Čelik je uobičajena legura izrađena od željeza i ugljika, s malim količinama drugih elemenata kao što su mangan, krom i nikal. Koristi se u širokom rasponu primjena, uključujući gradnju, transport i proizvodnju. Medicinski čelik je, s druge strane, vrsta čelika koji je posebno dizajniran i proizveden za upotrebu u medicinskim uređajima i opremi.
Glavna razlika između ta dva je u tome što medicinski čelik mora zadovoljiti određene standarde za čistoću i biokompatibilnost. Medicinski čelik mora biti bez nečistoća koje bi mogle izazvati alergijsku reakciju ili druge negativne učinke na ljudski organizam. Medicinski čelik treba biti proizveden na način koji osigurava odsutnost bakterijskih i gljivičnih kontaminanata. Čelik također treba biti biokompatibilan, što znači da ne uzrokuje štetne reakcije kada dođe u dodir sa živim tkivom.
Osim ovih zahtjeva, medicinski čelik također mora biti u stanju izdržati metode sterilizacije kao što su autoklaviranje i zračenje. Neki medicinski čelici također imaju posebne premaze za otpornost na habanje i koroziju, što ih čini izdržljivijima i dugovječnijima.
Područja primjene medicinskog čelika
Modna industrija: Nakit od medicinskog čelika još je jedno područje nemedicinske upotrebe medicinskog čelika. Koristi se za izradu nakita za tijelo koji je siguran za nošenje u piercingu, a koristi se i za izradu drugih vrsta nakita poput narukvica i ogrlica.
Industrija hrane i pića: Čelik se koristi u proizvodnji opreme i strojeva koji se koriste u industriji hrane i pića jer je otporan na koroziju i lako se čisti.
Farmaceutska industrija: proizvodnja opreme i strojeva koji se koriste u farmaceutskoj industriji jer je otporan na koroziju i lako se čisti.
Biotehnološka industrija: jer je otporan na koroziju i jednostavan za čišćenje.
Zrakoplovna industrija: za proizvodnju komponenti visokih performansi koje zahtijevaju visoku otpornost na koroziju i čvrstoću.
Pomorska industrija: za proizvodnju brodova, čamaca i druge pomorske opreme jer je otporan na koroziju i može izdržati teške morske uvjete.
Nuklearna industrija: za proizvodnju nuklearnih reaktora i druge opreme jer je otporan na koroziju i može izdržati visoke temperature.
Primjena u medicini
Kirurški instrumenti: čelik medicinske kvalitete obično se koristi za izradu kirurških instrumenata kao što su skalpeli, škare, pincete i igle. Ovi instrumenti moraju moći izdržati metode sterilizacije i biti biokompatibilni s ljudskim tkivom.
Implantati: čelik medicinske kvalitete koristi se za izradu raznih implantabilnih uređaja kao što su ortopedski uređaji, zubni implantati i elektrode srčanog stimulatora. Ti uređaji moraju biti biokompatibilni, izdržljivi i sposobni izdržati dugotrajnu upotrebu u tijelu.
Medicinski uređaji: čelik medicinske kvalitete koristi se u proizvodnji širokog spektra medicinskih uređaja kao što su endoskopi, stentovi i kateteri. Ovi uređaji moraju moći izdržati metode sterilizacije i biti biokompatibilni s ljudskim tkivom.
Medicinska oprema: Čelik medicinske kvalitete koristi se u konstrukciji širokog spektra medicinske opreme kao što su bolnički kreveti, operacijski stolovi i oprema za rendgenske snimke. Ovi uređaji moraju moći izdržati metode sterilizacije i biti dovoljno izdržljivi da izdrže čestu upotrebu.
Medicinsko pakiranje: čelik medicinske kvalitete koristi se u pakiranju medicinskih proizvoda kao što su šprice i drugi medicinski proizvodi koji moraju biti sterilni.
Biomedicinska istraživanja: čelik medicinske kvalitete također se koristi u biomedicinskim istraživanjima za proizvodnju laboratorijske opreme i instrumenata.
Vrijedno je napomenuti da uporaba medicinskog čelika može imati značajan utjecaj na sigurnost i učinkovitost medicinskih uređaja i opreme.
Povijest medicinskog čelika
Izum medicinskog čelika može se pratiti unatrag do otkrića tehnika proizvodnje željeza i čelika. Upotreba željeza i čelika u medicini može se datirati još od drevnih civilizacija poput Egipćana, Grka i Rimljana. Najraniji poznati kirurški instrumenti bili su izrađeni od bronce i željeza.
Međutim, razvoj specijaliziranog medicinskog čelika, koji je posebno dizajniran i proizveden kako bi zadovoljio stroge standarde za čistoću, čistoću i biokompatibilnost, je noviji razvoj. Izum specijaliziranog medicinskog čelika ne pripisuje se nekom određenom pojedincu ili skupini. Razvoj medicinskog čelika rezultat je postupnog procesa koji uključuje doprinos Mnogi znanstvenici, inženjeri i proizvođači tijekom određenog vremenskog razdoblja. Današnji medicinski čelik proizvod je stoljeća istraživanja i razvoja i nastavlja se poboljšavati kako bi zadovoljio promjenjive potrebe medicinskog polja.
