/
Автор: Сабитов В. X.
Теги: медицина практическая медицина издательство медицина медицинские инструменты
Год: 1985
Текст
В. X. Сабитов
МЕДИЦИНСКИЕ
ИНСТРУМЕНТЫ
МЕДИЦИНА
1985
В. X. САБИТОВ
Медицинские
ИНСТРУМЕНТЫ
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 произ-
водства и эксплуатации медицинских инструментов на примере наи-
более массовых изделий. Приведена классификация инструментов.
Рассматриваются требования к материалам, воздействие биологиче-
ских сред на стали и сплавы, влияние стерилизации на медицинские
инструменты. Приведены данные по полимерным материалам для ин-
струментов, впервые рассмотрены примеры конструирования зажим-
ных инструментов с расчетом главных напряжений и построением
номограммы, показаны исследования и расчет микротурбин для ме-
дицинской практики, наконечников стоматологических, обсуждены
зависимости мощности и момента крутящего от числа оборотов рото-
ра турбины. Для высокооборотных наконечников даны расчеты ос-
новных узлов и потерь на трение, показаны особенности конструиро-
вания инструментов с миниатюрными рабочими элементами, тенден-
ции развития микрохирургической техники для различных разделов
медицины. По технологии производства инструментов даны отсут-
ствующие в литературе примеры производства массовых изделий,
традиционные процессы обработки не рассматриваются. Приведены
примеры новых технологических процессов, таких, как лазерное уп-
рочнение, электроискровое легирование твердыми сплавами и др.
Для контроля качества показаны нестандартные средства метроло-
гических измерений.
Внедрение в практику сведений по влиянию некоторых моющих
сред и методов стерилизации на коррозию медицинских инструмен-
тов позволит сохранить качество инструментов в течение длительного
времени в процессе эксплуатации в медицинских учреждениях.
Для специалистов в области медицинской промышленности и
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
С —039(6Г)—85— Свод. пл. подписных изд. 1985
© Издательство «Медицина»
Москва,. 1985
ВВЕДЕНИЕ
Сведения о применении инструментов для народной
медицины мы находим еще в древних летописях. Впервые
производство медицинских инструментов на промышлен-
ной основе было организовано в России по указу Петра I
на заводе военно-врачебных заготовлений в 1721 г. («Ин-
струментальная изба») в Петербурге.
Медицинская промышленность была создана после
Великой Октябрьской социалистической революции.
К 1940 г. медицинская промышленность имела 26 заво-
дов, из них И медико-инструментальных. Огромное вни-
мание партии и правительства к охране здоровья совет-
ских людей позволило в короткий срок создать мощную
индустрию здоровья. Решениями XXVI съезда КПСС
предусмотрено дальнейшее развитие медицинской про-
мышленности страны, определены задания по увеличе-
нию выпуска изделий в 1,4 раза [Материалы XXVI съез-
да КПСС. М.: Политиздат, 1981]. В настоящее время
медицинские инструменты производятся на 12 заводах
отрасли; номенклатура их насчитывает более 4 тыс. на-
именований. В стране создана научная и конструкторско-
технологическая базы для разработки изделий медицин-
ской техники. Большой вклад в разработку инструмен-
тов внесли Всесоюзный научно-исследовательский
институт медицинского приборостроения (ВНИИМП) и
Всесоюзный научно-исследовательский и испытательный
институт медицинской техники (ВНИИИМТ). Ныне ос-
новные разработки медицинских инструментов сосредо-
точены в Научно-производственном объединении «Мед-
инструмент» (г. Казань) и на 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 коли-
честве от сотен тысяч до миллионов штук в год, освоены
и выпускаются инструменты для новых медицинских ме-
тодик по микрохирургии, инструменты с использованием
ультразвука и лазерного излучения.
3
В технологии производства инструментов используют-
ся современные процессы: алмазная обработка, объем-
ные 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 п особенности производства
медицинских инструментов.
Цель данной книги — показать методы расчета наи-
более массовых инструментов и опыт предприятий меди-
ко-инструментальной подотрасли по технологии изготов-
ления медицинских инструментов, а также некоторые
сведения по их эксплуатации.
Несомненно, что в такой небольшой книге трудно опи-
сать работу ученых, врачей и инженеров по созданию
медицинских инструментов.
Автор с благодарностью примет критические замеча-
ния и пожелания, которые помогут в дальнейшем усо-
вершенствовать книгу.
Глава I
ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА И НАДЕЖНОСТИ
МЕДИЦИНСКИХ ИНСТРУМЕНТОВ. КЛАССИФИКАЦИЯ
Медицинские инструменты издавна являются необхо-
димыми техническими средствами во многих медицин-
ских специальностях. Под медицинским инструментом
понимается техническое устройство, предназначенное для
выполнения профилактических, диагностических, лечеб-
ных, исследовательских манипуляций и процедур, удер-
живаемое в руке и приводимое в действие мышечной си-
лой человека или являющееся сменным рабочим органом
медицинского аппарата (машины). К медицинским ин-
струментам относятся изделия, предназначенные для про-
ведения определенных манипуляций на органах и тканях
человеческого организма с целью механического воздей-
ствия на них, а также определенных действий с материа-
лами, применяемыми при этих манипуляциях.
Важнейшим требованием, предъявляемым к медицин-
ским инструментам, особенно применяемым при опера-
ционном вмешательстве, является высокое качество.
1.1. Показатели качества и надежности
Показатели качества медицинских инструментов в со-
ответствии с ГОСТом 22851-77 должны обладать следу-
ющими качествами:
— иметь все свойства медицинских инструментов,
обусловливающие их пригодность, удовлетворять потреб-
ности в соответствии с назначением;
— быть стабильными;
— способствовать планомерному повышению эффек-
тивности производства;
— учитывать современные достижения науки и тех-
ники и основные направления технического прогресса в
отраслях народного хозяйства.
Для всех видов медицинских инструментов назнача-
ются общие показатели качества, специфичные, завися-
щие от конструктивных исполнений.
5
Общие показатели качества для инстру-
ментов всех видов:
— стойкость к внешним воздействиям;
— стойкость к предстерилизационной очистке, стери-
лизации 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;
г — технологичность;
— стандартизации и унификации;
— патентно-правовые показатели.
Специфические показатели качества,
зависящие от конструкции изделия, приводятся в техни-
ческих условиях и чертежах на инструменты и будут рас-
смотрены в последующих главах.
1.2. Общесоюзная и отраслевая классификации
медицинских инструментов
Общесоюзный классификатор промышленной и сель-
скохозяйственной продукции (ОКП) построен по иерар-
хическому принципу, согласно которому промышленная
и сельскохозяйственная продукция на основании соответ-
ствующих признаков распределяется по классам, под-
классам, группам и видам.
Формула структуры кодового обозначения на уровне
Высших классификационных группировок (ВКГ) Обще-
союзного классификатора промышленной и сельскохо-
зяйственной 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 Хь Х2 — признаки
отраслевой принадлежности (класс); Х3 — признак деле-
ния по отраслям медицинской промышленности (под-
класс); Х4 — признак функционального действия (груп-
па); Х5 — область применения (подгруппа); Хб — конст-
руктивный признак (вид); Х7, Xs, Х9, Хю— порядко-
6
ворегистрационные номера (перечисление внутри
вида).
Классификационная часть ОКП СЭВ (6 знаков) и
ВКГ ОКП полностью совпадают,, поэтому десятиразряд-
ные коды ОКП СЭВ полностью совпадают с десятираз-
рядными кодами ОКП.
В международных соглашениях о специализации и
кооперации производства проставляются кодовые обозна-
чения ОКП СЭВ, а также номера по национальному ка-
талогу.
Глава II
ВОЗДЕЙСТВИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД
НА МАТЕРИАЛ ИНСТРУМЕНТОВ
Медицинские металлические инструменты в процессе
эксплуатации подвергаются воздействию сред живого ор-
ганизма, содержащего жиры, органические кислоты, со-
ли, в частности хлориды, являющиеся активаторами кор-
розии. Кроме того, в процессе бактерицидной (санитар-
ной) обработки инструменты контактируют со средами,
применяемыми для предстерилизационной очистки, сте-
рилизации и дезинфекции, которые в большинстве своем
также являются агрессивными по отношению к метал-
лам, из которых изготовлены инструменты.
Под влиянием агрессивных сред бактерицидной обра-
ботки 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 изготавлива-
ются основные инструменты массового применения,
характерна в основном питтинговая коррозия [Тома-
шов Н. Д., Чернова Г. П., 1973]. Она возникает под дей-
ствием растворов, где содержатся те или иные окислите-
ли (к примеру, кислород воздуха) и одновременно акти-
вированные ионы (СП, Вг_, 1“ и др.). Благоприятными
Для ее возникновения являются среда живого организма
и некоторые бактерицидные среды.
Питтинговая коррозия представляет собой один из
опасных видов коррозионного разрушения металлических
инструментов. Коррозия развивается в Отдельных цент-
7
pax и проявляется в виде мелких глубоких поражений;
иногда питтинги являются местами зарождения коррози-
онных трещин.
11.1. 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 пред-
метов от крови, гноя и других пирогенных веществ. Кро-
ме того, растворы сульфата магния в течение 15 мин вы-
зывают коррозию медицинских инструментов (шприцев,
игл, скальпелей, ножниц). Коррозия возникает па режу-
щей кромке, в трущихся частях замка и на других участ-
ках, 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»,
«Новость», «Астра») —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 вы-
ходят из строя.
Работы, проведенные в Научно-производственном объ-
единении (НПО) «Мединструмент», показали, что инст-
рументы из углеродистых сталей, особенно стоматологи-
ческие (боры, дрильборы, экскаваторы и т. п.), покрыва-
ются сплошным слоем продуктов коррозии в процессе
первой мойки в смеси перекиси водорода и моющего по-
рошка «Новость». Инструменты из нержавеющих сталей
20-40X13 подвергаются питтинговой коррозии в области
замков, кремальер, винтов, так как на участках с низкой
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 выдер-
живают очистку в растворе с перекисью водорода, на них
появляются цветные пятна коррозии после первых цик-
лов обработки.
8
11.2. Стерилизация инструментов
Широко распространенным методом стерилизации ме-
дицинских инструментов, рекомендуемым для обработки
большинства хирургических и стоматологических инст-
рументов (зажимы, ножницы, кусачки и т. п.), является
стерилизация сухим горячим воздухом при температуре
180°С.
Температура суховоздушной стерилизации соответст-
вует стадии низкого отпуска, при которой происходит
распад зафиксированного состояния стали. При этом из-
меняются свойства стали — повышается пластичность,
вязкость, снижается твердость. Снижение твердости ре-
жущего края способствует в дальнейшем быстрому из-
носу инструментов. Мелкие стоматологические инстру-
менты при нагревании свыше 160°С также теряют свою
остроту и надежность (боры, дрильборы, каналонаполни-
тели и др.).
Не менее распространенным методом стерилизации
является стерилизация паром в автоклавах, осуществ-
ляемая при температуре 120—130°С (в пределах давле-
ния 1—2,5 атм).
Инструменты, изготовленные из нержавеющих сталей
и латуни, при автоклавировании не изменяются или изме-
няются незначительно. Обработка в автоклавах инстру-
ментов из углеродистой стали вызывает значительные
искажения их характеристик.
Помимо описанных выше физических методов, приме-
няется стерилизация медицинских инструментов химиче-
скими 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 ко-
торой изготавливают большое число изделий (шприцевая
арматура, бужи, катетеры, зеркала и др.).
Коррозионное воздействие растворов перекиси водо-
рода проявляется значительно слабее и практически сво-
дится к потемнению никелевого покрытия и медленному
разрушению латуни. При наличии каналов и других не-
защищенных участков перекись водорода приводит к зна-
чительному сокращению срока службы таких медицин-
ских инструментов.
До недавнего времени основным способом стерилиза-
ции хирургических инструментов (шприцев и др.) было
9
кипячение в дистиллированной воде. При таком способе
стерилизации инструменты подвергаются коррозии. Осо-
бенно опасна коррозия на инъекционных иглах, возника-
ющая у места соединения иглы с канюлей, что во время
эксплуатации может вызвать поломку иглы.
Инструменты с замками и ножницами кипятят откры-
тыми, сложные инструменты — в разобранном виде, а
скальпели, ножи, троакары, особенно лезвия,— оберну-
тыми марлей или белой ватой для предохранения от раз-
рушения режущих кромок.
В настоящее время в связи с разработкой более бы-
стрых и надежных методов стерилизации кипячение при-
меняют в основном в небольших лечебных учреждениях
и для дезинфекции инструментов.
Для стерилизации инструментов в некоторых случа-
ях 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 одно-
разового пользования и различных изделий из термола-
бильных пластмасс (зонды, катетеры, шприцы и др.).
Газы не повреждают стерилизуемых объектов, не изме-
няют их свойств и с этой точки зрения газовая стерили-
зация представляется идеальной. Однако практическое
применение этого метода встречает значительные труд-
ности из-за большой летучести газов, токсичности, дли-
тельных сроков экспозиции и адсорбции газов различны-
ми материалами, в особенности пластическими массами.
В настоящее время газовую стерилизацию применяют
главным образом в крупных центрах санитарной обра-
ботки, а также в некоторых научно-исследовательских
институтах.
Инструменты, не контактирующие с раневой поверх-
ностью, кровью или инъекционными препаратами, а так-
же применяемые при гнойных операциях и при лечении
инфекционных больных, подлежат дезинфекции. Спосо-
бов дезинфекции значительно больше, чем стерилизации.
Среди них имеются методы, аналогичные стерилизую-
щим, но отличающиеся режимом обработки: горячий воз-
дух, автоклавирование, использование растворов пере-
киси водорода, дезоксона. Указанные дезинфицирующие
среды воздействуют на инструменты так же, как при сте-
рилизации.
10
Кроме перечисленных выше средств, для дезинфекции
инструментов применяют: 3% раствор формалина, трой-
ной раствор, состоящий из 2% формалина, 0,3% фенола,
1,5% бикарбоната натрия, 1 % раствор хлорамина. Ука-
занные растворы являются коррозийно-активными по от-
ношению к инструментам из углеродистой стали с галь-
ваническим покрытием и без него. Боры, каналонаполни-
тели, дрильборы, корродируют в формалине и хлорамине
с первого цикла обработки, в тройном растворе — со вто-
рого.
Высказывается мнение, что причиной поломки кана-
лонаполнителей и дрильборов, деформации дискодержа-
телей 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 негод-
ность после 2—3 операций.
Для увеличения срока службы инструментов необхо-
димо выбирать щадящие методы очистки и бактерицид-
ной обработки. Определение долговечности инструментов
в условиях подконтрольной эксплуатации с использова-
нием щадящих режимов обработки показывает, что на-
дежность инструментов может быть значительно увели-
чена, в частности, для боров в 5—10 раз, для экскавато-
ров и инструментов по пломбированию зубов — в 2 раза,
для дрильборов — в 40 раз.
