в смеси 50% феррохрома, 48% А12О3 и 2% МН4cl в течение 6+12 ч при температуре 1000—1050℃.

Проведенные в НПО «Мединструмент» экспериментальные работы по диффузионному хромированию зуботехнических боров и фрез показали увеличение износостойкости и коррозионной стойкости инструментов. Процесс можно рекомендовать для применения на инструментах из углеродистых сталей. На особо точных инструментах из нержавеющих сталей при этом процессе нет стабильности размеров (отклонение размеров по допускам в замковой части угловых боров и др.)-

Глава XV

МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВАМЕДИЦИНСКИХ ИНСТРУМЕНТОВ

Для обеспечения выпуска медицинских инструментов необходимого качества на заводах проводят измерения параметров качества, по результатам которых дают оценку годности продукции и возможности отгрузки ее потребителю.

.1. Измерение и контроль параметровшероховатости поверхности

Одним из важных показателей всех медицинских инструментов является качество поверхности, от которого зависит стойкость инструментов к воздействию сред, с которыми они контактируют при работе, а также при

проведении стерилизации и дезинфекции. Обычно качество поверхности инструмента в технической документации нормируют средним арифметическим отклонением профиля поверхности, обозначенным символом Ra, или высотой неровностей профиля поверхности по десяти точкам, обозначаемой символом Rz・

На заводах для контроля числовых значений параметров Ra и Rz применяют разнообразные средства, выпускаемые промышленностью： Для контроля параметра Ra нашли применение профилографы-профилометры модели 201 и 202. Используя этот прибор в качестве профилометра, можно контролировать прямолинейные поверхности с параметром Ra в диапазоне 0,02+8,0 мкм, а применяя в качестве профилографа — параметры Ra в диапазоне 0,008+20,0 мкм, Rz — в диапазоне 0,025+ + 100 мкм. Профилограф-профилометр модели 202 можно использовать и для определения параметров криволинейных поверхностей. Профилометры модели 253 используют для контроля значений Ra в диапазоне 2,5+ +0,04 мкм. Работа эти-х приборов основана на принципе ощупывания поверхности контролируемого изделия алмазной иглой с малым радиусом закругления, которая перемещается по поверхности.

В электрической схеме прибора перемещения от разницы размеров выступов и впадин преобразуют в электрический сигнал, а на шкале прибора с помощью стрелки отсчитывается значение Ra, а на металлизированной бумажной ленте профилографа электротермически записывается профиль поверхности и определяются значения Ra И Rz・

На рис. 32 показан профилометр во взаимодействии с контролируемым изделием. Кроме этих приборов, для контроля Rz применяют оптические средства, например, микроинтерферометры МИИ-4, измерительные растровые однообъективные микроскопы ОРИМ-1. На этих приборах профиль поверхности увеличивается в несколько раз, измеряются размеры высоты неровностей и определяются величины Rz.

Измерение параметров шероховатости с помощью приведенных средств малопроизводительно и трудоем- .ко, поэтому на заводах широко применяют образцы шероховатости поверхности. Качество поверхности образцов шероховатости, с которыми визуально сравнивают поверхность контролируемого изделия, аттестуется в по- 156

Рис. 32. Профилометр при контроле параметров шероховатости поверхности ножниц.

рядке, установленном правилами Госстандарта СССР. Поверхности сравнивают невооруженным глазом или применяя стереоскопические микроскопы, тогда в поле зрения окуляров микроскопа наблюдают два сравниваемых изображения — поверхность контролируемого изделия и поверхность образца. В качестве стереоскопичв' ских микроскопов можно использовать микроскоп бинокулярный БМ-51-2 с увеличением 8,75； микроскоп стереоскопический с увеличением 3,5—100.

Образцы шероховатости изготовляют плоскими и цилиндрическими, используя тот же метод обработки, что и у контролируемых деталей.

XV-2, Инструменты с замковыми соединениями

Большинство медицинских инструментов имеет замковые соединения, конструкция которых разнообразна и зависит от назначения инструмента. Например, щипцы зубные, зажимы желчного пузыря, зажимы кровоостанавливающие, щипцы акушерские, щипцы для носоглот-

Рис. 33. Установка измерения усилий свободного хода замковых со единений. Обозначения в тексте.

