Stato attuale delle applicazioni e sfide correlate dei magneti al neodimio ferro boro nel campo medico

I magneti al neodimio ferro boro hanno da tempo svolto un ruolo importante nel settore medico, incluso il loro utilizzo all'interno e all'esterno del corpo, nonché nei motori e nei sensori delle apparecchiature mediche. Hanno una vasta gamma di applicazioni nel settore medico e sono avanzati quanto le innovazioni relative alle attuali tecnologie di ricerca. Sebbene ogni applicazione sia unica, sono necessarie preziose intuizioni e collaborazione dalle fasi di progettazione e sviluppo alla fase di produzione per ottenere il miglior prodotto finale.
Applicazione del prodotto e riservatezza
La maggior parte dei clienti medici inizia con un'idea o un concetto che prevede verrà brevettato a un certo punto e garantisce un accordo di reciproca riservatezza quando discute della parte magnetica. Rispetta e proteggi la proprietà intellettuale (IP) dei clienti e comprendi che il periodo di incubazione dei nuovi prodotti può richiedere molto tempo, durante il quale si verificheranno molti cambiamenti e i dati verranno raccolti continuamente. Per l'applicazione finale, potrebbe essere una sfida fornire una simulazione accurata e un design di ottimizzazione per i requisiti dei magneti o dei componenti magnetici prima di produrre il primo prototipo. Sebbene la simulazione e l'ottimizzazione siano vicine ai risultati del design finale, il lavoro di progettazione effettivo della produzione, del test e della verifica del modello non può ancora essere trascurato.
Utilizzato nel corpo
I magneti utilizzati nel corpo superano di gran lunga i requisiti delle applicazioni magnetiche "convenzionali" e hanno biocompatibilità per i rivestimenti sui magneti medici a contatto. I rivestimenti approvati per i magneti includono oro, Paliling, titanio o rodio. Il rivestimento corretto aiuta a migliorare la resistenza alla corrosione di alcune sostanze chimiche ed è anche sicuro per uso interno. Il polietilene tereftalato sui magneti è stato a lungo associato ad applicazioni mediche e tecnologiche, fornendo un rivestimento resistente alla corrosione e durevole che può essere utilizzato per Paliling C, D e N.
I magneti possono presentare graffi e frammenti nel rivestimento durante l'impatto, l'impatto o la molatura di altre parti, con conseguente ossidazione. In alcune applicazioni, raddoppiare lo spessore del rivestimento può essere utile, ma è necessario verificare le tolleranze per garantire che sia possibile utilizzare uno spessore aggiuntivo. L'oro è un rivestimento medico approvato dalla FDA per l'uso nel corpo. Ha un rivestimento di base in nichel rame nichel, con uno spessore di placcatura in oro standard di 0.3-0.6 micron e una temperatura massima di esercizio di circa 200 gradi
Quasi tutti i magneti utilizzati per il corpo sono piccoli e richiedono magneti più potenti, quindi il neodimio viene quasi sempre utilizzato. A volte, un ambiente applicativo potrebbe essere trovato nel tentativo di sfidare le leggi fisiche o richiedere ai magneti di svolgere compiti che vanno oltre le loro capacità. Ad esempio, un minuscolo magnete cilindrico da 0,5 mm x 1 mm fornisce una forza di tenuta di 20 libbre, oppure un sensore legge 4000 Gauss da un disco da 1 mm x 1 mm a una distanza di 3 pollici. Per i magneti, è importante comprendere le possibilità disponibili in termini di requisiti di dimensioni, tolleranze accettabili (nota: se possibile, cercare di non essere troppo stretti) e risultati desiderati.
La forma di un magnete solitamente dipende dall'applicazione e dai requisiti di risultato. La maggior parte dei magneti utilizzati all'interno del corpo sono spesso piccoli cilindrici, mentre i magneti utilizzati all'esterno del corpo hanno molte forme e dimensioni. Altrettanto importante della forma è la direzione o l'orientamento della magnetizzazione. Ad esempio, un'applicazione consente a un magnete di passare attraverso un sensore e il progetto iniziale ha mostrato che il magnete ha una magnetizzazione assiale. Una volta che hai una migliore comprensione del sensore, ti renderai conto che la direzione della magnetizzazione dovrebbe essere radiale. Dopo la correzione, il sensore e il magnete funzionano bene come componente.
Se si selezionano il magnete e il rivestimento corretti in base alla temperatura, alla pulizia e alle sostanze chimiche a cui è esposto, il magnete funzionerà indefinitamente e continuamente. Esistono molti gradi di magneti al neodimio, quindi scegliere il grado corretto per gestire i requisiti di temperatura è un buon punto di partenza. Una volta determinato il grado corretto, si dovrebbero considerare i requisiti dell'ambiente in cui il magnete sarà esposto. Se il magnete viene pulito con normali sostanze chimiche o inserito in apparecchiature di sterilizzazione, sarà fondamentale un rivestimento in grado di resistere a questo ambiente, poiché il magnete potrebbe incontrare più aree rispetto all'aria ambiente.
I test, la raccolta dati e ancora la raccolta dati richiedono una notevole quantità di tempo e impegno dal concept ai prodotti approvati dalla FDA, oltre a un ampio elenco di documenti e report richiesti per ogni lotto di prodotti. Comprendere quali file e test sono richiesti durante i processi di test e produzione iniziali per ottenere le corrette procedure di test, processi di produzione ed elenchi di file richiesti prima della produzione di massa.
conclusione
Quando si considera l'uso dei magneti nelle applicazioni mediche, gli argomenti di cui sopra sono solo un punto di partenza e i progressi nella tecnologia e nelle applicazioni mediche richiedono opportunità di collaborazione con i talenti più innovativi e creativi nell'industria medica odierna. Continua a sfidare e guidare i confini dei magneti, dei componenti magnetici, dei circuiti magnetici e dei rivestimenti, che implicano l'uso chirurgico a breve termine, il posizionamento a lungo termine delle apparecchiature e l'uso preciso di sensori e motori di precisione.