Большое влияние на коррозионную стойкость оказы-
вает чистота обработки поверхности инструментов. Сталь
с грубо обработанной поверхностью более чувствительна
к питтингу, нежели сталь с высококачественной обработ-
кой поверхности. Инструменты из нержавеющих сталей,
с шероховатостью поверхности Ra = 0,16 мкм, изготовлен-
ные 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 по-
верхности самопассивирующихся металлов и сплавов
пассивная пленка, надежно защищающая металл от кор-
розии. Наличие пассивной пленки определяет дальней-
шее поведение металла в эксплуатации [Evans U. R.,
И
Кроме того, в процессе изготовления инструменты
подвергаются различным механическим операциям, в том
числе шлифованию и полированию. Под кратковремен-
ным действием высоких температур (250—1600°С) и ме-
ханических напряжений при «жестких» режимах шлифо-
вания в поверхностных слоях инструментов происходят
структурные и фазовые превращения. Измененный по-
верхностный слой по физико-химическим свойствам, фа-
зовому составу, твердости отличается от основного ме-
талла, свойства которого обусловливаются его природой
и режимами термической обработки. При этом уменьша-
ется усталостная прочность, износостойкость и коррози-
онная стойкость [Эльянов В. Д., Куликов В. Н., 1974].
Поэтому соблюдение правильных режимов шлифования
и полирования — необходимое условие гарантии качества
медицинских инструментов.
Одним из распространенных способов улучшения раз-
личных свойств поверхностного слоя металла, в том чис-
ле и шероховатости поверхности, является электрохими-
ческое полирование. Этот метод обработки улучшает ме-
ханическую прочность изделий из металла вследствие
исключения наклепа поверхности и повышения предела
усталости сталей.
Применение электрохимического полирования в каче-
стве финишной операции приводит к улучшению одно-
родности и гомогенности поверхности, не загрязняемой
полировочными пастами, а полученная электрохимиче-
ским 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, исклю-
чающую тромбообразование и сокращающую время
вживления.
Исследованиями, проведенными в НПО «Мединстру-
мент», подтверждено, что электрохимически полирован-
ная поверхность стали 20—40X13 обладает повышенной
коррозионной стойкостью в средах санитарной обработ-
ки и в растворах хлорида натрия, имитирующих среду
живого организма, по сравнению с механически шлифо-
ванной поверхностью.
12
11.3. Выбор метода стерилизации инструментов
В СССР с 1978 г. действует отраслевой стандарт ОСТ
64-1 -337-78 «Устойчивость медицинских металлических
инструментов к средствам предстерилизационной очист-
ки, стерилизации и дезинфекции. Классификация. Выбор
метода».
Все инструменты, применяемые в медицинской прак-
тике, классифицированы на 5 групп (табл. 1) в зависи-
мости от материала, из которого изготовлены, парамет-
ров шероховатости поверхности, наличия гальваническо-
го покрытия, конструктивных особенностей (наличие ре-
жущей кромки, острых углов, контактов разнородных
металлов и т. п.), области их применения и устойчивости
к средствам предстерилизационной очистки, стерилиза-
ции и дезинфекции.
Для каждой из 5 групп инструментов стандарт уста-
навливает требования по выбору оптимальных методов
дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерили-
зации, обеспечивающие стерильность инструментов и не
разрушающие его поверхности.
Материал, из которого изготовлен инструмент, пара-
метры шероховатости поверхности, функциональные
свойства должны соответствовать ГОСТ 19126-79, стан-
дартам 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, предстерилизаци-
онной очистки и стерилизации, указанные в ОСТ
64-1-337-78, соответствуют ОСТ 64-2-2-77 «Стерилизация
и дезинфекция изделий медицинского назначения. Мето-
тоды, средства и режимы».
Инструменты после цикла обработки, состоящего из
предстерилизационной очистки, стерилизации и дезин-
фекции, должны соответствовать требованиям стандар-
тов и ТУ для инструментов.
К первой группе ОСТ 64-1-337-78 отнесены ин-
струменты:
— из хромоникелевых нержавеющих сталей
(12Х18Н9Т, 10Х14Г14НТ, 12Х18Н10Т и др.);
— из хромистых нержавеющих сталей (20—40X13),
простой конструкции, с шероховатостью' не более Ra —
= 0,16 мкм, не имеющих щелей, углублений, глухих и уз-
13
4^ Таблица 1
Основные группы материалов медицинских инструментов
Номера групп Материал 1 Характерные для группы стали и сплавы Конструктивные особенности Характерные для группы инструменты
1 Нержавеющие хромоникеле- вые стали 12Х18Н9Т 10Х14Г14НТ 12Х18Н10Т 20X1ЗНГ9 Любое конструктивное испол- нение Крючки пластинчатые, шпате- ли 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, лопат- ки, языкозащитники
Прецизионные сплавы 40ХНЮ-ВИ Любое конструктивное испол- нение Скальпели, иожи
Твердый сплав ВК6М То же Боры твердосплавные, игло- держатели хирургических игл
Цветные сплавы Л-63, ЛС59-1, М2, М3, МНЦ15-20, ПОС-90, ПОС-61 ПОССу, 40-2, ПОССу 30-2 Любое конструктивное испол- нение, наличие гальваниче- ского покрытия по ОСТ 64- 1-72-72 Каиюли, катетеры, зоиды ме- таллические, скобки метал- лические для сведения кра- ев 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, углеро- дистая пружинная проволока I, II, III класса Любое конструктивное испол- Зажимы, ножницы, кусачки некие То же Шпатели глазные, клипсы, иглы для акупунктуры Любое конструктивное испол- Эндоскопический инструмент иение, без покрытия или с (дрильборы, каналонапол- гальваническим покрыти- нители), съемные лезвия к ем по ОСТ 64-1-72-72 скальпелям
3 Алюминиевые сплавы АМЦ, Д16 Любое конструктивное испол- Вороики ушиые иение, наличие гальваниче- ского покрытия или оксиди- рования по ОСТ 64-1-72-72
Цветные сплавы ПОС 90, ПОС 61 Без гальванического покры- Адеиотом чс приемником тия
Легированные инструмен- тальные стали ХВ5 Любое конструктивное испол- Боры, фрезы нение
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, кожи
сл 1 В том числе припои.
ких отверстий, контакта разнородных металлов (шпате-
ли для цемента, лопатки, языкозащитники).
Инструменты первой группы проявляют высокую кор-
розионную стойкость по существу во всех средах, приня-
тых для очистки и бактерицидной обработки в клиниках
нашей страны и рекомендуемых ОСТ 42-2-2-77: очист-
ка— в растворе «Биолот» и перекиси водорода с моющи-
ми препаратами «Астра», «Лотос», «Триас» и др.; стери-
лизация— горячий воздух, автоклавирование, 6% рас-
твор 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 хирур-
гический и стоматологический инструмент (зажимы, нож-
ницы, кусачки), а также инструмент, упрочненный твер-
дыми 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, зон-
ды, 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 груп-
пы рекомендуется предстерилизационная очистка в пре-
парате «Биолот»; стерилизация горячим воздухом;
дезинфекция в тройном растворе или горячим воз-
духом.
К третьей группе относятся инструменты любо-
го 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 гальвани-
ческим или оксидным покрытием (воронки ушные);
16
— 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 «Биолот», сте-
рилизация и дезинфекция горячим воздухом.
К четвертой 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 рас-
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-
ты (скальпели, ножи) из нержавеющей мартенситной
стали 100Х13М. Эти инструменты рекомендуется обра-
батывать в растворе моющего препарата «Биолот» (очи-
стка), стерилизовать' автоклавированием, дезинфициро-
вать в автоклаве или горячим воздухом.
В особую группу изделий необходимо выделить
имплантаты. Условия их эксплуатации отличаются от та-
ковых для медицинских инструментов и характеризуются
длительным пребыванием в организме человека (от не-
скольких месяцев до 10 лет и более). В процессе эксплуа-
тации имплантаты взаимодействуют постоянно со средой
живого организма. В организме человека они подверга-
ются химическому или электрохимическому разложению.
Кроме того, на них воздействуют механические силы
(трение, износ и пр.).
В настоящее время наиболее распространенным ме-
таллом для изготовления имплантатов служит нержавею-
щая сталь, в хменьшей степени титан и другие сплавы.
При анализе имплантатов из нержавеющей стали, извле-
ченных из организма человека, установлено, что причи-
нами их коррозии являются: любые дефекты поверхности
(повреждения в защитной пленке, риски и др.); струк-
турная неоднородность материала, обусловленная несо-
вершенной технологией термообработки; контакт разно-
родных металлов (протеза и винтов крепления и
17
др.); микроскопические вкрапления инородного металла
И др.
Опасность разрушения имплантата заключается в по-
тере его функциональных свойств, а также накоплении
продуктов коррозии, которые усваиваются окружающими
тканями и могут вызывать различные изменения в орга-
низме. Исследования 138 удаленных имплантатов пока-
зали, 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 по-
верхности имплантата, возникающая в случае нарушения
целостности пассивной пленки или наличия в импланта-
те просветов между смежными поверхностями с грубой
обработкой;
— межкристаллитная коррозия, происходящая на гра-
нице 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 из-
готовления.
Большинству имплантатов необходимо иметь мини-
мальную реакцию со средой организма и между элемен-
тами конструкции. Повысить коррозионную стойкость
имплантатов можно путем разработки рациональной кон-
струкции, оптимальным подбором материала.
Имплантаты, изготовленные на основе кобальта (ко-
бальт— молибден — хром, кобальт — хром), мало под-
вергаются коррозии, однако отмечено, что продукты кор-
розии даже в минимальных количествах вредно влияют
на структуру примыкающих к имплантатам тканей.
Титан в организме практически не подвергается кор-
розии, 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 ус-
тановлен, однако прямых вредных последствий не отме-
чено.
Важным моментом при имплантации является тща-
тельная стерилизация имплантируемых элементов. Для
18
нее применяют известные методы с использованием го-
рячего 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 ПРОИЗВОДСТВА
МЕДИЦИНСКИХ ИНСТРУМЕНТОВ
111.1. Основные требования, предъявляемые
к материалам
Для производства медицинских инструментов широко
используют самые различные материалы: черные и цвет-
ные металлы, стали и сплавы (порошковые, спеченные,
композиционные), полимеры. Выбор рациональных мате-
риалов для конкретных видов инструментов определяет-
ся их функциональным назначением и конструкцией, ус-
ловиями эксплуатации и технологией изготовления.
К медицинским инструментам предъявляется большое
число требований, но определяющим считается функцио-
нальное назначение. Поэтому материал, из которого из-
готавливают медицинский инструмент, должен обеспечи-
вать высокое качество изделия и его высокие функцио-
нальные 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 опти-
мальную в условиях завода-изготовителя технологию
производства.
Определение требований, предъявляемых к металли-
ческим материалам для медицинских инструментов, и
выбор конкретных марок сталей и сплавов для их изго-
товления зависят от функционального назначения, инст-
рументов, которые можно разделить на: режущие, нере-
жущие, детали изделий, принадлежности и приспособле-
ния; имплантируемые изделия; многолезвийные режу-
щие; прочие (зондирующие, оттесняющие и др.).
В отдельные группы по конструктивному признаку це-
19
лесообразно выделить микроинструменты и стержневые
стоматологические инструменты.
Изделия каждой группы имеют родственные области
применения, работают в сходных условиях; их отказ вы-
зывается аналогичными причинами. Вследствие этого
соответствующая пластическая и термическая обработка
сталей и сплавов сообщает каждой группе примерно оди-
наковые механические и физико-химические свойства и
обеспечивают получение примерно одинаковых функцио-
нальных свойств.
111.2. Материалы для производства режущих
и колющих хирургических инструментов
Рабочие части режущих инструментов подвергаются
изгибу, трению и смятию при одновременном воздейст-
вии на них коррозионно- и поверхностно-активных сред.
Режущие инструменты могут выходить из строя в резуль-
тате пластической деформации рабочих кромок, хрупкого
разрушения и выкрашивания в коррозионно- и поверх-
ностно-активных средах, износа. Причинами выхода из
строя могут быть пластическая деформация, водородный
и коррозионно-механический износ, локальная коррозия
и коррозия под напряжением, пластифицирующее воздей-
ствие коррозионно- и поверхностно-активных сред и дру-
гие факторы [Геллер Ю. А., 1975].
Условия работы и характер выхода из строя рабочих
частей режущих инструментов определяют требования,
предъявляемые к химическому составу, структуре и свой-
ствам 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-
сти) и сопротивление малым пластическим деформа-
циям.
Для режущих хирургических инструментов применя-
ют углеродистые инструментальные стали марок У8А,
У10А, У12А; коррозионно-стойкие стали мартенситного
класса марок 30X13, 40X13, 95X18, 100Х13М. За рубежом
также применяются стали типа 45X13, 65X13, 70Х14М,
38Х151МФ, 95Х14МФ, 50Х14МФ и др. В качестве мате-
20
риалов, армирующих режущие части, применяют спечен-
ные твердые сплавы на основе карбидов вольфрама или
безвольфрамовые сплавы. На рабочие поверхности мож-
но наносить износостойкое покрытие из карбидов, нитри-
дов, 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 по-
крывают хромом, никелем и хромом и др. При этом с ре-
жущих кромок покрытие снимают [Феофилов Р. Н.,
1979].
Колющие инструменты, в частности трубчатые, можно
изготавливать из хромоникелевой и хромоникельмолиб-
деновой 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, равно-
мерно распределенных вторичных нерастворпвшихся кар-
бидов, прочно удерживающихся в твердой, но достаточ-
но вязкой мартенситной матрице в присутствии остаточ-
ного аустенита в незначительном количестве. Важнейший
легирующий элемент в сталях для режущих инструмен-
тов— углерод. Коррозионная стойкость, зависящая от
содержания хрома в мартенсите стали, для каждой мар-
ки стали максимальна при высокой твердости. С увели-
чением содержания углерода (при неизменной концент-
рации хрома в стали) коррозионная стойкость несколько
падает в связи с повышением уровня нерастворпвшихся
хромосодержащих карбидов в стали и обеднением таким
образом мартенситной матрицы хромом.
111.3. Материалы для изготовления
зажимных инструментов (нережущих)
Инструменты, составляющие группу зажимов, пред-
назначены для удержания ткани, игл, различных пред-
метов. Быстроизнашиваемые рабочие части зажимных
инструментов работают в коррозионно- и поверхностно-
активных средах под действием значительных напряже-
21
ний, вызываемых нагрузками и трением. Эти инструмен-
ты выходят из строя в результате пластической дефор-
мации, износа и хрупкого разрушения губок, бранш, кре-
мальер.