ки имеют разные конструкции замков, но замки не должны мешать легкости и плавности перемещения бран- шей инструмента.

Легкость свободного хода браншей медицинских инструментов с замковыми соединениями оценивается усилием, которое необходимо приложить к браншам. Величина усилий зависит от конструкции и назначения инструмента и должна обеспечивать удобство при эксплуатации. Плавность свободного хода оценивается изменением усилия, прикладываемого для перемещения бранши инструмента, через один градус хода или через 1/50 расстояния от оси замка до конца нерабочей части бранши. Такое изменение усилия не должно превышать 5% величины предельно допустимого усилия, характеризующего легкость свободного хода. Показатели плавности свободного хода обеспечивают перемещение браншей без рывков, заеданий, что очень важно при работе медицинского инструмента.

Для измерений усилий свободного хода браншей при проведении контроля качества медицинских инструментов одну браншу закрепляют, как это показано на рис. 33, а другую перемещают под действием усилия до смыкания с жестко закрепленной браншей или до другого положения, оговоренного нормативно-технической документацией.

Для измерения усилия свободного хода применяют установку типа УИС, общий вид которой изображен на рис. 33. Установка состоит из измерительного I и регистрирующего 2 блоков, которые имеют электрическую связь 3.

Технические характеристики

Диапазон измерения усилий, Н (регулируя можно получить диапазон измерения с верхними значениями 5 — 100 Н)

Основная приведенная погрешность измерения, %

Скорость движения ползуна, мм/ч ....

Ход ползуна

Питание установки:

напряжение, В

частота, Гци

Габаритные размеры, не более мм измерительного блока регулирующего блока

установки УИСустановки УИС0—1000—100не более 22700не меиее 100 ммпеременный ток+22220』50±1350X700X310270X375X325не более 22700не меиее 100 ммпеременный ток+22220』50±1350X700X310270X375X325Принципиальная схема установки приведена на рис. 34. Плавйое сведение браншей медицинских инструментов, одна из которых жестко закреплена в зажиме, а другая опирается на столик измерительного устройства и может свободно поворачиваться в оси замка, осуществляется от электродвигателя 1. Для закрепления инструментов, ручки которых не могут быть зажаты между двумя пластинами, на зажиме имеются специальные губки. Пластины и губки сжимаются с помощью цилиндрических пружин сжатия, а разводятся эксцентриком от гаечного ключа. Для выставления медицинских инструментов по координатам служит планшет, на котором в горизонтальном и вертикальном направлениях (по направлениям осей X и У) через 5 мм нанесены линии с цифрами.

установки УИС

установки УИС

0—100

0—100

не более 22700не меиее 100 ммпеременный ток+22

220』50±1

350X700X310270X375X325

не более 22700не меиее 100 ммпеременный ток+22

220』50±1

350X700X310270X375X325

Рис. 34. Принципиальная схема установки УИС. Обозначения в тексте.

Измерение усилий в соединениях инструментов и оценку плавности и легкости хода осуществляют следующим образом. Медицинский инструмент 3 с помощью планшета устанавливают по координатам на установке. Одну браншу инструмента закрепляют в зажиме установки 2, а другую устанавливают на опорный столик 4, который через передающий механизм посылает усилия на преобразователь 5. С помощью кнопки «Пуск》запускают электродвигатель установки и ползун вместе с инструментом начинает перемещаться вниз. Одновременно с запуском электродвигателя включают перемещение диаграммной ленты миллиамперметра.

При перемещении ползуна вниз возникающие в соединениях медицинского инструмента усилия передают через опорный столик на преобразователь. Усилия преобразуются в электрический сигнал по току, который после усиления в усилителе 6 записывается на диаграммной ленте миллиамперметра 7. После сведения браншей инструмента и записи усилий оценивают легкость и плавность свободного хода. Легкость оценивают по максимальному усилию, измеренному по шкале миллиамперметра или определенному по записи на диаграммной ленте. Это усилие не должно превышать значения, оговариваемого в ТУ или стандарте для конкретного вида медицинского инструмента.