Zemlje proizvođači medicinskog čelika
Postoji nekoliko zemalja za koje se zna da su značajni proizvođači medicinskog čelika. Neki od najvećih proizvođača uključuju:
Sjedinjene Američke Države: SAD ima snažnu industriju čelika s nekoliko tvrtki specijaliziranih za proizvodnju čelika za medicinsku upotrebu.
Njemačka: Njemačka ima dugu povijest proizvodnje visokokvalitetnog čelika, a također je i veliki proizvođač medicinskog čelika.
Japan: Japan ima dobro razvijenu industriju čelika i poznat je po proizvodnji visokokvalitetnog medicinskog čelika.
Kina: Kina je jedan od najvećih svjetskih proizvođača čelika, a također proizvodi značajnu količinu medicinskog čelika.
Južna Koreja: Južna Koreja još je jedan značajan proizvođač medicinskog čelika, s nizom čeličana koje su specijalizirane za ovo područje.
Indija: Indija nedavno ulaže u proizvodnju medicinskog čelika i raste kao veliki proizvođač medicinskog čelika.
Vrijedno je napomenuti da je proizvodnja medicinskog čelika globalizirana industrija i mnoge zemlje imaju vlastite proizvođače medicinskog čelika. No, poznato je da su navedene zemlje među najvećim proizvođačima medicinskog čelika.
Najveće tvrtke za proizvodnju medicinskog čelika
Postoji nekoliko velikih tvrtki koje proizvode čelik medicinske kvalitete.
Carpenter Technology Corporation: Ova tvrtka ima sjedište u Sjedinjenim Državama i jedan je od najvećih proizvođača medicinskog čelika. Proizvode širok raspon nehrđajućih čelika i drugih legura koji se koriste u medicinskim uređajima i opremi.
Aperam: Ova tvrtka ima sjedište u Luksemburgu i vodeći je proizvođač nehrđajućeg čelika i specijalnih legura. Imaju širok raspon proizvoda koji su prikladni za upotrebu u medicini.
Sandvik: Sandvik je švedska tvrtka koja proizvodi širok raspon čelika za medicinsku upotrebu i drugih legura. Poznati su po proizvodnji visokokvalitetnih proizvoda koji se koriste u raznim medicinskim primjenama.
Nippon Steel: Nippon Steel je japanska tvrtka koja proizvodi široku paletu čelika medicinske kvalitete i drugih legura. Poznati su po proizvodnji visokokvalitetnih proizvoda koji se koriste u raznim medicinskim primjenama.
Outokumpu: ovo je finska tvrtka specijalizirana za proizvodnju nehrđajućeg čelika i drugih specijalnih legura. Imaju širok raspon proizvoda koji su prikladni za upotrebu u medicini.
Posco: Ovo je južnokorejska tvrtka koja proizvodi širok raspon čelika za medicinsku upotrebu i drugih legura. Poznati su po proizvodnji visokokvalitetnih proizvoda koji se koriste u raznim medicinskim primjenama.
Kako se proizvodi
Medicinski čelik proizvodi se procesom koji se zove proizvodnja čelika, a koji uključuje korištenje sirovina kao što su željezna rudača, koks i vapnenac.
Proces obično počinje iskopavanjem željezne rude, koja se zatim transportira u tvornicu za proizvodnju čelika. Željezna rudača se zatim zagrijava s koksom, oblikom ugljena, kako bi se proizvela tvar koja se zove sirovo željezo. Sirovo željezo se zatim dalje obrađuje kako bi se uklonile nečistoće i prilagodio sadržaj ugljika.
Postoje različite metode proizvodnje čelika, ali najčešća metoda koja se koristi za proizvodnju medicinskog čelika je proces osnovne kisikove peći (BOF). U ovom procesu, sirovo željezo, otpadni čelik i druge legure se miješaju i zatim zagrijavaju u velikoj peći sa strujom kisika visoke čistoće. Ovim se postupkom uklanjaju nečistoće, povećava sadržaj ugljika i proizvode čelični ingoti.
Ingoti se zatim valjaju u listove, šipke ili druge oblike, ovisno o namjeni. Čelik se zatim pregledava i testira kako bi se osiguralo da zadovoljava potrebne standarde za čistoću, čistoću i biokompatibilnost.
Na kraju, čelik se zatim sterilizira metodama kao što su autoklaviranje ili zračenje, kako bi se osiguralo da je u potpunosti bez kontaminanata i da je siguran za upotrebu u medicinskim primjenama.
Vrijedno je napomenuti da proces proizvodnje medicinskog čelika mora ispunjavati stroge zahtjeve kako bi se zajamčila sigurnost i učinkovitost medicinskih uređaja izrađenih od njega. Stoga se proizvodnja medicinskog čelika odvija pod strogim mjerama kontrole kvalitete, a konačni proizvod se temeljito testira kako bi se osiguralo da zadovoljava tražene standarde.
Naslovna fotografija: Scott Webb