Основными требованиями, предъявляемыми к стали и
сплавам для изготовления зажимных инструментов, обес-
печивающими их хорошие функциональные свойства, яв-
ляются высокое сопротивление малой пластической де-
формации (большое значение пределов упругости или
текучести), повышенная износостойкость, твердость, а
требованиями, обеспечивающими высокую надежность и
долговечность инструментов,— повышенная коррозион-
ная 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 ра-
бочие части, применяют спеченные твердые сплавы на
основе карбидов вольфрама или безвольфрамовые спла-
вы. Хорошие функциональные свойства этих инструмен-
тов могут быть обеспечены применением нержавеющих
мартенситно-стареющих сталей и сталей переходного
класса.
111.4. Материалы для изготовления деталей
инструментов, приспособлений и принадлежностей
Условия работы изделий, входящих в данную группу
(ручки, оси, винты, гайки, штифты, пружины и др.), са-
мые 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 осо-
бых требований по механическим свойствам.
Для этих целей применяют конструкционные стали —
коррозионно-стойкие мартенситного класса 20X13, мар-
тенситно-ферритного— 12X13, хромоникелевые стали
аустенитного класса, в том числе автоматные.
Для изготовления пружин необходимы стали, обеспе-
чивающие высокое сопротивление малым пластическим
деформациям (высокий предел упругости), повышенную
коррозионную стойкость.
22
III.5. Материалы для изготовления хирургических
имплантатов
Хирургические имплантаты — это изделия, вводимые
в организм для выполнения каких-либо его функций в
течение длительного времени. Наиболее распространен-
ной разновидностью их являются элементы для соедине-
ния отломков костей. Другим видом имплантата являют-
ся трахеотомические трубки.
Хирургические имплантаты подвергаются значитель-
ным изгибающим, растягивающим, сжимающим, скручи-
вающим и истирающим нагрузкам, агрессивному воздей-
ствию биологических сред.
Имплантаты могут выходить из строя вследствие кор-
розионного воздействия, деформации или разрушения
под действием механических нагрузок; может произойти
отторжение имплантата биологической тканью.
Условия работы и характер выхода из строя опреде-
ляют требования, предъявляемые к химическому соста-
ву, структуре и свойствам металлических материалов для
изготовления хирургических имплантатов. Основными
требованиями к стали и сплавам для производства хи-
рургических имплантатов являются: высокая биологиче-
ская совместимость материала имплантата и тканей жи-
вого организма; высокая стойкость к общей, местной,
контактной коррозии, коррозии под напряжением; высо-
кие механические свойства и в первую очередь большая
усталостная прочность, временное сопротивление разры-
ву; однофазная стабильная структура.
Для хирургических имплантатов применяют хромони-
келевые и хромоникельмолибденовые коррозионно-стой-
кие стали, сплавы кобальта, тантала, титана, чистые ме-
таллы — никель, серебро, титан [Феофилов Р. Н., 1977].
111.6. Материалы для изготовления многолезвийных
режущих инструментов
К группе многолезвийных режущих инструментов от-
носятся зубные боры, фрезы и другие стоматологические
инструменты. Зубные боры служат для сверления, фре-
зерования, чистовой обработки зубов и пломб при лече-
нии, пломбировании зубов и для зуботехнических работ.
Они работают как режущий инструмент при высоких ско-
ростях резания труднообрабатываемых материалов.
23
Сталь и сплавы для боров должны обладать очень высо-
кой твердостью и износостойкостью. Для этих целей при-
меняют 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.
111.7. Материалы для изготовления зондирующих
и оттесняющих инструментов
При изготовлении зондирующих и оттесняющих ин-
струментов к стали не предъявляется каких-либо специ-
альных требований. Основным требованием можно счи-
тать повышенную коррозионную стойкость. Поэтому эти
инструменты изготавливают из коррозионно-стойких и
менее дефицитных, дешевых сталей, Обладающих наибо-
лее 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 хро-
моникелевую сталь аустенитного класса 12Х18Н9Т, ти-
тан, можно использовать ферритные стали типа 1X17.
111.8. Материалы для изготовления стержневых
стоматологических инструментов
К группе стержневых стоматологических инструмен-
тов относятся дрильборы, пульпоэкстракторы, каналона-
полнители, буравы корневые, предназначенные для обра-
ботки канала зуба. Эти инструменты работают как пру-
жины под воздействием значительных изгибающих на-
грузок, и сталь для них должна обладать очень высоким
сопротивлением малым и большим пластическим дефор-
мациям (высокими значениями пределов текучести п
прочности). Применяют пружинную проволоку I—III
классов из углеродистых сталей.
IIL9. Материалы для изготовления инструментов
с особыми свойствами
Мпкроинструменты, независимо от назначения, харак-
теризуются малыми размерами рабочих частей. Главное
требование, предъявляемое к сталям и сплавам для изго-
24
товления микропнструментов,— обеспечение возможности
формирования и сохранения в процессе изготовления
тончайших рабочих частей. Вместе с этим сталь для из-
готовления микроинструментов должна быть высокопроч-
ной и коррозионно-стойкой. Этого можно достичь при ис-
пользовании дисперсионно-твердеющих нержавеющих
сталей, упрочняющихся примерно при 500°С, что умень-
шает деформацию и глубину обезлегированного слоя при
термообработке.
Наиболее рациональным является применение для
этих целей высоколегированных коррозионно-стойких
дисперсионно-твердеющих (мартенситно-стареющих) ста-
лей. В ряде случаев используют также коррозионно-стой-
кие стали мартенситного класса — 20X13, 30X13 и аусте-
нитного класса — 12Х18Н9Т.
111.10. 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% угле-
рода), У12А (1,2% углерода). Для медицинских инстру-
ментов сталь применяется в упрочненном, т. е. в закален-
ном и отпущенном, состоянии. Закалка сталей осуществ-
ляется нагревом до 800—840°С с последующим охлаж-
дением в воде, водном растворе соли, щелочи или масле.
Отпуск материала проводится нагреванием до 140—200°С
в зависимости от требуемой твердости.
Структура стали после закалки и отпуска — мартен-
сит и в избыточном количестве карбиды. Сталь получает
высокую твердость, хорошую режущую способность и
износостойкость. Углеродистая сталь имеет низкую стои-
мость, не содержит остродефицитных легирующих элемен-
тов, обладает высокими технологическими показателями:
невысокой твердостью, хорошей обрабатываемостью
путем резания в отожженном состоянии. В резуль-
тате большой пластической деформации из стали можно
получать проволоку и ленту высокой прочности. Вместе
с тем она имеет существенные недостатки. Прежде всего
25
это ржавеющая сталь, легко поддающаяся коррозии в
атмосфере и агрессивных средам Она имеет низкую про-
каливаемость, что ограничивает ее применение для изго-
товления режущих инструментов. В случаях, когда тре-
буется 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 [Гел-
лер Ю. А., 1975]. Эти недостатки углеродистых инстру-
ментальных сталей сокращают диапазон их применения
для производства медицинских инструментов.
111.11. Легированные инструментальные стали
Из многочисленных марок легированных инструмен-
тальных сталей в медико-инструментальной промышлен-
ности 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, подверга-
ют закалке и отпуску до твердости HRC 60—65 ед. За-
калку стали осуществляют нагревом до 820—840°С и по-
следующим охлаждением в воде или нагревом до 840—
860°С и последующим охлаждением в масле. Отпуск ста-
ли проводят путем нагрева до 150± 10°С.
Структура после закалки и низкого отпуска—мар-
тенсит и в значительном количестве карбиды вольфрама.
Сталь после закалки получает очень высокую твердость
HRC 60—65 ед., режущую способность и износостой-
кость. Сталь поставляется в виде серебрянки — шлифо-
ванных прутков.
Из-за большого содержания вольфрама сталь дорога
и дефицитна. Как и углеродистые инструментальные ста-
ли, сталь ХВ5 имеет весьма низкую коррозионную стой-
кость, теплостойкость и прокаливаемость, склонна к об-
разованию трещин и хрупкому разрушению.
26
111.12. Коррозионно-стойкие стали
111.12.1. Стали мартенситного класса
В табл. 2 приведен химический состав сталей основ-
ных марок мартенситного класса, поставляемых по
ГОСТ 5632-72 и ТУ 14-1-3012-80, применяющихся для
изготовления медицинских инструментов большинства
видов.
В производстве медицинских инструментов, эти стали
используют после закалки и низкого отпуска — в упроч-
ненном состоянии. Стали марок 30X13, 20X13, 40X13 за-
каливают при температуре 1000—1050°С с последующим
охлаждением в растворе щелочей, в масле или на воз-
духе; стали 100Х13М закаливают нагреванием до 1050—
1060°С с последующим охлаждением в масле или в рас-
плаве щелочей. Отпуск стали 100Х13М осуществляют на-
Таблица 2
Химический состав основных марок стали мартенситного класса
Марка стали Химический состав, с/0
углерод | .хром | 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°С, остальных марок — до 200—350°С.
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, 40X13 при такой
твердости имеют оптимальное сочетание свойств, необхо-
димых для медицинских инструментов, почти максималь-
ную твердость, прочность, упругие свойства и одновре-
менно 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
27
указано выше, при этом твердость и коррозионная стой-
кость снижаются.
Структура стали после упрочнения — мартенсит и из-
быточные 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 отожжен-
ном состоянии, а также в поставляемом виде мартенсит-
ные стали имеют преимущественно структуру зернистого
перлита, который обладает наименьшей твердостью, что
благоприятствует обработке резанием и давлением в хо-
лодном состоянии.
Мартенситные стали закаливают и получают их вы-
сокую твердость при охлаждении на воздухе, в том числе
после применения давления, сварки, что вызывает необ-
ходимость дополнительного отжига для смягчения стали
и облегчения обработки. В случае, если в процессе изго-
товления медицинских инструментов используют пайку
или сварку, например при армировании инструментов
твердым сплавом, возникают затруднения, связанные с
образованием зон местного отпуска на закаленном инст-
рументе при температуре, выше допустимой по условиям
сохранения коррозионной стойкости и охрупчивания, т. е.
выше 350°С.
В целом мартенситные стали имеют хорошие техно-
логические качества, позволяющие организовать эконо-
мичное и эффективное производство массовых медицин-
ских инструментов.
Мартенситные коррозионно-стойкие стали имеют удов-
летворительную коррозионную стойкость. Практическим
критерием коррозионной стойкости медицинских инстру-
ментов, изготовленных из этих сталей, является твер-
дость, которая должна быть близкой к максимальной.
Максимальная же твердость свидетельствует об опти-
мальном количестве растворенных в матрице карбидов.
Износостойкость мартенситных сталей при прочих рав-
ных условиях возрастает с повышением коррозионной
стойкости и содержания углерода. В качестве износостой-
ких сталей для изготовления режущих инструментов ис-
пользуют стали с содержанием углерода более 0,35%.
С превышением количества углерода более 0,70% в
структуре стали появляются крупные избыточные хромо-
содержащие карбиды и карбидная неоднородность, ко-
торые, с одной стороны, затрудняют обработку и меша-
28
ют формировать тонкую режущую кромку, а с другой,
уменьшая содержание хрома и углерода в твердом рас-
творе, снижают коррозионную стойкость и износостой-
кость мартенситной структурной составляющей.
За рубежом также мартенситные коррозионно-стой-
кие стали являются основным материалом для изготов-
ления 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 инст-
рументы, обладающие несколько большей износостойко-
стью, а инструменты, изготовленные из сталей марок ти-
па 40Х14МФ, 50Х14МФ, имеют несколько большую кор-
розионную 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 сталя-
ми, отличаются наилучшим сочетанием свойств, необхо-
димых для изготовления медицинских инструментов:
прочностью, твердостью, износостойкостью, коррозион-
ной стойкостью.
III.12.2. Стали аустенитного класса
В табл. 3 приведен химический состав сталей основ-
ных 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 де-
формации в виде нагартованного упрочненного проката
находят применение для изготовления медицинских инст-
рументов.
Аустенитные стали в умягченном состоянии имеют
предел прочности около 50 кге/мм2, после холодной пла-
стической деформации прочность значительно повышает-
ся, например, для иагартованной проволоки предел проч-
ности по ГОСТу 18143-72 составляет не менее
НО кге/мм2.
Сталь в умягченном состоянии имеет низкий предел
29
Таблица 3
Химический состав сталей основных марок аустенитного класса
Марка стали Химический состав, %
углерод хром никель молибден титан другие эле- менты
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 — — —
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 1,7—2,3 — Марганец — 2,7—3,3 Кремний — 1,7—2,3
текучести (около 20 кгс/мм2), высокое значение относи-
тельного удлинения (40%). Поэтому аустенитные стали
легко деформируются в холодном состоянии. Вместе с
тем они хуже деформируются в горячем состоянии по
сравнению с мартенситными сталями, что объясняется
большей легированностью и прочностью аустенита. Эти
стали хуже шлифуются и обрабатываются резанием, чем
мартенситные, из-за большей легированности матрицы—
аустенита коррозионная стойкость этих сталей выше, чем
мартенситных.
Аустенитная сталь при термической обработке — за-
калке в отличие от мартенситных сталей не изменяет
структуру, но при этом устраняется пластическая дефор-
мация и умягчается аустенитная матрица. Закалка осу-
ществляется нагревом до 1020—1100°С и последующим
охлаждением на воздухе, в масле или в воде.
За рубежом имеются аналогичные стали, тоже широ-
ко применяемые для производства медицинских инстру-
ментов, например, Х5Сг — Ni 48 9; X12CrNi 17 7;
X5CrNiMo 18 10, а также автоматные стали (с повышен-
ным содержанием серы) X12CrNiS 18 8.
Прокат из аустенитных сталей практически изготав-
ливается любой формы и размера. Вместе с тем аусте-
нитные коррозионно-стойкие стали относительно дороги
и дефицитны. На применение их требуется разрешение
Межведомственной комиссии по экономии и рациональ-
ному использованию нержавеющих сталей и остродефи-
цитных цветных металлов при Госснабе СССР.
III.12.3. Мартенситно-стареющие стали
В табл. 4 приведен химический состав коррозионно-
стойких мартенситно-стареющих сталей двух марок, при-
меняемых для изготовления медицинских инструментов
после закалки, умягчающей обработки и старения. Эти
операции могут быть значительно отделены по времени,
в случае, если применяют прокат в закаленном состоя-
нии, то закалку в процессе изготовления можно не про-
изводить. Старение, приводящее к упрочению, может
осуществляться в почти готовых инструментах при тем-
пературе нагрева до 500°С.
В умягченном состоянии сталь имеет структуру мар-
тенсита замещения; в состаренном состоянии сталь уп-
рочняется за счет выделения мелкодисперсных частиц.