Для оценки плавности свободного хода замкового соединения необходимо по записи на диаграммной лен~ те найти такой участок, на котором усилие наиболее резко изменяется. Затем следует определить на указанном участке минимальное значение усилия на линии записи, отстоящее от ранее определенного значения в направлении перемещения диаграммной ленты на расстоянии удвоенного значения 1/50 расстояния от оси замка инструмента до конца нерабочей части браншей. Если разность найденных усилий не превышает 5% от определенного при оценке легкости максимального усилия, то медицинский инструмент считается годным к применению.

Линейные и угловые размеры инструментов с замковыми соединениями определяют при помощи универсальных инструментов: штангенциркулей ГОСТ 166—80» микрометров ГОСТ 6507-78, измерительных головок типа И4 ГОСТ 577-68, специальных калибров, пробок и шаблонов. '

XV-3. Инструменты с кремальерой

К медицинским инструментам с кремальерой относятся зажимы, щипцы, иглодержатели и др. Инструменты с кремальерой должны иметь усилие сжатия не более 5 кгс при зацеплении за 1-й зуб кремальеры и не более 10 кгс при зацеплении за последний. Эти нормируемые усилия характеризуют жесткость инструментов, которая определяет их функциональную пригодность.

Усилие сжатия измеряют с помощью машины типа МИП-10-1 для испытания пружин. Для контроля меди-

цинских инструментов машина оснащена необходимыми приспособлениями.

Основные технические данные МИП-10-1

Пределы нагрузок, О•-10

Предел измерения иа циферблатной шкале, кгс . 1

Предел нагружения гирями,кгс 9

При испытании одну браншу инструмента устанавливают на платформе весов, а другую закрепляют в ползуне на неподвижной стойке. Ползун может передвигаться по стойке от ручного привода. Значения усилия сжатия при зацеплении за первый и последний зуб кремальеры отсчитывают по шкале машины с помощью стрелочного указателя. Кроме машины МИП-10-1, для измерения усилия сжатия используют также установку УИС, описанную выше.

Линейные и угловые параметры медицинских инструментов с кремальерой измеряют при помощи универсальных инструментов, специальных калибров, шаблонов и оптических измерительных средств.

XV.4. Медицинсше инструменты с рабочей частьюв виде острия

Номенклатура инструментов с рабочей частью в виде острия разнообразна. К ним относятся стержневые колющие инструменты: хирургические и граневые иглы, иглы^для акупунктуры, скарификаторы-копья, иглы для прокола кожи; колющие инструменты с трубчатой частью (трубчатые иглы, иглы отсасывания стекловидного тела, иглы Кассирского, иглы для пункции сердца); остроконечные скальпели и другие инструменты. Качество этих инструментов нормируется углами заточки рабочего конца, усилием прокола и радиусом притупления рабочей части. Углы заточки инструментов различны в зависимости от назначения инструмента и формы заточки. У большинства остроконечных скальпелей углы заточки находятся в пределах 18—30℃. Радиусы притупления рабочих частей инструментов должны быть не более 0,03 мм.

Для измерения углов заточки применяют инструментальные микроскопы, поставляемые по ГОСТ 8074-71. Инструмент устанавливают на предметном столике ми- 162

Рис. 35. Схема измерения углов заточки мединструментов. Обозначения в тексте.

кроскопа, находят изображение его угловых поверхностей в поле зрения окуляра в проходящем или отраженном свете, обеспечивающем качественное наблюдение поверхностей, и с помощью угломерной головки микроскопа измеряют углы. Углы игл, равные 40±15° и 120± ±2°, можно измерять после шлифовки игл по поперечным сечениям заточенной части, т. е. после разрушения изделий, что можно считать классическим методом исследований.

Более приемлемым является метод, основанный на измерении углов без разрушения изделий на двойном микроскопе Линника (МИС-11) с применением угломерной головки инструментального микроскопа. Схема измерения представлена на рис. 35. От источника 1 осветительного микроскопа через щель в пластине 2, расположенной перпендикулярно оси осветительного микроскопа, и линзу 3 световой поток, встретившись с гранями заточенной части инструмента, в окуляре наблюдательного микроскопа даст светящиеся линии. Эти линии

расположены под углом『.Путем геометрических рас- счетов найдена зависимость между видимым『и истинным р заострения инструмента. По найденной зависимости построены таблицы, в которых приведены значения углов §', измеренных с помощью окулярной головки, и углов заострения р, рассчитанных по формулам:

tgPi = MEtgp；,'

tgB2 = M»tg 佑.

