Der aktuelle Anwendungsstatus und die damit verbundenen Herausforderungen von Neodym-Eisen-Bor-Magneten im medizinischen Bereich

Neodym-Eisen-Bor-Magnete spielen seit langem eine wichtige Rolle in der Medizinbranche, einschließlich ihrer Verwendung innerhalb und außerhalb des Körpers sowie in den Motoren und Sensoren medizinischer Geräte. Sie haben ein breites Anwendungsspektrum in der Medizinbranche und sind ebenso fortschrittlich wie Innovationen im Zusammenhang mit aktuellen Forschungstechnologien. Obwohl jede Anwendung einzigartig ist, sind wertvolle Erkenntnisse und Zusammenarbeit von der Entwurfs- und Entwicklungsphase bis zur Produktionsphase erforderlich, um das beste Endprodukt zu erzielen.
Produktanwendung und Vertraulichkeit
Die meisten Kunden aus dem medizinischen Bereich beginnen mit einer Idee oder einem Konzept, von dem sie erwarten, dass es irgendwann patentiert wird, und garantieren eine gegenseitige Vertraulichkeitsvereinbarung, wenn der magnetische Teil besprochen wird. Respektieren und schützen Sie das geistige Eigentum (IP) der Kunden und verstehen Sie, dass die Inkubationszeit neuer Produkte lange dauern kann, während der viele Änderungen auftreten und kontinuierlich Daten gesammelt werden. Für die endgültige Anwendung kann es eine Herausforderung sein, vor der Herstellung des ersten Prototyps ein genaues Simulations- und Optimierungsdesign für die Anforderungen von Magneten oder magnetischen Komponenten bereitzustellen. Obwohl Simulation und Optimierung den endgültigen Designergebnissen nahe kommen, kann die eigentliche Designarbeit aus Vorlagenerstellung, Tests und Überprüfung dennoch nicht vernachlässigt werden.
Im Körper verwendet
Die im Körper verwendeten Magnete übertreffen die Anforderungen „herkömmlicher“ Magnetanwendungen bei weitem und sind biokompatibel für Beschichtungen auf medizinischen Magneten bei Kontakt. Zugelassene Beschichtungen für Magnete sind Gold, Paliling, Titan oder Rhodium. Die richtige Beschichtung trägt zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit gegenüber bestimmten Chemikalien bei und ist auch für die interne Anwendung unbedenklich. Das Polyethylenterephthalat auf Magneten wird seit langem mit medizinischen und technologischen Anwendungen in Verbindung gebracht und bietet eine korrosionsbeständige und langlebige Beschichtung, die für Paliling C, D und N verwendet werden kann.
Magnete können beim Aufprall, Aufprall oder Schleifen anderer Teile Kratzer und Fragmente in der Beschichtung aufweisen, was zu Oxidation führt. In einigen Anwendungen kann es hilfreich sein, die Beschichtungsdicke zu verdoppeln, aber die Toleranzen müssen überprüft werden, um sicherzustellen, dass eine zusätzliche Dicke verwendet werden kann. Gold ist eine medizinische Beschichtung, die von der FDA für den Einsatz im Körper zugelassen ist. Es hat eine Nickel-Kupfer-Nickel-Basisbeschichtung mit einer Standardvergoldungsdicke von 0.3-0.6 Mikrometer und einer maximalen Betriebstemperatur von ungefähr 200 Grad
Fast alle für den Körper verwendeten Magnete sind klein und erfordern stärkere Magnete, daher wird fast immer Neodym verwendet. Manchmal wird in einer Anwendungsumgebung versucht, physikalische Gesetze herauszufordern oder Magnete müssen Aufgaben erfüllen, die über ihre Leistungsfähigkeit hinausgehen. Beispielsweise bietet ein winziger zylindrischer Magnet von 0,5 mm x 1 mm eine Haltekraft von 20 Pfund, oder ein Sensor liest 4000 Gauss von einer 1 mm x 1 mm großen Scheibe in einer Entfernung von 3 Zoll. Bei Magneten ist es wichtig, die verfügbaren Möglichkeiten hinsichtlich Größenanforderungen, akzeptabler Toleranzen (Hinweis: Versuchen Sie, wenn möglich, nicht zu eng zu sein) und der gewünschten Ergebnisse zu verstehen.
Die Form eines Magneten hängt normalerweise von der Anwendung und den Anforderungen ab. Die meisten Magnete, die im Inneren des Körpers verwendet werden, sind oft klein und zylindrisch, während Magnete, die außerhalb des Körpers verwendet werden, viele Formen und Größen haben. Ebenso wichtig wie die Form ist die Richtung oder Ausrichtung der Magnetisierung. Beispielsweise ermöglicht eine Anwendung, dass ein Magnet durch einen Sensor hindurchgeht, und das ursprüngliche Design zeigte, dass der Magnet axial magnetisiert ist. Sobald Sie den Sensor besser verstehen, werden Sie erkennen, dass die Magnetisierungsrichtung radial sein sollte. Nach der Korrektur funktionieren Sensor und Magnet gut als Komponente.
Wenn der richtige Magnet und die richtige Beschichtung je nach Temperatur, Sauberkeit und Chemikalien, denen er ausgesetzt ist, ausgewählt werden, funktioniert der Magnet unbegrenzt und kontinuierlich. Es gibt viele Güteklassen von Neodym-Magneten, daher ist die Wahl der richtigen Güteklasse für die Einhaltung der Temperaturanforderungen ein guter Ausgangspunkt. Sobald die richtige Güteklasse bestimmt ist, sollten die Anforderungen der Umgebung berücksichtigt werden, der der Magnet ausgesetzt sein wird. Wenn der Magnet mit gewöhnlichen Chemikalien gereinigt oder in Sterilisationsgeräte gegeben wird, ist eine Beschichtung, die dieser Umgebung standhält, von entscheidender Bedeutung, da der Magnet mit mehr Bereichen in Berührung kommen kann als nur mit der Umgebungsluft.
Tests, Datenerfassung und nochmals Datenerfassung erfordern vom Konzept bis zum FDA-zugelassenen Produkt einen erheblichen Zeit- und Arbeitsaufwand sowie eine lange Liste von Dokumenten und Berichten, die für jede Produktcharge erforderlich sind. Informieren Sie sich, welche Dateien und Tests während der anfänglichen Test- und Produktionsprozesse erforderlich sind, um vor der Massenproduktion die richtigen Testverfahren, Herstellungsprozesse und erforderlichen Dateilisten zu erhalten.
Abschluss
Wenn Sie über den Einsatz von Magneten in medizinischen Anwendungen nachdenken, sind die oben genannten Themen nur ein Ausgangspunkt. Fortschritte in der Medizintechnik und -anwendung erfordern Möglichkeiten zur Zusammenarbeit mit den innovativsten und kreativsten Talenten der heutigen Medizinbranche. Fordern Sie weiterhin die Grenzen von Magneten, Magnetkomponenten, Magnetkreisen und Beschichtungen heraus und erweitern Sie sie, was den kurzfristigen chirurgischen Einsatz, die langfristige Platzierung von Geräten und den präzisen Einsatz von Sensoren und Präzisionsmotoren betrifft.