31
СЗ
Д
S
\о
Л
сч
Химический состав мартенситяо-стареющих сталей
2
2
Ч
а
Химический состав, % никель | кобальт j молибден 7,0—9,0 5,0—6,0 2,0—3,0 9,0—10,3 — 1,8—2,3
£
В умягченном состоянии ста-
ли имеют твердость до HRC
30—35 ед,, что значительно пре-
вышает таковую у поставляе-
мых мартенситных и аустенит-
ных сталей. Вследствие этого
обработка резанием и давле-
нием в холодном состоянии
этих сталей затруднена. В уп-
рочненном состоянии сталь
имеет очень высокую прочность
и упругие свойства.
В связи с большой степенью
легировапности мартенсита де-
формируемость его в горя-
чем состоянии трудоемка, ско-
рость шлифования не должна
быть слишком высокой для
предотвращения охрупчивания
стали.
Из-за значительной струк-
турной и химической неодно-
родности коррозионная стой-
кость сталей обычно не превы-
шает таковую у стали марки
20X13. Износостойкость стали
сравнительно невысока,так как
структурные составляющие —
мартенсит и упрочняющие ча-
стицы — имеют недостаточ-
ную твердость и износостой-
кость.
Большим преимуществом
этих сталей по сравнению с мар-
тенситными являются сравни-
тельно низкая температура
упрочняющей обработки и ма-
лые деформации, что очень
важно для сохранения тонких
рабочих частей микроинстру-
ментов.
Мартенситно - стареющие
стали — это стали нового вида,
еще не включенного в государ-
32
Таблица 5
Состав и свойства спеченных вольфрамовых твердых сплавов
Группа сплавов Марка сплавов Содержание основных компонентов, % Физико-механические свойства
карбид вольф- рама карбид титана карбид тантала кобальт- связка предел проч- ности при из- гибе, кгс/мм2 плотность, г/см3 твердость (HR) не ме- нее, ед.
вкз 97 — — 3 110 15,0—15,3 89,5
ВК6 94 — — 6 155 14,6—15,0 88,5
ВК6-М 94 — — 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 — — 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
ственные стандарты. Выпуск их освоен в небольшом объ-
еме и ограниченном сортаменте, но они особенно ценны
для изготовления микроинструментов для микрохирур-
гических целей.
111.12.4. 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 изготовле-
ния режущих стоматологических инструментов — зубных
боров, работающих на больших скоростях по- твердому
материалу. Для этого предусмотрено применение воль-
фрамового сплава марки ВК6-ОМ.
За рубежом спеченный твердый сплав на основе кар-
бида вольфрама используют для производства пластин,
Таблица 6
Состав и свойства спеченных безвольфрамовых твердых сплавов
Группа сплавов Марка сплавов Состав сплава, % Предел проч- ности при из- гибе, кгс/мм2 Плотность, г/см3 Твердость (HRA) не менее, ед.
карбид титана нитрид титана связка (4Ni 1 Mo) 1
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 пинце-
там, наносят насечку алмазным инструментом для луч-
шего 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-
34
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 на-
грузок при работе медицинских инструментов и снижение
коррозионной стойкости с увеличением содержания ме-
талла-связки, рекомендуется применять сплавы с высо-
ким содержанием карбида вольфрама и с малым содер-
жанием металла-связки— сплавы ВКЗ, ВК4, ВК6. Из-за
большого содержания металла-связки нельзя рекомендо-
вать менее дефицитные безвольфрамовые сплавы.
Ограничения на применение спеченных твердых спла-
вов для армирования медицинских инструментов обус-
ловлены также особенностями технологии производст-
ва— дополнительным тепловым воздействием на инстру-
мент при наплавке или приварке пластин и образованием
зон высокого отпуска, который вызывает местное сниже-
ние коррозионной стойкости и охрупчивание.
III.12.5. Сплавы на основе кобальта (стеллиты)
Для армирования рабочих частей ножниц в СССР
применяют сплав ВЗК, состоящий из: 1,0—1,3% углеро-
да; 2,0—2,75% кремния; 28—32% хрома; не более 2%
никеля; 4—5% вольфрама; до 2% железа; кобальт — ос-
нова.
Сплав имеет высокую стойкость к большинству видов
износа, в том числе к воздействию медицинских сред, об-
ладает хорошими антифрикционными свойствами. Эти
характеристики относятся к самому материалу и не за-
висят от обработки и поверхностного упрочнения.
Структура сплава — твердый раствор на основе ко-
бальта и карбида. Карбиды способствуют большему по-
вышению износостойкости.
Стеллит ВЗК является литым сплавом и не подда-
ется обработке давлением. Он наносится на рабочую
поверхность наплавкой или другим подобным методом.
Наплавленный слой стеллита имеет достаточную твер-
дость (HRC 40—50 ед.), причем остается некоторый за-
пас пластичности и вязкости, позволяющий вести рих-
товку. Незначительное отличие коэффициентов линей-
ного расширения стеллита и нержавеющей стали мар-
тенситного класса типа 20X13 позволяет практически
без деформации использовать наплавы слоев стеллита
35
при изготовлении многих 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 из-
вестен и применяется для армирования ножниц аналог
сплава ВЗК — сплав 6В.
111.12.6. 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 ме-
дицинских агрессивных сред, малой по сравнению со ста-
лями плотностью, возможностью получения повышенной
(до 100—120 кгс/мм2) прочности без упрочняющей тер-
мической обработки, намагнитностью.
Вместе с тем эффективному использованию их и для
изготовления большинства медицинских инструментов
препятствуют их невысокая твердость, низкая износо-
стойкость, недостаточная устойчивость в средах, содер-
жащих перекись водорода, низкие упругие свойства и
релаксационная стойкость, пониженное сопротивление
малоцикловой усталости, относительно низкие (по срав-
нению с мартенситными сталями) пределы прочности и
текучести, значительный разброс механических харак-
теристик в сплавах одного и того же химического соста-
ва в зависимости от режимов деформации и термиче-
ской обработки, тенденция к образованию окалины, га-
зонасыщению.
Как правило, наличие газонасыщенного (альфиро-
вапного) слоя на поверхности медицинских инструмен-
тов не допускается, так как его твердость и хрупкость
могут обусловить разрушение инструмента, особенно на
тонких рабочих частях, при воздействии циклических на-
грузок. Газонасыщенный слой приводит к короблению
при термообработке, ухудшает внешний вид, снижает
качество поверхности. Удаление окалины и альфирован-
ного слоя травлением может вызвать вынос основного ме-
талла и наводороживание, потребует специальной ней-
трализации сточных вод после такой обработки.
36
Необходимость предотвращения образования газона-
сыщенного слоя на медицинских инструментах приводит
к усложнению технологии их производства, причем в ря-
де случаев приходится отказываться от проведения тех-
нологических операций, связанных с высокотемператур-
ным нагревом.
Титановые сплавы имеют тенденцию к перегреву при
горячей обработке давлением и термической обработке,
причем последствия перегрева неустранимы. Трудоемок
контроль состояния сплава после термообработки. Спла-
вы титана дефицитны и дороги. Все это наметило неко-
торую специфику в использовании титановых сплавов в
производстве медицинских инструментов. Наиболее це-
лесообразно применять эти сплавы для изготовления
хирургических имплантатов, микроинструментов, ультра-
звуковых инструментов.
111.13. Рекомендации по выбору сталей
Экономические аспекты применения металлических
материалов определяются многими факторами. К их чи-
слу относятся:
1. Уровень функциональных свойств инструмента, до-
стигаемый при применении конкретного материала.
2. Надежность и долговечность (срок службы инстру-
мента, изготовленного из конкретного материала).
3. Химический состав, т. е. наличие остродефицитных
легирующих элементов.
4. Состояние поставки проката (сортамент), точность
изготовления, вид и качество поверхности, назначение,
свойства, структура, упаковка и т. д.
5. Стоимость проката.
6. Уровень технологических свойств материалов при-
менительно к производственным возможностям завода.
7. Конструкция инструмента, объем его производства.
Учет основных факторов позволяет дать в общем ви-
де экономически обоснованные рекомендации по выбору
стали и сплавов для изготовления основных типов ме-
дицинских инструментов:
1. Для режущих и колющих хирургических инстру-
ментов: скальпелей и ножей целесообразно применять
рекомендованную ИСО сталь марки 50X14 МФ; нож-
ниц— сталь марки 50X14 МФ, сталь марки 20X13, ар-
мированную стеллитом ВЗК; стоматологических инстру-
37
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.
2. В производстве зажимных инструментов целесо-
образно 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.
3. Для производства деталей, инструментов, приспо-
соблений и принадлежностей целесообразно использо-
вать сталь марок 12X13 и 20X13.
4. Для изготовления хирургических имплантатов сле-
дует использовать титан, его сплавы, сталь марки
03Х18Н13Мз, сплавы кобальта.
5. Для производства зубных боров лучше применять
спеченный твердый сплав марки ВК6-ОМ, сталь марки
ХВ5 или стали с более низким содержанием вольфрама
и упрочнением за счет хромирования.
6. Для изготовления зондирующих, оттесняющих и
других подобных инструментов целесообразно использо-
вать аустенитную сталь типа 12Х18Н10Т, ферритную
сталь типа 08X17, сталь марок 12X13 и 20X13.
7. Для производства микроинструментов подходят
мартенситно-стареющие стали типа ЗЭ 90-ВИ, ЭП-853,
сплавы титана, сталь марки 20X13.
8. Для изготовления стержневых стоматологических
инструментов целесообразно применять пружинную про-
волоку из углеродистой или аустенитной хромоникелевой
стали.
Глава IV
МЕТОДЫ ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНОЙ ОТДЕЛКИ
МЕДИЦИНСКИХ ИНСТРУМЕНТОВ
Существуют различные способы защиты изделий от
коррозии. К наиболее распространенным в промышлен-
ности относятся защитные покрытия: металлические, не-
38
металлические (органического и неорганического проис-
хождения), а также покрытия, образованные в результа-
те химической и электрохимической обработки металла.
В зависимости от способа нанесения покрытия могут
быть электрические (гальванические), химические, горя-
чие, диффузионные и т. п.
В медицинской промышленности наиболее широкое
использование получили гальванические и химические
покрытия.
IV.1. Гальванические покрытия
Сущность гальванического покрытия состоит в на-
несении на поверхность металлических изделий отно-
сительно 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 мате-
риалом и возможность регулирования толщины покры-
тия. 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 разру-
шающего действия соляной кислоты — при покрытии ба-
келитовым лаком.
Выбор вида покрытия зависит от условий, в кото-
рых используется металл, и требований, предъявляемых
к эксплуатационным характеристикам инструментов.
В зависимости от этих требований различают три типа
покрытий: защитные — для защиты изделий от корро-
зии в различных условиях; защитно-декоративные —
для декоративной отделки изделий с одновременной за-
щитой их от .коррозии; специальные — для придания
поверхности изделий специальных свойств (износостой-
кость, паяемость, твердость, электроизоляционные, маг-
нитные и др.).
К первой группе покрытий относятся цинковые, кад-
39
миевые, никелевые, а также наносящиеся аноднзацион-
ным методом.
Из защитно-декоративных покрытий наиболее рас-
пространены никелевые и хромовые, а также приготов-
ляемые на их основе. К защитно-декоративным относят-
ся и покрытия драгоценными металлами-—золотом, се-
ребром, палладием и их сплавами. Например, санитар-
ные ножницы и детали зубоврачебных. наконечников
имеют защитно-декоративные никельхромовые покры-
тия. Декоративность их обеспечивается внешним видом,
блеском, цветом. Защитные свойства обеспечиваются
толщиной покрытия и его многослойностью.
К специальным покрытиям относятся те, 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 помо-
щью гальванического никеля.
В медицинской промышленности такое покрытие при-
меняется при изготовлении иглодержателей с алмазиро-
ванием губок, алмазирование стоматологических головок.
По роду защитного действия металлические покрытия
разделяют па анодные и катодные.
Анодные покрытия защищают металлические изделия
электрохимическим способом. При наличии пор или ого-
ленных 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 кис-
лоте и морской воде и олово в некоторых органических
кислотах.
Пористость анодных покрытий ускоряет их растворе-
ние, сокращает срок их службы, но не снижает защитной
способности.
Защитное действие катодных покрытий может быть
только механическим и заключается в изолировании по-
верхности изделий от воздействия коррозионной среды.
40
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, золо-
чение и пр.
IV.2. Выбор вида и типа покрытия
Вид покрытия, его толщину и способ нанесения выби-
рают в зависимости от назначения изделий, условий их
эксплуатации, свойств покрытий. При этом необходимо
руководствоваться общегосударственными и отраслевы-
ми стандартами: ГОСТ 9.073-77 «Виды покрытий, ряды
толщин и обозначение»; ГОСТ 14623-69 «Основные тре-
бования к выбору покрытий».
Одним из важнейших факторов, обусловливающих
выбор покрытия, являются условия эксплуатации изде-
лий, определяющие коррозионное воздействие среды.
ГОСТ 14007-68 «Покрытия металлические и неметал-
лические (неорганические). Группы условий эксплуата-
ции» в зависимости от коррозионной агрессивности сре-
ды 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 так-
же методов химической и электрохимической обработки
этих изделий.
Одним из определяющих требований при выборе по-
крытий для медицинских инструментов является неток-
сичность металлов и их окислов по отношению к крови и
организму человека во всех случаях применения инстру-
ментов, даже при кратковременном соприкосновении с
раневой поверхностью, жидкими и газообразными выде-
лениями организма.
Так как все медицинские инструменты в процессе
эксплуатации подвергаются санитарной обработке (дез-
инфекции, предстерилизационной очистке и стерилиза-
ции), то другим специфическим требованием при выборе
41
вида покрытия является высокая коррозионная стойкость
применяемых покрытий к различным медицинским
средам.
Для изделий медицинской техники разработан и внед-
рен отраслевой стандарт ОСТ 64-1-72-80 «Покрытия ме-
таллические и неметаллические, неорганические и элек-
трополирование изделий медицинской техники. Выбор.
Область применения и свойства», где учтены изложенные
выше особенности.
Этим стандартом предусматриваются дополнитель-
ные группы эксплуатации М-1 и Л4-2, характеризующиеся
дополнительными специфическими особенностями: сопри-
косновением с раневой или слизистой поверхностями ор-
ганизма, кожным покровом; соприкосновением с лекар-
ственными препаратами; дезинфекцией; предстерилиза-
ционной очисткой;стерилизацией.
Методы дезинфекции и стерилизации и применяе-
мые 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 углероди-
стой стали и латуни, для повышения их коррозионной
стойкости и увеличения срока службы покрывают слоем
никеля или хрома или тем и другим одновременно элек-
трохимическим методом.
IV.3. Эффективные защитные покрытия
для медицинских инструментов
Никелирование является одним из самых распро-
страненных методов «облагораживания» черных метал-
лов. В гальванической паре «Fe—Ni» никель как более
электроположительный металл является катодом по от-
ношению 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 неод-
нородности поверхности основного металла и наличия в
ней различных дефектов механической обработки (риски,
поры, царапины).