Если угол Bi = 02, то p = arctg(]/2 tgp/).

Таблица 22

Зависимость между углами рЛ и рдля двусторонней заточки инструментов

В' 1°10°20°30°40°50°

61°25‘14°06‘28°41°30,54°28‘66°48‘

В табл. 22 приведены некоторые значения углов заострения К рассматриваемых под углом 45° к кромке изделия, и тем же углом заострения 0 в плоскости, перпендикулярной к последней, для случая двусторонней заточки. В табл. 23 даны некоторые зависимости между углом заострения кромки『，рассматриваемым под углом 45° к данному участку кромки, и углом заострения В, рассматриваемым в плоскости, перпендикулярной к последней, для случая односторонней заточки.

Таблица 23

Зависимость между углами g н 0для односторонней заточки инструментов

У 1°,10°20°30°40°50°

Р 1°25‘14°27°14‘39。14‘一49°53,59°19‘

Радиусы притупления рабочих частей контролируют путем определения при помощи инструментального микроскопа размера изделия на расстоянии 0,03 мм от конца инструмента в сечении, перпендикулярном оси инструмента. Половина величины измеренного размера не

должна превышать размера радиуса притупления. Более объективным следует считать контроль на инструментальном микроскопе радиуса притупления рабочей части при увеличении 3 с помощью оптического калибра.

Усилие, прикладываемое для получения прокола, нормируется в документации на медицинские инструменты и имеет различные значения в зависимости от назначения инструмента. Так, для трубчатых игл усилие прокола может быть 0,04——0,09 кгс, для скальпелей остроконечных——не более 0,0055 или 0,009 кгс. Усилия измеряют на установках при прокалывании иглой трубчатой магнитной ленты, когда игла движется с постоянной скоростью 0,4 мм/с. Измеритель усилий установки имеет шкалу с ценой деления 0,001 кгс (0,01 Н).

Скальпели остроконечные проверяют путем прокалывания конденсаторной бумаги КОН-1 толщиной 10 или 15 мкм, изготовленной по ГОСТ 1908-66, натянутой на барабан.

XV-5- Режущие инструменты

Группа режущих инструментов включает различные виды изделий в зависимости от конструктивных признаков (см. схему).

Рассмотрим измерения при контроле качества наиболее массовых инструментов: скальпелей, медицинских ножей и зубных боров. Качество резания скальпелями и ножами зависит от многих параметров этих инструментов и в первую очередь от ширины режущей кромки и угла заточки, нормируемых в технической документации.

Под шириной режущей кромки понимается ширина площадки, образующейся в месте пересечения поверхностей заточки. Размер ширины режущей кромки зависит от назначения инструмента. Для глазных скальпелей ширина режущей кромки должна быть не более 2 мкм, для хирургических скальпелей и ножей ——не более 4 мкм, для скальпелей со съемными лезвиями ——не более 3 мкм.

Для контроля размера ширины режущей кромки применяют микроинтерферометры МИИ-4, используемые в качестве микроскопов для увеличения размера кромки до размеров, обеспечивающих качественный контроль. В окуляре микроинтерферометра устанавливают

оптический калибр. Последний представляет собой изображение трех пар квадратов и трех квадратов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга на одной оси. Эти квадраты наносятся хромом на стеклянную прозрачную пластину, устанавливаемую в фокальной плоскости окуляра микроинтерферометра.

Углы заточки скальпелей и ножей могут быть измерены при помощи 8 методов:

Метод отпечатка угла заточки на свинцовой пластинке. Для осуществления метода берут пластину толщиной 1—2 мм, на которой снимают фаску под углом 20—30°. На грани пластины делают отпечаток путем вдавливания режущей кромки на глубину 0,5+0,8 мм. Кромка должна вдавливаться перпендикулярно плоскости пластины. Наилучшие результаты получаются, если вдавливание будет осуществляться не рукой, а специальным приспособлением. После изготовления отпечатка угол заточки измеряют с помощью угломерной головки на инструментальном микроскопе.