Во многих отраслях промышленности находят при-
менение многослойные покрытия типа Ni + Cu + Ni + Cr,
где для экономии никеля наносят подслой меди, при этом
42
в результате чередования слоев покрытий происходит
перекрытие пор и число сквозных пор резко снижается.
Такая технология позволяет повысить коррозионную
стойкость изделий. При изготовлении хирургических ме-
дицинских инструментов, непосредственно соприкасаю-
щихся с тканями раны, вследствие токсичности окислов
меди использование подслоя ее вообще исключено. Вме-
сте с тем для медицинских инструментов неприемлемы
толстые покрытия, так как большая толщина слоя может
в значительной степени изменить функциональные каче-
ства инструментов. Поэтому для защитных покрытий в
производстве медицинских инструментов используют про-
цесс никелирования в два — три слоя с общей толщиной
никеля, не превышающей 12—15 мкм. Такую технологию
применяют, например, на Медико-инструментальном за-
воде им. М. Горького для покрытия ножниц, изготовлен-
ных 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 един-
ственным приемлемым способом повышения коррозион-
ной 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 ней-
трализоваться перед сбросом и т. д.
Все это способствовало поиску технологических при-
емов создания антикоррозионной поверхности медицин-
ских изделий, дающих более ощутимые результаты.
На многих зарубежных инструментальных заводах, а
также и на заводах отечественной промышленности при
изготовлении ряда инструментов был внедрен химико-
термический метод — диффузионное хромирование. При
диффузионном хромировании, осуществляемом в терми-
ческих 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-
43
ни, для защиты от коррозии покрывают слоем блестяще-
го никеля. Процесс нанесения никеля из электролита,
содержащего бутиндиол, на ордена Трудового Красного
Знамени Медико-инструментальном заводе им. В. И. Ле-
нина и на Медико-инструментальном заводе им. Гусен-
кова 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 технологиче-
ский процесс биникелнроваиия деталей наконечников
зубоврачебных инструментов с верхним твердым слоем
никеля вместо никельхромового покрытия. Процесс ав-
томатизирован. Хромовые покрытия используют для за-
щиты от коррозии таких медицинских инструментов, как
ножи, скальпели, долота медицинские, зуботехнический
инструмент — плоскогубцы, кусачки и т. п. Хромовое по-
крытие можно применять для увеличения твердости и
износостойкости изделий. Оси, валы, втулки и другие де-
тали изделий медицинской техники, работающие на тре-
ние, 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, антифрикци-
онные качества, равномерную толщину слоя. Покрытие
производят в растворах, содержащих специальный ком-
понент, способствующий химическому выделению на по-
верхности 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 улучшение
качества отделки медицинских инструментов
Одним из методов, позволяющих улучшить качество
и функциональные свойства медицинских инструментов,
снизить трудоемкость шлифовально-полировальных опе-
раций, являются электрохимические способы обработки,
такие, как электрохимическое шлифование (ЭХШ), элек-
44
трохимическое полирование (ЭХП), матирование, эмата-
лирование.
Замена механического полирования электрохимиче-
ским снижает трудоемкость в среднем на 5—7%, повы-
шает качество обработки медицинских инструментов из
нержавеющих сталей.
Медико-биологическими исследованиями установлено,
что ЭХП стальных и титановых клапанов сердца приво-
дит к получению поверхности, исключающей тромбооб-
разование и сокращающей время вживления.
В НПО «Медипструмент» разработаны два электроли-
та 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 элек-
тролитах дает возможность снизить шероховатость по-
верхности на 1—2 класса с 2,5—1,25 мкм до 0,63—
0,32 мкм, заменяя одно-двукратное механическое шлифо-
вание. Использование этого технологического процесса в
производстве позволяет снизить трудоемкость шлифо-
вальных ручных операций на 4—5%.
Для обработки хирургических ножниц из сталей 20 —
40X13 и 12Х18Н9Т на основе разработанного электролита
создан комплексный технологический процесс совместно-
го использования процессов ЭХШ и ЭХП.
ЭХП медицинских инструментов в этом электролите
снижает шероховатость поверхности на 1 класс при ис-
пользовании этого процесса после ЭХШ и на 1—2 класса
после механического шлифования, заменяя механическую
глянцовку. Использование данного технологического про-
цесса позволяет снизить трудоемкость полировальных
ручных операций на 4—5%, не отмывать изделия от по-
лировочных паст в бензине, следовательно, снизить пожа-
роопасность и улучшить условия труда работающих, рез-
ко 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 поверхно-
сти медицинских инструментов применяют механический
способ — обдув стеклянными шариками. На наших заво-
45
дах для получения такой поверхности используют элек-
трохимический и химический способы.
Прогрессивным и экономичным способом защиты алю-
миния от коррозии является эматалирование — разновид-
ность процесса анодирования. В процессе эматалирова-
ния на поверхности изделия образуется нетоксичная по
отношению к организму человека молочно-серая эмале-
видная окисная пленка, обладающая высокой износо-
стойкостью, термостойкостью, эстетичностью, коррозион-
ной устойчивостью.
IV.5. Матирование поверхностей медицинских
инструментов
Замена блестящих медицинских инструментов мато-
выми обусловлена необходимостью уменьшения световых
бликов, утомляющих зрение врачей при длительных хи-
рургических операциях.
Матированная поверхность, обладая высоким классом
чистоты, имеет низкий коэффициент отражения света и в
отличие от обычных матовых покрытий легко протира-
ется тканью и не адсорбирует жировых загрязнений.
Матирование может быть как окончательным видом
обработки для изделий из нержавеющих сталей и тита-
новых сплавов, так и промежуточным перед нанесением
гальванических покрытий на изделия углеродистых ста-
лей и латуни.
Для создания матированной поверхности применяют-
ся различные механические способы, химические и элек-
трохимические, одной из разновидностей которых явля-
ется нанесение специальных гальванических покрытий
типа велюр — никель.
Из механических способов матирования поверхностей
наибольшее применение в зарубежной и отечественной
промышленности нашел процесс жидкостного сатиниро-
вания 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 латун-
ных и алюминиевых изделий необходимо давление пуль-
пы в 1,5—3 атм, для остальных — 6 атм при продолжи-
тельности обработки не более 1—2 мин. Для этого про-
цесса используются установки производства Японии,
ЧССР и ФРГ.
46
В японской установке детали укреплены на вращаю-
щихся 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 Экспери-
ментальном НИИ металлорежущих станков (ЭНИИМС)
и выпущены экспериментальные образцы. В этих уста-
новках поверхность изделий обрабатывается пульпой,
содержащей абразивные порошки или стеклянные ша-
рики. Две установки производства Закавказского филиа-
ла ЭНИИМС налаживаются на Гудермесском заводе ме-
дицинских инструментов.
Кроме жидкостного матирования, разработан также
процесс воздушного сатинирования поверхностей сталь-
ным порошком, имеющим частицы 0,2—0,25 мм. Он по-
дается на детали лопатками скоростных роторов. Изме-
няя скорость вращения роторов, можно регулировать
степень блеска сатинированной поверхности.
При сатинировании в результате создания «сфериче-
ского» микрорельефа получают шелковистые по внешне-
му виду поверхности высокой декоративности с чуть за-
метной шероховатостью.
Химическое матирование металлических изделий про-
водят 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 наи-
более прогрессивным и целесообразным экономически, но,
судя по ограниченным данным литературы, малоизучен-
ным процессом. Известны несколько электролитов для
электрохимического матирования углеродистых сталей
'.[Лайнер В. И., 1953] и всего два запатентованных рас-
твора для нержавеющих сталей [Патент № 48-128/2,
167634]. Эти растворы содержат минеральные кислоты
с добавками таких веществ, как глицерин, амнратические
диамины, аминоспирты, аминокислоты.
47
Опробование рекомендуемых электролитов не приве-
ло к стабильному получению качественной матированной
поверхности. Проведенные в НПО «Медипструмент» ис-
следования 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 нержавею-
щих сталей электрохимическое матирование служит фи-
нишной операцией после электрохимического полиро-
вания.
Химическое и электрохимическое матирование прово-
дят в гальванических ваннах, снабженных водяной ру-
башкой (для охлаждения электролита) и бортовой вен-
тиляцией. 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 шари-
ков и электрохимический способ матирования.
Эти способы позволяют получать наивысщее качест-
во матирования поверхности с уменьшением блеска до
10—12%. Жидкостное сатинирование уменьшает шеро-
ховатость на 1—2 класса, а предварительное электрохи-
мическое полирование обеспечивает коррозионную стой-
кость изделий. Инструменты, матированные электрохи-
мическим способом, хорошо выдерживают коррозионные
испытания стерилизацией.
Полученные в настоящее время результаты позволя-
ют считать наиболее целесообразными для матирования
медицинских инструментов массового применения, из-
готовленных из нержавеющих сталей 20X13—40X13, как
электрохимический, так и механический (сатинирование)
способы с предварительным электрохимическим полиро-
ванием их поверхности.
Электрохимическое полирование микрохирургических
инструментов, имеющих небольшие размеры и тонкие ра-
бочие части, затруднительно, и для этих целей лучше ис-
48
пользовать сатинирование. Для обеспечения коррозион-
ной стойкости таких инструментов необходимо применять
более коррозионно-стойкие нержавеющие стали типа
Х18Н9Т, 07Х16Н6, 25Х17Н2Б-Ш и т. д.
Глава V
РЕЖУЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ
V.I. Функциональное назначение и классификация
Практически любое хирургическое вмешательство
сопровождается разрезанием биологических тканей. Ка-
чество выполнения разреза во много предопределяет бла-
гоприятный исход операции, полноценную жизнедеятель-
ность органов, испытавших воздействие режущего инст-
румента, в послеоперационном периоде.
Под термином «разрезание» или «резание» понимает-
ся разрушение тканей под воздействием рабочего элемен-
та 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-биоло-
гической прочности швов. При некоторых операциях не
производится соединения поверхностей, однако и в этих
случаях в организме нужно в максимально короткие сро-
ки 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 про-
ектировании медицинских режущих инструментов.
Классификация медицинских режущих инструментов
приведена ниже на схеме [Воротынцева М. И.].
V.2. Режущие свойства однолезвийных инструментов
Характеристикой режущей способности лезвийных
инструментов является критическое усилие резания —
усилие нормального давления на ткань рабочим элемен-
том инструмента, при котором начинается разрушение
ткани под режущей кромкой [Резник Н. Е., 1975]. Вели-
49
СХЕМА. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕДИЦИН СКИХ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
чина предельно допустимого усилия давления на биоло-
гические ткани обусловливается их допустимой повреж-
даемостью, которая определяется условиями послеопера-
ционного восстановления жизненных функций органов.
Количественно этот параметр для большинства видов
биологических тканей в настоящее время не определен п
на практике в каждом конкретном случае нормирование
усилия давления на ткань при ее резании зависит от
квалификации хирурга.
Установлено предельное давление скальпелем на ко-
жу при вскрывании брюшной полости — 20 Н. Отказ
скальпеля (потеря режущей способности) фиксируется
при непрорезании дермы при давлении лезвием инстру-
мента с этим усилием. Дальнейшее увеличение давления
50
51
Рис. 1. Геометрические пара-
метры режущего клина:
Д о — ширина режущей кромки;
Дк — ширина режущей кромки в
состоянии отказа; h — высота из-
нашиваемого участка; а —угол за-
острения.
новыми гранями, в процессе
на ткань приводит к ее
повреждению. Концентра-
тором напряжений в раз-
резаемой ткани у лезвий-
ных инструментов являет-
ся режущий клин — уча-
сток наиболее активного
контакта инструмента с
тканью. Режущая способ-
ность инструмента опре-
деляется главным обра-
зом формой и размерами
режущего клина. Основ-
ные параметры его приве-
дены на рис. 1.
В табл. 7 представле-
ны количественные значе-
ния указанных парамет-
ров для однолезвийных
инструментов массового
применения.
Роль режущей кром-
ки — переднего участка
поверхности режущего
клина, ограниченного бо-
резания выявляется из ана-
литического выражения величины критического усилия
резания [Резник Н. Е., 1975]:
Ркр — Крез + Rew + Tj 4~Т2,
(V. 1)
где составляющая реакции материала на воздействие ре-
жущей кромки
Крез === * FKp ” Ср ♦ Д • L
В этих- выражениях: ор — разрушающее контактное
напряжение под кромкой; i — единичная длина режущей
кромки; Исж — реакция ткани от сжатия боковыми гра-
нями режущего клина; Т}> Т2 — силы трения ткани о бо-
ковые грани.
Величина Rpe3 характеризует часть усилия, затрачи-
ваемую непосредственно на разрушение ткани.
Сумма Ксж + Т1+Т2 является характеристикой части
усилия резания, затрачиваемой на предварительное сжа-
тие ткани. Величины RCJK, Ti, Т2 являются функциями уг-
52
Таблица 7
Геометрические параметры режущего клииа
Наименование инструмента № НТД а, град Ап, мкм. ие^ Дк, t мкм
более | мкм
Скальпели и иожи для 21 4 8—12 10—18
общей хирургии, ги- ТУ 25 4 8—12 8-16
некологии, травма- тологии 64-1-17-78 30 4 8—12 4—10
Скальпели и иожи для
микро- и сосудистой > 18 2 4—6 10—14
хирургии Скальпель остроконеч- ный СО-4 фирмы Номер по каталогу 21 2 4—6 9—13
«Эскулап», ФРГ ВА517 15 0,3—4 8—12 22—38
ла заострения режущего клина а, шероховатости боко-
вых граней, механических свойств ткани — модуля упру-
гости, коэффициента Пуассона и режимного параметра
процесса резания — величины сжатия ткани. Для упру-
говязких материалов, какими являются биологические
ткани, основная часть усилия резания расходуется непо-
средственно на резание — доля Rpe3 от РКр (величины
критического усилия резания) достигает 80% [Рез-
ник Н. Е., 1975]. Эти данные подтверждаются исследова-
ниями НПО «хМединструмент», в частности, в наших ис-
следованиях было установлено, что при изменении угла
заострения скальпеля в пределах 15—30° величина уси-
лия резания повышается на 12—25%. Это свидетельст-
вует о решающей роли режущей кромки однолезвийного
инструмента в процессе резания,— чем меньше ее шири-
на, тем меньшее значение имеет величина Ркр. Исходная
предельная ширина режущей кромки скальпелей и но-
жей для выполнения общехирургических операций со-
ставляет 4 мкм. В состоянии отказа ширина режущей
кромки равна 8—12 мкм, т. е. увеличена вдвое и даже
втрое.
Ширина режущей кромки при изготовлении опреде-
ляется технологическими режимами формообразования
и свойствами материала инструмента. Определяющими
являются твердость и вязкость материала инструмента и
режима заточки. При жестких режимах заточки на кром-
ку выходит значительное количество заусенцев и навалов
крупных размеров, образуя в вершине режущего клина
53
своего рода «вуаль». Этому способствует также повы-
шенная вязкость материала, из которого изготовлен ре-
жущий инструмент.
Установлено, что стойкость пластических образований
значительно ниже стойкости основного материала,— они
разрушаются после 1—3 циклов работы (цикл включает
предоперационную обработку, заключающуюся в дезин-
фекции, мойке, стерилизации, и непосредственно опера-
цию). В результате обнажается режущая кромка боль-
шей ширины, что приводит к ускорению отказа. Для
материалов, обладающих значительной вязкостью и проч-
ностью, характерна также длительная устойчивость пла-
стических образований, однако они подвержены дефор-
мации при работе, что также приводит к увеличению ши-
рины кромки.
Жесткие режимы заточки из-за значительных усилий
бокового давления на режущий клин вызывают его раз-
рушение на значительном расстоянии от его геометриче-
ской вершины. В этих случаях материал режущего клина
теряет конструкционную прочность в результате перегре-
ва от воздействия выделяющегося тепла при абразивной
обработке материала поверхностей боковых граней, по-
скольку отвод тепла в массив лезвия резко затруднен из-
за тонкого режущего клина. Для повышения качества
режущего клина необходимо применять щадящие режи-
мы 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 тре-
буются значительные трудозатраты. В настоящее время
при значительном объеме производства массовых одно-
лезвийных медицинских режущих инструментов (около
7 млн. штук в год) и отсутствии механизации в процессе
заточки, из-за сложности и нерегулярности формы и раз-
меров режущих частей инструментов достичь остроты ме-
нее 2 мкм невозможно. На практике острота инструмента
должна быть эффективной, т. е. обеспечивать достаточ-
ную режущую способность при изготовлении режущих
медицинских инструментов в объеме, удовлетворяющем
требования медицины. При условии соблюдения техноло-
гических приемов производства режущих инструментов,
согласно технической документации (см. табл. 7), скаль-
пели соответствуют медицинским: требованиям.
54
Износостойкость лезвийных инструментов определя-
ется устойчивостью участка режущего клина, заключен-
ного между поверхностями исходной режущей кромки и
кромки в состоянии отказа (см. рис. 1). Высота этого
участка равна 6—30 мкм. Масса удаляемого в результа-
те износа материала лезвия скальпелей составляет около
10~5 г при общей массе лезвия инструмента 5—30 г. Это
свидетельствует об исключительной важности технологи-
ческих 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 растягиваю-
щих. Эти напряжения распределяются неравномерно.
Концентраторами являются впадины и выступы канавок,
образующихся при резании абразивными частицами, и
вершина образовавшегося режущего клина. Неравномер-
ное напряженное состояние режущего клина создается
также в результате односторонней ручной заточки. При
работе режущий клин испытывает воздействие напряже-
ния от реакции ткани, которое суммируется с собственны-
ми его напряжениями, при одновременном влиянии кор-
розионно- и поверхностно-активных сред организма. В ре-
зультате износ режущего клина происходит под действием
преимущественно двух факторов — электрохимического
растворения материала наиболее нагруженных поверх-
ностей и коррозионного растрескивания под остаточным
напряжением. Необходимо отметить, что нагружение ре-
жущего клина носит спорадический характер как вслед-
ствие проведения самих операций, так и из-за непостоян-
ства взаимного расположения ткани и режущего клина
в процессе выполнения разреза и нерегулярности релье-
фа поверхностей режущего клина.
В НПО «Мединструмент» при исследованиях установ-
лено, что в зависимости от режима заточки и материала,
применяемого для изготовления инструмента, отказ од-
нолезвийных инструментов в условиях клинической экс-
плуатации может происходить вследствие монотонного
износа поверхностей контакта с разрезаемой тканью, что
характерно для щадящих режимов заточки и аварийного
55
износа. Последний происходит преимущественно под дей-
ствием коррозии под остаточным напряжением ослаблен-
ного в результате заточки в жестких режимах режущего
клина и проявляется в виде хрупкого выкрашивания уп-
рочняющих фаз или отдельных участков режущего клина.
Аварийный износ является наиболее интенсивным, на-
пример, отказ скальпелей наступает после 1—3 циклов
работы. При монотонном износе скальпели из применяе-
мых 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 тверды-
ми предметами — инструментами, стерилизационными ко-
робками и пр. Такого рода повреждения имеют вид смя-
тия или изгиба режущего клина.
Пути улучшения режущих свойств однолезвийных ин-
струментов связаны с совершенствованием технологии их
формообразования, разработкой новых технологических
процессов, обусловливающих бездефектность или мини-
мум дефектности режущего клина при достаточной про-
изводительности заточки, разработкой и выявлением но-
вых материалов, обеспечивающих благоприятные усло-
вия формообразования режущего клина при заточке по
существующим и перспективным технологическим процес-
сам, его устойчивость к воздействию эксплуатационных
факторов.
Перспективным является применение сталей, леги-
рованных элементами, создающими термодинамическую
устойчивость и остаточную конструкционную прочность
режущего клина,— ванадием, молибденом, вольфрамом,
ниобием и др. добавками.
V .3. Свойства встречнорежущих инструментов
Свойства встречнорежущих лезвийных инструментов
в отличие от однолезвийных определяются не только па-
раметрами лезвий режущего клина. Рассмотрим это на
примере хирургических ножниц, геометрические парамет-
ры которых представлены на рис. 2.
В зависимости от функционального назначения лез-
вия 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.
56
Рис. 2. Геометрические параметры ножниц:
а —в плоскости резания XV; б — поперечного сечеиия в плоскости X; в —
поперечного сечения режущего клина; г — лезвия в плоскости X и XV; b —
ширина лезвия в корневом сечении; /р —длина рабочей части лезвия; h —
расстояние от точки приложения силы к ручке до оси шарнира; Z2 —расстоя-
ние от осн шарнира до точки первичного контакта режущих кромок; t —
расстояние между вершинами лезвий; Н — расстояние между точками при-
ложений усилий на ручках; / —угол раствора лезвий; а — передний угол;
б — угол резания; у — задний угол; ф —угол между боковыми гранями нож-
ниц; с —ширина передней грани; 3 — угол заострения режущего клина; h —
толщина обрабатываемого материала; k — точка первичного контакта режу-
щих кромок.
57
г ср
Рис. 3. Геометрические параметры (а, б) замковой части ножниц:
S —толщина половинки в сечении по оси шарнира; Л — глубина гнезда под
головку винта; D — диаметр головки винта; d — диаметр стержня винта;
Д г —ширина поверхности контакта в замковой части; Гер — средний радиус
опорной площадки.
изогнутыми по плоскости), что объясняется лучшими ус-
ловиями визуального контроля за процессом резания из-
за выступания рабочих частей лезвий над остальными
элементами конструкции ножниц. Кроме указанных раз-
меров, для процесса резания имеют существенное значе-
ние также форма и размеры замковых частей ножниц,
представленные на рис. 3.
Приводим в упрощенном виде аналитические выраже-
ния, определяющие режущую способность ножниц:
Ркр — Крез Ксж Т1 Т2 + R\
Х<2?,
(V. 2)
(V. 3)
(V. 4)
h 2ИСЖ
где 0 — угол между касательными к режущей кромке в
58
плоскости XY; ср — угол трения; Q — сила взаимного дав-
ления лезвий в точке контакта режущих кромок, действу-
ющая параллельно Z.
Условие (V.2) является известным выражением для
определения критического усилия резания лезвием. Со-
ставляющая возникает от действия противорежущего лез-
вия и отражает несимметричность взаимодействия поло-
вин с разрезаемой тканью.
Выражение (V.3) является необходимым условием за-
щемления ткани между лезвиями до начала резания.
Из выражения (V.4) следует, что для обеспечения ре-
жущей способности лезвия ножниц должны иметь опре-
деленную жесткость. Величина 2Ф является расстоянием
между линиями действия Ркр противорежущих лезвий,
а Уф — между линиями действия равнодействующих ре-
акций материала параллельно оси Y (в плоскости YZ).
Величины 2Ф и Уф определяются картиной распределе-
ния реакции обрабатываемой ткани, а следовательно, яв-
ляются функциями геометрических параметров лезвий и
реологических свойств разрезаемой ткани.
Из анализа представленных выражений следует, что
нарушение Любого из этих условий приводит к потере ре-
жущей способности ножниц. Например, при выполнении
поверхностей граней режущего клина гладкими вследст-
вие уменьшения угла трения режущая способность нож-
ниц в данном сечении теряется — ткань проскальзывает
между лезвиями (V.3). Затупление лезвия вызывает уве-
личение 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 2Ф возрастает, и, следовательно, при
заданной жесткости лезвий для выполнения реза требу-
ется большая острота лезвий.
Режимный параметр Ali = h—2ЬСЖ, где hC)K — величина
сжатия материала одним из лезвий до начала резания,
входит в выражение (V.4) неоднозначно, что свидетель-
ствует 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 величи-
ну неизбежно приводит к отказу ножниц. На практике ос^
59
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 резуль-
тате износа половинки расходятся, что приводит к умень-
шению величины Q в рассматриваемом сечении из-за
меньшей деформированное™ половинок.
Так как у хирургических ножниц отношение —-— =
Г ср
= 5ч-15, то и влияние износа замкового соединения на
жесткость лезвий во столько же раз больше по сравне-
нию с влиянием износа граней режущих клиньев лезвий.
Важным условием сохранения режущей способно-
сти ножниц является стабильность формы режущих кли-
ньев по всей длине лезвий. При наличии отдельного
локального дефекта в виде углубления задней грани
режущего клина в каком-либо сечении лезвия в образо-
вавшийся промежуток между режущими клиньями за-
тягивается ткань, не разрушаясь (особенно это харак-
терно для резания волокнистых материалов). От рас-
пирающего действия сжимаемой в этом промежутке
ткани лезвия деформируются — расходятся, что вызы-
вает увеличение 2ф, и при определенном его значении
оптимальные условия, выраженные в (V.4), наруша-
ются. В образовавшийся от расхождения лезвий зазор
между режущими клиньями вовлекаются новые объе-
мы ткани, сжатие которых также сопровождается воз-
растанием 2ф. Процесс расхождения лезвий лавино-
образно ускоряется, затем замедляется до уравновеши-
вания реакции сжимаемой ткани, усилившейся от
деформации лезвий, ножницы «заклинивает». Таким
образом, наличие отдельного локального дефекта режу-
щего клина в одном из сечений лезвия приводит к по-
тере режущей способности лезвий на остальных участ-
ках, лежащих за этим сечением, при одновременной со-
хранности на них режущих клиньев. Установлено, что
критическая глубина локального дефекта для общехи-
рургических ножниц составляет 5-4-15 мкм при его дли-
не до 30 мкм.
Из изложенного выше следует, что износ ножниц
локализуется на поверхностях режущих клиньев лезвий,
на поверхностях трения половин лезвий и трения го-
ловки шарнира в замковой части. Причем отличитель-
ной особенностью является самозатачивание режущих
60
клиньев лезвий при износе по поверхностях задних гра-
ней 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 по-
верхностно-активной средах. Применение для упрочне-
ния 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 поверхно-
стей лезвий ножниц может быть монотонным или окис-
лительным, при котором форма режущих клиньев со-
храняется стабильной, и аварийным, который проявля-
ется в основном в виде выкрашивания отдельных уча-
стков 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 резуль-
тате уменьшения жесткости лезвий, деформированность
которых при износе снижается. Восстановление режу-
щих свойств в этом случае возможно при уменьшении
зазора между половинками в замковой части путем за-
ворачивания винта с последующей расклепкой его стер-
жня. При аварийном износе для восстановления режу-
щей способности необходимо заточить ножницы на глу-
бину повреждения. На практике, как ремонтных пред-
приятий «Медтехники», так и в условиях лечебных
учреждений, в любом случае износа производят пере-
точку лезвий.
Режущую способность лезвийных инструментов вос-
станавливают, как правило, путем переточки при помо-
щи абразивных кругов. Так как процесс заточки не
механизирован, то качество режущего клина полностью
зависит от квалификации заточника.
Пути улучшения режущих свойств медицинских нож-
ниц связаны с созданием антифрикционности поверх-
ности нагруженных участков лезвий и замковой части
путем нанесения износостойких покрытий или приме-
нения для изготовления ножниц соответствующих ма-
териалов. Улучшение режущих свойств связано также
и с предотвращением аварийного износа за счет совер-
шенствования технологии формообразования режущих
61
клиньев (шлифования задних и передних граней), при-
менением для изготовления режущих клиньев материа-
лов, устойчивых к коррозионной усталости, и оптимиза-
цией геометрических параметров.
Для определения оптимальных по режущей способ-
ности и стойкости геометрических параметров необхо-
дима количественная характеристика основных реологи-
ческих свойств биологических тканей, т. е. величин,
определяющих процесс взаимодействия лезвий с тканью
(разрушающего контактного напряжения <тр, модуля де-
формации Е, коэффициента Пуассона ц). Следует от-
метить, 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 вре-
мени осуществлялось без знания этих характеристик,
т. е. без учета комплекса условий, необходимых для со-
здания оптимальных инструментов, то сейчас повыше-
ние качества режущих свойств изготавливаемых инст-
рументов будет все больше связываться с глубоким
изучением необходимых характеристик различных био-
логических тканей.
Глава VI
МНОГОЛЕЗВИЙНЫЕ РЕЖУЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ
VI . 1. Боры зубные
Зубные боры предназначены для препарирования
твердых тканей зубов и челюстных костей. Боры состо-
ят из фасонной рабочей части (рис. 4) с режущими зу-
бьями и цилиндрического хвостика (рис. 5), служащего
для закрепления в стоматологическом наконечнике. По
форме рабочей части боры подразделяются на шаровид-
ные, цилиндрические, конические, обратноконические,
колесовидные с продольной, торцевой поперечной, уг-
ловой или комбинированной насечкой, образующей ре-
жущие зубья (см. рис. 3). Хвостовики боров, предназна-
ченных для применения с угловым наконечником, имеют
на свободном конце проточку и лыску для фиксации.
Диаметр хвостовика для прямого и углового наконечни-
ков составляет 2,35 мм, для турбинного—1,6 мм. Боры
для прямого наконечника имеют установленную длину
62
Рис. 4. Боры зубные.
44 мм, для угловых наконечников— 17,22 и 27 мм и для
турбинных — 22 мм. Диаметр рабочей части боров обоз-
начается условными номерами, например, нечетными (от
О до 13), которым соответствуют размеры, от 0,85 до
3,1 мм.
Зубные боры изготавливают из высокопрочной хро-
мовольфрамовой стали ХВ5, твердых сплавов ВК6М,
ВК6ОМ или с применением алмазных зерен.
VI. 2. Боры стальные
Стальные боры предназначены для препарирования
дентина зубов при лечении кариеса, пульпита и перио-
донтита. Твердость рабочей части этих боров после тер-
мообработки HRC составляет 60—65 ед. При работе на
дентине средняя наработка стального бора — 5 мин.