Метод измерения угла заточки на инструментальном микроскопе дает возможность контролировать после срезания лезвия у интересующего места режущую кромку и шлифовку этого участка. Плоскость шлифа должна быть перпендикулярна к элементу длины режущей кромки в данном месте. После приготовления шлиф устанавливают на инструментальный микроскоп и измеряют угол заточки с помощью угломерной головки при необходимом увеличении.

Метод измерения угла заточки на двойном микроскопе был описан в разделе контроля качества медицинских инструментов с рабочей частью в виде острия.

Ширина режущей кромки зубных боров не должна превышать 0,055 мм у изготовленных из сталей и 0,040 мм у изготовленных из твердых сплавов боров после пятикратного (для стальных боров) и двадцатикратного (для изготовленных из твердых сплавов) сверления пластины толщиной 2 мм из стеклотекстолита марки СФ-1 при числе оборотов бора 2800 об/мин и определенной скорости и глубине врезания боров в пластину.

Ширину кромки после врезания в пластину измеряют на инструментальном микроскопе.

XV-6. Шприцы медицинские инъекционныемногократного применения

Качество шприцев оценивают измерением отклонения вместимости. Так, например, шприц вместимостью 1 мл допускается к эксплуатации при отклонении его объема не более ±0,05, 100 мл—±4 мл. Не менее важным показателем качества шприцев являются диаметр цилиндра, а также присоединительные размеры конической части и усилие перемещения поршня внутри цилиндра. Вместимость шприцев дроверяют с помощью градуированной (в миллиметрах) бюретки или пипетки 2-го класса, имеющей точность в соответствии с ГОСТ 20292-74. Второй метод проверки вместимости заключается во взвешивании шприца на весах по ГОСТ 19491-74 до заполнения его дистиллированной водой и после заполнения до необходимого объема, соответствующего верхнему пределу вместимости.

Размеры внутреннего диаметра цилиндра шприца контролируются с помощью пневматических длинномеров низкого или высокого давления с пневмопробками и настроенными кольцами. Размеры конической части шприца, к которой присоединяется канюля трубчатой иглы, контролируют с помощью предельных калибров. Контроль усилия перемещения поршня внутри цилиндра осуществляют на приборах измерения усилий с ценой деления шкалы не более 5 г. При контроле цилиндр устанавливают в горизонтальном положении и поршнем без тормозного кольца производят равномерное движение по всей длине цилиндра со скоростью не более 10 мм/с. Равномерность усилия перемещения контролируется визуально по стрелочному прибору или оценивается по предварительно записанной кривой.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Материалы XXVI съезда КПСС.— М二 Политиздат, 1982. — 223 с.

Основные направления экономического и социального развития СССР на 1981—1985 годы и иа период до 1990 года.— М.: Политиздат, 1981. — 183 с.

Ъейзельман Р. Д. Подшипники качения: Справочник.——М.: Машиностроение, 1975. — 572 с.

Биргер И. А. Расчет на прочность деталей машин: Справочник. — М.: Машиностроение, 1979. — 702 с.

Быков Н. Н., Емин О. Н. Выбор параметров и расчет маломощных турбин.— М.: Машииостроение, 1972. — 228 с.

Вайнер Н, Р., Дасоян М, А. Технология электрохимических покрытий.—Л.: Машиностроение, 1972.

Башков В. И. Средства и методы стерилизации, применяемые в медицине. — М.: Медицина, 1973.——368 с.

Воротынцева М. И., Кубатов Ю. Ф. Классификация и терминология медицинских режущих инструментов.——Мед. техника, 1970, № 1, с. 12—16.

Воскресенский В. 4., Дьяков В. И. Расчет и проектирование спор скольжения: Справочник. — М.: Машиностроение, 1980. — 224 с.

Геллер Ю. А. Инструментальные стали. — М.: Металлургия, 1975.— 584 с.

Городецкая М. В., Коваленко 4. Е., Репин В. А. Новый гибкий рукав РГ-10-2 для терапевтических работ в стоматологии.——Новости мед. техники, 1978, № 5, с. 41—43.

Грачева М. 7L, Лаворко П. К. Защитно-декоративные покрытия изделий бытового назначения. — М.： Легкая индустрия, 1970.

Грилихес С. Я. Подготовка поверхности деталей перед гальваническим покрытием. 2-е изд.— М.—Л.: Машгиз, 1961.— 80 с.