Применение стальных боров для препарирования эма-
ли преждевременно выводит их из строя.
63
Рис. 5. Хвостовики боров:
/ — полостной шаровидный с косой непрерывной режущей кромкой; 2 — по-
лостной обратнокоиусный с косой непрерывной режущей кромкой; 3 — поло-
стной колесовидный с косой непрерывной режущей кромкой; 4 — фиссурный
цилиндрический с прямой непрерывной режущей кромкой; 5 — фиссурный
цилиндрический с косой непрерывной режущей кромкой; 6 — фиссурный ци-
линдрический с прямой прерывистой режущей кромкой; 7 — фиссурный ко-
нусный с косой непрерывной режущей кромкой; 8 — фиссурный конусный с
прямой прерывистой режущей кромкой; 9 — фнннр шаровидный с косой не-
прерывной режущей кромкой; 10— фннир цилиндрический с прямой непре-
рывной режущей кромкой; 11 — финир пламевидный с прямой непрерывной
режущей кромкой; 12 — финир конусный с прямой непрерывной режущей
кромкой.
В настоящее время боры выпускают в наборах для
прямого и углового наконечника и различных типораз-
меров (табл. 8).
VI.3. Полиры
Полиры служат для окончательной отделки (поли-
ровки) наружной (видимой) поверхности пломб из раз-
личных материалов. Отечественная промышленность
выпускает шаровидные полиры с рифленой и гладкой
поверхностью рабочей части, которые применяют после-
довательно.
VI.4. Боры с рабочей частью из твердого сплава
Боры твердосплавные предназначены для препари-
рования твердых зубных тканей эмали. Рабочая часть
64
Таблица 8
Основные типоразмеры стальных боров
Форма рабочей поверхности Номера боров
Цилиндрические фиссурные с двойной на- резкой, 1-3—5—7—9—11—13
в том числе для углового наконечника 1—3—5—7—g
Цилиндрические фиссурные с одинарной нарезкой 1—3—5—7—9
Конические фиссурные с двойной нарезкой, 1-3—5—7—9-11—13
в том числе для углового наконечника 1^3—5—7—9
Конические фиссурные с одинарной нарезкой 1—3—5—7—g
Колесовидные 3-5
Обратноконические 1__3„5—7—9
Шаровидные, 1—3—5—7—9—11—13
в том числе для углового наконечника 1-3-5—7—9— п
Финиры 3-5-7
Полиры 3—5—7—9
Ступенчатые 1-5
Финиры цилиндрические 1—7
Финиры конические 5-9
Полиры рифленые 3—5—7—9
Боры трепаны 9—11
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 об-
ладают 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 цилин-
дрические фиссурные для прямого, углового и турбин-
ного наконечников. В основном их применяют для про-
ведения тех же операций, что и стальные боры, с той
лишь разницей, что с их помощью срезают эмалевые
65
9 10 11
Рис. 6. Головки алмазные.
/ — шаровидные; 2 — обратноконусные с выемкой; 3 —конические с радиу-
сом; 4 — дисковые; 5 —остроконнческне; 6 — колесовидные с радиусом; 7 —
цилиндрические; 8 — конические усеченные; 9 — обратноконусные; /0 —коле-
совидные; 11 — пламевидные.
навесы над кариозной полостью, препарируют эмаль зу-
бов и дентин вблизи эмалево-дентинной границы, а так-
же выводят на жевательную поверхность и формируют
для пломбирования полости, расположенные на апрок-
симальных и боковых поверхностях зубов.
Цилиндрические фиссурные боры с одинарной нарез-
кой выпускают для прямого, углового и турбинного на-
конечников четырех номеров каждый — № 1, 3, 5, 7,
обратноконические боры изготовляют той же номенкла-
туры.
66
Шаровидные боры производят пяти размеров (№ 1—
9) для прямого наконечника, для углового наконечни-
ка— № 1, 3, 5, 7 длиной' 17, 22, 27 мм и тех же номе-
ров — 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 ме-
таллических деталей зубных протезов. Покрытие рабо-
чей части головок содержит порошок дробленых природ-
ных алмазов с зернами размером 63—125 мкм. Хвостови-
ки этих боров изготавливают из стали 20X13, ХВ5 и У10.
Алмазные головки рекомендуется эксплуатировать при
оптимальной скорости вращения— 10—300 000 об/мин.
Выпускают алмазные головки 46 типов по размеру.
Шаровидные головки изготавливают для прямого,
углового и турбинного наконечников с диаметром голов-
ки 1,5 и 2 мм. Они служат для трепанации эмали зубов
и разработки полостей при поверхностном и среднем ка-
риесе.
Цилиндрические головки выпускают с диаметром ра-
бочей 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 угло-
вого наконечника.
Головки цилиндрические и цилиндрические с проре-
зью предназначены для препарирования зубов и пазов в
ннх, срезания эмалевых навесов над кариозной поло-
стью.
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 выпус-
каются для прямого, углового и турбинного наконечни-
ков, диаметром 5 мм для прямого и углового наконечни-
ков. Такие головки предназначены для препарирования
эмали зубов при формировании полостей в них перед
пломбированием и при зубном протезировании.
67
Рнс. 7. Круги и диски алмазные.
1 — плоские односторонние; 2 — плоские двусторонние; 3 — плоские односто-
ронние с отверстиями; 4 — плоские двусторонние с отверстиями; 5 — кониче-
ские; 6 — трехсторонние; 7 — трехсторонние радиусные; 8 — с рифленой по-
верхностью.
Колесовидные головки диаметром 4 и 8 мм выпуска-
ют для прямого и углового наконечников, а диаметром
4 мм —для турбинного наконечника. Колесовидные го-
ловки предназначены для препарирования эмали зубов
и пазов в них.
Чечевицевидные головки диаметром 4 и 6 мм изго-
тавливают для прямого и углового наконечников, а диа-
метром 4 мм — для турбинного наконечника. Предназ-
начены они для препарирования жевательной поверхно-
сти зубов и создания на ней фиссур и т. д.
Пламевидные головки диаметром 1,2 мм выпускают
для всех видов наконечников. Предназначены такие го-
ловки для препарирования пазов, оформления полостей
под пломбы и вкладки и т. д.
VI .6. 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 корон-
ковой части зуба, а диски, в частности плоские,— для се-
парации, препарирования апроксимальных поверхно-
стей зуба или смежных зубов. Рабочие поверхности кру-
68
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-
ные с двойной нарезкой.
гов и дисков покрыты алмазным порошком на никелевой
основе. Конические диски имеют покрытие на внутренней
поверхности и применяются для препарирования меди-
альных 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) диамет-
ром 18 мм.
VI. 7. 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 приводят-
ся во вращение бормашиной.
Таблица 9
Основные типовые размеры зуботехиических фрез
Формы рабочей части
Диаметр рабочей
части, мм
Цилиндрические
Колесовидные
Колесовидные с двойной нарезкой
Конические 3-х типов
Конические 2-х типов для углового наконечника
Овальные 2-х типов
Овальные для углового наконечника
4—5
8—10—12,5
8—10
4-5—6
4
4—5—6
4
69
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 разме-
ров (табл. 9).
Глава VII
ЗАЖИМНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ
VII. 1. Функциональное назначение и классификация
Зажимные инструменты по функциональному назна-
чению подразделяются на предназначенные для непо-
средственного воздействия на ткани (зажимы, щипцы) и
предназначенные для захвата и фиксации других инстру-
ментов, воздействующих на ткани (иглодержатели).
Зажимы используют при проведении операций для
временного сдавливания тканей для остановки кровоте-
чения 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 дол-
жно травмировать органы, так как в послеоперацион-
ный период ткани должны полностью восстановить жиз-
недеятельность; 2) наложение которых может травми-
ровать органы, удаленные в процессе операции или в по-
слеоперационный период.
Общим признаком инструментов первой группы, к ко-
торой относятся зажимы для кишечно-желудочных и со-
судистых операций, является эластичность рабочих ча-
стей. Основным функциональным требованием, предъяв-
ляемым к этим инструментам, является надежное атрав-
матическое перекрытие просвета тканей, обеспечиваемое
равномерным распределением давления губок по всей
площади их соприкосновения с тканями. Рабочие поверх-
ности губок выполняют, как правило, профилированны-
ми, в виде комбинаций впадин и выступов на поверхно-
стях противодействующих губок, что обеспечивает изгиб
тканей в сжатом состоянии, в результате которого улуч-
шается герметичность сдавливаемого участка органов
при меньших необходимых удельных давлениях на ткани.
Ко второй группе относят главным образом кровоос-
70
танавливающие зажимы. Основной задачей инструмен-
тов этой группы является надежная фиксация органов в
сжатом состоянии. Оптимальная величина давления ра-
бочих поверхностей губок зажима на ткани, при которой
последние не травматизируются при условии надежной
фиксации органа, является основным исходным пара-
метром при проектировании зажимов. Определение не-
обходимого давления связано с состоянием ткани органа,
необходимой экспозицией при данной методике проведе-
ния операции и другими факторами, причем эта величина
варьирует для различных органов в широких пределах.
При проектировании инструментов для обеспечения но-
вых методик проведения операций параметр выявляется
экспериментальным путем.
В работе Г. В. Астафьева (1966) определены опти-
мальные величины удельных давлений на ткани пище-
вода, толстой и тонкой кишки, составляющие 1 —
1,2 кгс/см2. Установлено, что при сдавливании стенок
указанных органов при этих усилиях обеспечивается гер-
метичность, и в послеоперационный период в тканях не
наблюдается необратимых изменений.
VII.2. Особенности эксплуатации зажимов
Зажимы являются инструментами с циклическим ха-
рактером нагружения. В ходе операции их можно накла-
дывать до 8—12 раз, причем диапазон регулирования
деформаций и усилий значителен вследствие вариации
в широких пределах геометрических и механико-биологи-
ческих параметров органов. Кроме механических нагру-
зок, зажимы испытывают влияние коррозионно- и по-
верхностно-активных сред организма (см. главу II), при-
чем 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 сни-
жения предела текучести материала инструмента от воз-
действия активных сред, развития коррозии под напря-
жением и из-за повышенной чувствительности материала
к концентраторам напряжений, приводящей к хрупкости.
Усилие сжатия зажимов определяется жесткостью
браншей. Как правило, бранши зажимов снабжаются
71
кремальерными механизмами, обеспечивающими фикса-
цию 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 не-
которые зарубежные фирмы изготавливают зажимы с
бесступенчатыми кремальерами. Препятствием для их
широкого применения является громоздкость инструмен-
тов и 'сложность их конструкций.
К надежности работы зажимов предъявляют жест-
кие требования. Как правило, отказ инструмента во вре-
мя операции резко осложняет работу хирурга и отрица-
тельно влияет на ход операции. Это обстоятельство дик-
тует повышенные требования к проектированию инстру-
ментов на основе сравнительно узких рамок оптималь-
ных значений величины сдавливания тканей и требует
проведения возможно более точного расчета элементов
конструкции зажимных инструментов на прочность и
жесткость.
VII.3. Расчет на жесткость и прочность
и определение размеров зажимов
Половины зажимов по характеру нагружения при ра-
боте можно разбить на четыре группы: участок активно-
го контакта с обрабатываемым объектом (губки); уча-
сток соединения половин инструмента (замок); участок
от замковой части до кремальеры или до ручек в инстру-
ментах бескремальерной конструкции (бранит) и пере-
ходные участки от браншей и рабочей части к замку.
Прямолинейная рабочая часть в основном подверже-
на изгибу в плоскости инструмента, т. е. плоскости, пер-
пендикулярной продольной оси и совпадающей с плоско-
стью симметрии инструмента. В инструментах с криволи-
нейными губками к изгибу добавляется еще и кручение.
Рабочие части иглодержателей также испытывают влия-
ние 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
размеры». Для вычисления максимальных напряжений
в коробчатых замках и для проверки их прочности мож-
но пользоваться элементарной теорией изгиба. Напря-
жение в замке появляется в сечении. В сечении, прохо-
72
Рис. 9. Расчетная схема бранши иглодержателя:
Р' — усилие, приложенное к кольцу, при зацеплении за последний зуб кре-
мальеры; /1 — расстояние от силы Р до корневого сечеиия бранши; а — рас-
стояние от сечеиия перехода бранши в кремальеры до силы Р; в — ширина
бранши в корневом сечении; h — высота бранши в корневом сечении; d —
диаметр бранши в сечении перехода в кремальеру.
дящем через ось коробчатого замка, значение изгибаю-
щего момента максимально, оно. ослаблено отверстием
под ось.
Бранши замков подвергаются изгибу в плоскости ин-
струмента, причем усилия изгиба определяют жесткость
инструмента п зависят от назначения последнего. Кроме
того, бранши подвергаются изгибу в перпендикулярной
плоскости и кручению от воздействия кремальеры. Кру-
тящий момент постоянен по всей длине бранши. Для
большинства инструментов за расчетную нагрузку мож-
но принять изгибающий момент в плоскости инструмен-
та, так как изгибающий момент от кремальер бывает
значительно меньше. Из-за отсутствия выступающих уг-
лов максимальные напряжения от изгиба в разных пло-
скостях не будут складываться в одной точке.
Используя элементарную теорию изгиба, в пределах
применимости гипотезы плоских сечений, можно вычис-
лить напряжение при изгибе браншей. Наиболее рацио-
нально проектировать браншу как брус равного сопро-
73
тивления изгибу. При этом момент сопротивления сече-
ния по длине бранши меняется по линейному закону.
Браншу можно рассматривать как консольно защем-
ленную 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 перене-
сти на расстояние а в это сечение.
Углами наклона сечений А — АиБ — Бк оси X для
практических расчетов можно пренебречь.
Анализ конструкций иглодержателей позволяет сде-
лать допущение, что браншу можно рассматривать как
усеченный конус. При этом изменение площади попереч-
ного сечения происходит по закону:
Fo L2
Fx “ (L —X)2 ’
(VII. 1)
где F0 = b-h — площадь корневого сечения, х — текущая
координата; Fx — площадь сечения бранши на расстоя-
нии X; L — высота полного конуса, образованного по-
верхностью бранши.
Момент инерции в этом случае изменяется по закону:
ТГ=<СТГ' (VII. 2)
где Jo, Jx — соответствующие значения моментов инер-
ции. Изгибающий момент в сечении X под действием си-
лыР: M^POj-x). (VII. 3)
Известно, что прогибы балки Y при постоянном модуле
упругости Е под действием изгибающего момента М.
Y(x) =fdxf-gg-dxHC, (VII. 4)
где С — константа, определяется краевыми условиями.
Углы поворота сечений при этом
Y,(x) = ^WTdx + c- (vn.