Дмитриев Ф. С. Проектирование редукторов точных приборов. — Л.: Машиностроение, 1971.— 160 с.

Емин О. Н,, Зарицкий С. П. Воздушные и газовые турбины с с одиночными соплами. ~ М.: Машиностроение, 1975. — 216 с.

Жирицкий С. Г., Стрункин В. А. Конструкция и расчет на прочность деталей паровых и газовых турбин.——М.: Машиностроение, 1968. —520 с.

Кабатов Ю. Ф. Медицинский инструментарий, аппаратура и оборудование.—М.: Медицина, 1977. — 211 с.

Канаев В. ◎., Репин В. А. Экспериментальные исследования наконечников для микромоторов. — Мед. техника, 1982, № 3, с. 21—22.

Кириллов И. И” Кириллов А. И. Теория турбомашин. — Л.: Машиностроение, 1974. — 320 с.

Коваленко А. £., Репин В. 4., Сабитов В. X. Усовершенствованные зубоврачебные инструменты. — Мед. техника, 1975, № 5, с. 59—61.

Крендаль П. Е, Кубатов Ю. Ф. Медицинское товароведение.——М.: Медицина, 1974. — 464 с.

Крендаль 71 Е., Кабатов Ю. Ф. Медицинское товароведение: Учебник. 2-е изд.— М.: Медицина, 1977.—464 с.

Лайнер В. И., Кудрявцев ". Т. Основы гальваностегии. — М.: Металлургия, 1953 т. 1.

Наталевич А. С. Воздушные микротурбины. — М.: Машиностроение, 1979. — 192 с.

Прикладная электрохимия: Учеб. пособие/Под ред. А. Л. Ротиня- на. — Л.: Химия, 1974. — 536 с.

Резник Н. Е. Теория резания лезвием и основы расчета режущих аппаратов сельскохозяйственных машин. — М.: Машиностроение, 1975. —311 с.

Сабитов В. X. Наконечник стоматологический угловой. А. С. 528091, А61 с. — Открытия, 1976, № 34.

Сабитов В. X. Микромотор пневматический для стоматологических наконечников. А. С. 848019, А61 с. — Открытия, 1981, № 27.

Сабитов В. X. Медицинские микроинструменты. — ЦБНТИмедпром. Обзорная информ. Сер. Пром. мед. техники. 1982.——28 с.

Сабитов В. X., Репин В. А. Выбор рабочих параметров при проектировании турбинных наконечников.— ЦБНТИмедпром. Реферат информ. Сер. Пром. мед. техники, 1975, вып. 4, с. 3.

Табеева Д. М Руководство по иглорефлексотерапии. — М.: Медицина, 1982. — 550 с.

Томашов Н. 〃.，Чернова Г. П. Коррозия и коррозионностойкие спла- вы. — М.: Металлургия, 1973. — 232 с.

Феофилов Р. Н. Мартенситные коррозионностойкие стали в производстве медицинских инструментов.-— ЦБНТИмедпром. Обзорная информ. Сер. Пром. мед. техники, 1979, № 2.——58 с.

Феофилов Р. Н. Мартенситные нержавеющие стали в производстве медицинских ииструмеитов.— ЦБНТИмедпром. Обзорная информ. Сер. Пром. мед. техники, 1980, № 5. — 82 с.

Феофилов Р. Н. Нержавеющие стали для медицинских инструментов.—Мед. техника, 1981, № 5, с. 35—38.

Феофилов Р. //., Чирков В. /С, Левин М. В. О применении титановых сплавов для медицинских инструментов. — Мед. техника, 1977, № 1, с. 50—55.

Феофилов Р. //., Чирков В. /С, Мещеряков В. П. Свойства титановых сплавов и области применения этих материалов в медицинской промышленности.——ЦБНТИмедпром. Обзорная ииформ. Сер. Пром. мед. техники, 1977, № 10. — 72 с.

Эльянов В. 〃.，Куликов В. Н. Прижоги при шлифовании: Обзор.— М” 1974. —64 с.

(Evans U. R.) Эванс Ю. Р. Коррозия и окисление металлов: Пер. с англ. — М.: Машгиз, 1962. — 856 &

(Williams D. Е, Roaf RJ Вильямс Д\, Роуф Р. Имплантаты в хирургии: Пер. с англ. — М.： Медицина, 1978. — 552 с.

SABITOV V、KH. Medical Instruments. M., Medicina, 1985, ill.

V. Kh. Sabitov, Director of the Research Institute of Medical Instruments.

The book reflects problems of the construction, technology of production of medical instruments. Classification of instruments is given. Effect of biological medium on the steel and allous, effect of sterilization on medical instruments have been considered. Data on polymer materials are presented.

Examples of constructing clamping tools have been given. Cal- culatiotis of microturbines for medical practice and stomatological instruments have been described. Examples have been given on the production of consumer goods.

New technological processes, such as laser hardening, have been dealt with.

For specialists dealing with the problems of medical industry and physicians.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение .3

Глава I. Показатели качества 'и надежности медицинских инструментов. Классификации5

Показатели качества и надежности5

L2. Общесоюзная и отраслевая классификации медицинских инструментов . 6

Глава II. Воздействие биологических сред на материал инструментов ...1 7

ILL Предстерилизациониая обработкаинструментов ..8

П.2. Стерилизация инструментов 9

3. Выбор метода стерилизацииинструментов13

Глава III. Материалы, применяемые для производства медицинских инструментов19

1. Основные требования, предъявляемые к материалам .19

П1. 2. Материалы для производства режущих и колющих хирургических инструментов20

3. Материалы для' изготовления зажимных инструментов (нережущих) ..21

4. Материалы для изготовления деталей инструментов, приспособлений и принадлежностей22

5. материалы для изготовления хирургических имплантатов ..,......23

6. Материалы для изготовления многолезвийных режущих инструментов .....23

7. Материалы для изготовления зондирующих и оттесняющих инструментов24

8. Материалы для изготовления стержневых стоматологических инструментов24

9. Материалы для изготовления инструментов с особыми свойствамие.24

ШЛО. Углеродистые инструментальныестали25

1П.11. Легированныеииструмеитальиыестали....26

Коррозионно-стойкие стали27

Рекомендациипо выбору сталей,..,,37

Глава IV. Методы защитно-декоративной отделки медицинских инструментовs . g .38

1. Гальванические покрытия39

2. Выбор вида и типа покрытия41

3. Эффективные защитные покрытия медицинских инструментов ....,((,42

|[|[44464949495662636464676869^ ^8386888991%^^ш16^^^22122⑵125126т^44464949495662636464676869^ ^8386888991%^^ш16^^^22122⑵125126т^

|[

|[

44464949495662636464676869^ ^8386888991%^^ш16^^^22122⑵125126т^

44464949495662636464676869^ ^8386888991%^^ш16^^^22122⑵125126т^

IV4 Снижение трудоемкости и улучшение качества отделки медицинских инструментов .

.5. Матирование поверхностей медицинских инструментов

Г лв а V. Режущие инструменты

.I. Функциональное назначение н классификация ..

.2. Режущие свойства однолезвийных инструментов *

.3. Свойства встречнорежущих инструментов ..

Глава VI. Многолезвийные режущие^ инструменты .

.1. Боры зубные .

.2. Боры стальные .

L3. Полиры .

I.4. Боры с рабочей частью из твердого сплава ..

I.5. Головки алмазные

L6. Круги и диски алмазные

I. 7. Фрезы зуботехнические

Глава VII. Зажимные инструменты ....

II.1. Функциональное назначение и классификация .

II.2. Особенности эксплуатации зажимов ...

VIL3. Расчет на жесткость и прочность и определение разме ров зажимов

Глава VIII. Инструменты для микрохирургии..

VIII.1. Микроинструменты для офтальмологии ...

VIIL2. Микроинструменты для хирургии сосудов..

VIII.3. Оснащенность микрохирургии в оториноларингологии

VIII.4. Микроинструменты для рефлексотерапии..

VIII.5. Новые направления в развитии микроинструментари

Глава IX. Механизированные инструменты ...

IX.1. Номенклатура выпускаемых наконечников и гибки рукавов

IX.2. Механизированные инструменты для безрукавных бор машин

IX.3. Выбор и расчет микротурбин для медицинской практик

IX.4. Выбор н расчет наконечников для микромоторов .

IX.5. Сшивающие аппараты

Глава X. Медицинские инструменты из полнмериых мате риалов

Х.1. Номенклатура инструментов из полимерных матернало

Х.2. Материалы для полимерных инструментов ..

Х.З. Применение полимеров для упаковки .

Глава XI. Шприцы медицинские н иглы инъекционные

XI.1. Изготовление наконечников и штоков...

XI.2. Изготовление головки и крышки шприца ..•

XI.3. Изготовление поршня

XL4. Сборка шприцев

XI.5. Технология производства шприцев с силиконовыми коль

XI.6. Технология производства инъекционных игл ,..

Глава XII. Технология производства многолезвийных режущих инструментов130

XII.1. Изготовление стальных боров..°,130

XII.2. Изготовление твердосплавных боров135

ХП.З. Изготовление зуботехнических фрез ....136

XII.4. Изготовление корневых буравов137

Глава ХШ. Технология производства медицинских инструментов из полимерных материалов139

XIIL1. Методы переработки"полимеров"139

ХШ.2. Изготовление трубчатых изделий141

ХШ.З. Особенности производства изделий одноразового применения144

Глава XIV. Методы повышения износостойкости ..144

XIV.1.Армирование твердымисплавами144

XIV.2. Технология армирования ножниц износостойким сплавом 147

XIV.3.Технология упрочнениялучомлазера.，.,148

XIV.4.Электроискровое легирование.... ..152

XIV. 5. Диффузионное хромирование155

Глава XV. Метрологическое юбеспеченне производства медицинских инструментов155

XV. 1. Измерение н контроль параметров шероховатости поверхности155

XV.2. Инструментысзамковыми соединениями ...157

XV.3. Инструментыскремальерой161

XV.4. Медицинские инструменты с рабочей частью в виде острия162

XV.5. Режущие инструменты165

XV.6. Шприцы медицинские инъекционные многократного применения ・ 167

Список литературы168

В.Х.САБИТОВ

медицинскиеИНСТРУМЕНТЫ

Москва * «Медицина» • 1985

В.Х.САБИТОВ

медицинскиеИНСТРУМЕНТЫ

Москва * «Медицина» • 1985

САБИТОВ В. X. Медицинские инструменты.— М.: Медицина, 1985, ил., 175 с.

В. X. Сабитов ——канд. техн, наук, генеральный директор НПО «Мединструмент» Минмедпрома СССР.

В книге отражены вопросы конструирования, технологии производства и эксплуатации медицинских инструментов на примере наиболее массовых изделий. Приведена классификация инструментов. Рассматриваются требования к материалам, воздействие биологических сред на стали и сплавы, влияние стерилизации на медицинские инструменты. Приведены данные по полимерным материалам для инструментов, впервые рассмотрены примеры конструирования зажимных инструментов с расчетом главных напряжений и построением номограммы, показаны исследования и расчет микротурбин для медицинской практики, наконечников стоматологических, обсуждены зависимости мощности и момента крутящего от числа оборотов ротора турбины. Для высокооборотных наконечников даны расчеты основных узлов и потерь на трение, показаны особенности конструирования инструментов с миниатюрными рабочими элементами, тенденции развития микрохирургической техники для различных разделов медицины. По технологии производства инструментов даны отсутствующие в литературе примеры производства массовых изделий, традиционные процессы обработки не рассматриваются. Приведены примеры новых технологических процессов, таких, как лазерное упрочнение, электроискровое легирование твердыми сплавами и др. Для контроля качества показаны нестандартные средства метрологических измерений.

Внедрение в практику сведений по влиянию некоторых моющих сред и методов стерилизации на коррозию медицинских инструментов позволит сохранить качество инструментов в течение длительного времени в процессе эксплуатации в медицинских учреждениях.

Для специалистов в области медицинской промышленности й врачей.

В книге 35 рисунков, 23 таблицы, библиография: 44 названия.

Рецензенты М. В. Левин ——главный технолог объединения «Союзмединструмент»; В. И. Белькевич — канд. биол. наук.

4103000000—352 八1QC-

С - 039(01)—85一 Свод. пл. подписных изд. 1985

I 丿© Издательство «Медицина»

Москва,. 1985