Подставляя в выражения (VII.4) и (VII.5) значения
(VII.2) и (VI 1.3), после интегрирования получим
YVy'» РР <L— I,) I , PH
' ' ~ 3EJ„ ’ (L — х)3' 2EJ0
<L=T>. + C. (VII. 6)
74
При этом
Y« = 2ЕМГ-1,) ~ + С» <VI1- 7>
где D — константа, определяемая краевыми условиями,
т. е. Х = 0, У (х) =0, тогда
PL4L + 21!)
6EJ0
Из (VII.7) получаем
_ PL2 (2L + h)
и ~ 6EJ0
Подставляем значения С и D в (VII.7) и после преобра-
зования получаем
У(^=6Е;Х „.(ЗО.-а.х- Lx), (VII. 8)
при х=11 получаем
л \ PL1i
~ 3EJ0 (L-h)
Введем коэффициент, характеризующий конусность
бранши,
К - -i-. (VII. 9)
Для большинства иглодержателей К= 1,5 —2,5. Примем
К—2, тогда
2Р1? ,
у = -зёГ- <VIL 10)
Для этого случая построена номограмма, представлен-
ная на рис. 10.
Для определения размеров поперечных сечений не-
обходимо учитывать длину бранши, т. е. расстояние от
корневого сечения до сечения перехода бранши в кре-
мальеру или рукоятку (11), усилие сведения колец Р при
зацеплении за последний зубец кремальеры и величину
прогиба бранши в сечении перехода в кремальеру y(h).
Эти данные выбирают, исходя из условий работы ин-
струментов, т. е. необходимо учитывать усилие, которое
должно прилагаться к браншам, что диктуется особен-
ностями тканей, их возрастом, плотностью, структурой и
др. особенностями.
75
Рис. 10. Номограмма для расчета-поперечных сечений бранш игло-
держателей.
Особенно сложными с точки зрения установления на-
пряженно-деформированного состояния являются уча-
стки перехода от браншей и рабочей части к замку.
Здесь сосредоточены в основном концентраторы напря-
жений. Теоретический расчет этой части инструмента в
настоящее время практически невозможен и, как прави-
ло, определяется эмпирически с учетом изложенных вы-
ше условий.
Для получения достоверной картины напряженно-
деформированного состояния зажимных инструментов
НПО «Мединструмент» совместно с Казанским авиаци-
онным институтом им. А. Н. Туполева провели экспери-
76
Рис. 1L Линии главных напряжений кровоостанавливающего за
жима.
Рис. 12. Группа наиболее нагруженных точек кровоостанавливающе-
го зажима.
ментальные исследования наиболее распространенных
инструментов — кровоостанавливающих прямых и изог-
нутых зажимов, иглодержателей.
Для исследования были изготовлены модели половин
инструментов из органического стекла. Возможность
применения для исследования распределения напряже-
ний 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 фор-
мах, размерах и нагрузках имеют в одинаково располо-
женных участках одни и те же напряжения. Применение
моделей упругого материала с низким модулем упруго-
сти обеспечивает исследование упругого напряженного
состояния при значительных деформациях и вместе <с
тем малых нагрузках.
Модели были изготовлены с соблюдением геометри-
ческого и силового подобия оригиналам. Исследования
проведены с использованием двух методов: хрупких по-
крытий и электротензометрирования. Для выявления
картины напряженного состояния при помощи метода
хрупких покрытий на модели, изготовленные в масшта-
бе 2V2’ 1, наносили покрытие из канифоли, хрупкость ко-
торой обеспечивает образование трещин при относи-
тельных удлинениях при нагружении менее предела те-
кучести материала модели.
Были определены направления действия зоны на-
пряжений, выявлены наиболее значительные из них и да-
на приближенная оценка напряжений на поверхности
модели.
Величину нормальных и касательных напряжений из-
меряли тензодатчиками, установленными на поверхно-
стях моделей, изготовленных в масштабе 10 : 1, в направ-
лении поперек и вдоль трещин. По показаниям датчиков
построены линии главных напряжений. Такие линии кро-
воостанавливающего зажима показаны на рис. 11.
Сплошными линиями показаны растягивающие нап-
ряжения, пунктирными — сжимающие. Опасными явля-
ются места резких переходов от рабочей части и отбран-
ши к замку7, 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 инстру-
мент.
78
Таблица 10
Величины коэффициентов концентрации иаприжений
в месте перехода рабочей части в замок (аК1)
и бранши в замок (ак2)
Тип замка aKi «к2
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 напря-
жения превосходят предел текучести стали 30x13, при-
меняемой 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 инст-
рументов. Для расчета необходимо знать допустимое
удельное давление на ткань [g, кг/мм2]; величину уси-
лия зацепления за последний зуб кремальеры ‘при холо-
стом ходе (Р, кг); максимальную ширину сжатого орга-
на (R, мм). Необходимо также знать основные и габа-
ритные размеры инструмента, следует выбрать тип ручек
согласно ОСТ 64-1-115-73 «Ручки медицинских инстру-
ментов. Типы и основные размеры». Затем нужно опре-
делить расстояния от оси замка до оси конца ручек (1р,
мм); от оси замка до конца рабочей части (1а, мм); от
оси кольца до сечения перехода бранши в кремальеру
(а, мм); длину бранши (1ьмм).
Определение размеров рабочей и замко-
вой частей.
В конце рабочей части величина усилия давления на
ткань:
Рр=-р-Р. (VII. 11)
79
В начале рабочей части:
Рн^'-^Г-Рр, (VII. 12)
где h — длину рабочей части, выбирают из условия:
12 = 1,1 4-1,4 R.
Величина 1а —12= -^-представляет половину длины
замковой части 13, так как ось/как правило, устанавлива-
ется посередине замковой части.
Ширину рабочей части в сечении перехода в замок
.определяют из условия:
Ьи-йгл- (VII. 13)
Ширина рабочей части в конце:
Ьк = !Д- (VII. 14)
Ширину замковой части принимают равной ширине
рабочей части в сечении перехода в замок:
Ь3 — Ьн.
Толщину стенок паза Ьс и толщину шлюза Ьш выбирают
из условия их равнопрочности:
Ьш — 2 Ьз»
Ьс — ~4~Ь3.
Высота бранши в сечении перехода в замок hK и ее диа-
метр в сечении перехода в кремальеру определяются из
условия жесткости, по номограмме, представленной на
рис. 10.
Высота зажима:
Н3 = 2hK + C, (VII. 15)
где С — зазор между браншами в сечении перехода в за-
мок
С — 0,5-4 1,5 мм.
Диаметр оси:
d 0,3 - 0,35 Н3. (VII. 16)
Чтобы проверить зажим на прочность, определяют
80
момент сопротивления опасного сечения в месте пере-
хода бранши в замок:
Wo = Ь3 • hl (VII. 17)
Условие прочности замка записывается в виде:
«макс = *к-$<Ы; (VH. 18)
Мо — величина изгибающего момента в опасном сечении:
М0 = Р-11. (VII. 19)
Величину LK выбирают из табл. 10. Такой выбор в ука-
занных пределах обусловливается необходимой степенью
надежности инструмента и возможностью выполнения
радиусов скруглений максимальной величины. Условие
прочности реи записывают в виде:
(VII. 20)
«К го
где: Q — сила, действующая на ось, Fo — площадь попе-
речного сечения оси.
q = .р<21.?+J1L . (VII. 21)
*2
Очевидно, при проектировании зажимных инструмен-
тов нельзя ограничиваться рассмотрением лишь механи-
ческих свойств, определяемых при статических испыта-
ниях, без влияния среды и режима работы. Необходимо
учитывать весь комплекс свойств, материалов инст-
рументов, определяющих конструкционную прочность из-
делий: сопротивление малым и большим пластическим
деформациям, пластичность и вязкость, склонность к ох-
рупчиванию 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 механи-
ческих свойств по существующему технологическому про-
цессу изготовления инструментов.
При выборе материалов для изготовления зажимных
медицинских инструментов и установления расчетных ве-
личин допускаемых нормальных и касательных напря-
жений следует производить корректировку допускаемых
нагрузок.
81
Глава VIII
ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ МИКРОХИРУРГИИ
Микрохирургия является новым активно развиваю-
щимся направлением в современных оперативных вме-
шательствах. В микрохирургии применяются специаль-
ные микрохирургические инструменты и микроскопы.
В последние годы техника все шире используется в
различных областях хирургии. Кроме операций на орга-
нах зрения и слуха, где микроинструменты применяются
сравнительно давно, они в настоящее время используют-
ся также в других разделах хирургии. Микрооперации на
артериях диаметром 1 мм и меньше обусловили возмож-
ность экстренной реплантации пальцев, всей кисти, стоп,
ампутированных в результате несчастных случаев. Мето-
дика микрохирургии позволила выполнять прямые ре-
конструктивные операции на лимфатической системе.
Реконструктивные микрооперации на сосудах голени и
других артериях малого диаметра позволили видоизме-
нить предложенные ранее вмешательства и улучшить их
результаты. Благодаря микроинструментам появились
новые возможности в пластической хирургии при пере-
садке 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. Микрохирургиче-
ская пластика маточных труб нередко является единст-
венным шансом вернуть женщине способность к деторож-
дению. Это далеко не полный перечень все более расши-
ряющегося диапазона использования микрохирургиче-
ской техники в настоящее время.
Микрохирургия как особый раздел оперативной хи-
рургии требует специального технического оснащения.
В первую очередь это специальный микроинструмента-
рий и оптические средства. Специфика микрохирургиче-
ских операций, проводимых под микроскопом, определи-
ла конструкцию, форму, размер рукояток и рабочих час-
тей инструментов, которые позволяют легко манипули-
ровать в условиях малого, узкого или сравнительно глу-
бокого операционного поля. Микрохирургические инст-
рументы должны быть тонкими, узкими и изящными, но в
то же время прочными и безотказными. Длина их может
82
быть различной в зависимости от области, в которой они
применяются. Форма рукояток должна 'способствовать
легкому перемещению инструментов из одного положе-
ния в другое и не осложнять проведение каких-либо ма-
нипуляций, не закрывать операционного поля. Впервые
в стране микрохирургические инструменты были разра-
ботаны во Всесоюзном научно-исследовательском инсти-
туте хирургической аппаратуры и инструментов
(ВНИИХАИ), называющемся в настоящее время Все-
союзным научно-исследовательским и испытательным
институтом медицинской техники, и до настоящего вре-
мени некоторые наборы выпускает опытный завод этого
института. В связи с тем что микрохирургические опера-
ции не требуют приложения больших физических усилий
при использовании микроинструментов, нет необходимо-
сти в создании на внешних поверхностях этих инстру-
ментов технологически сложных рифлений. Все микрохи-
рургические 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.
VIII. 1. Микроинструменты для офтальмологии
Наибольшее распространение микрохирургия получи-
ла в офтальмологии. Применение в этой области микро-
хирургической техники не только позволило создать но-
вые методики, но значительно улучшило технику выпол-
нения уже существующих операций. В настоящее время
микрохирургия глаза — это повседневная работа в спе-
циализированных офтальмологических учреждениях. Она
базируется на использовании новой микрохирургической
техники, уникальном микрохирургическом инструмента-
рии, микроиглах и шовном материале.
Современная микрохирургия вплотную подошла, к
оперативным вмешательствам на ультраструктурах
глаза. Для выполнения таких вмешательств потребо-
вался еще более тонкий инструментарий. При его из-
готовлении 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.
83
Рис. 13. Универсальный комплект микрохирургических инструментов для офтальмологии.
Для офтальмохирургии в настоящее время выпус-
каются инструменты 186 наименований, из них 12 на-
боров и комплектов. Основная номенклатура новых ин-
струментов разработана по предложениям ведущих уче-
ных-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 микрохирургиче-
ских инструментов для офтальмологии. Универсальный».
Это самый массовый набор, необходимый для всех мик-
рохирургических операций. В него входит 11 инстру-
ментов, позволяющих проводить различные виды мик-
рохирургических манипуляций при экстра- и интрабуль-
барных вмешательствах.
Кроме универсальных наборов, разработаны и вы-
пускаются комплекты микроинструментов для специ-
альных вмешательств (операции по поводу глау-
комы, удаление инородных тел из глаз) [Сабитов В. X.,
1982].
Микрооперации невозможны без хирургических и
атравматических микроигл. В настоящее время разра-
ботаны и утверждены Министерством здравоохранения
СССР микроиглы для офтальмологии. Все иглы по про-
филю 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 се-
чение— 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, трапециевид-
ная форма придает игле высокие прокалывающие свой-
ства в результате расслоения плотных тканей, напри-
мер роговицы, что в свою очередь снижает усилие про-
тягивания.
Ушко игл имеет размеры 0,08—0,1 мм. Форму его
образуют на лазерной установке. Внутренняя поверх-
ность ушка выполняется гладкой, чтобы исключить над-
рез 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 отмеча-
ется удовлетворительное сочетание прочных, упругих и
пластических характеристик. Кроме того, по высокой
коррозионной стойкости, значительному сопротивлению
85
малым пластическим деформациям (высокие хирурги-
ческие свойства) и высокому уровню твердости они от-
вечают современным требованиям микрохирургии.
VIII.2. Микроинструменты для хирургии сосудов
Для технического оснащения и проведения микро-
сосудистых операций НПО «Мединструмент» совместное
Всесоюзным научным центром хирургии (акад. Б. В. Пет-
ровский, проф. В. С. Крылов) были созданы новые мик-
роинструменты для различных хирургических манипу-
ляций.
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 раскрыва-
нии ножниц и выполнять манипуляции плавно и без
толчков. Ножницы микрохирургические сосудистые ту-
поконечные изогнутые и прямые удобны для разрезания
относительно плотных тканей, ножницы микрохирурги-
ческие сосудистые остроконечные изогнутые и прямые
позволяют, кроме резания, в сжатом состоянии произ-
вести отсепаровку тканей. Ножницы микрохирургиче-
ские сосудистые с выемкой удобны для перерезания
пучка нервов. Пучок фиксируется в выемке н£ нижней
бранше, разрез получается ровным и без сминаний.
Ножницы микрохирургические сосудистые пилообраз-
ные имеют на нижней бранше нарезку с высотой зуба
0,15 мм и шагом 0,3 мм. Наличие микропилы предот-
вращает выскальзывание из ножниц сосудов или дру-
гих тканей при их разрезании. Рабочие части всех нож-
ниц выполнены миниатюрными, что позволяет прово-
дить операции под микроскопом на сосудах диаметром
менее 1 мм.
Выпускаются промышленностью также три вида иг-
лодержателей микрохирургических сосудистых, пред-
назначенных для фиксирования микрохирургических
атравматических игл.
Для пережатия мелких кровеносных сосудов диамет-
ром менее 1 мм применяют микроклипсы типовых раз-
меров с длиной рабочей губки 6—10 мм, шириной 0,7 мм.
Размеры клипс соответствуют размерам мелких кро-
86
веносных сосудов, что позволяет размещать их в лю-
бом необходимом для наложения сосудистого анасто-
моза положении и не мешает манипуляции на сосуде.
Разработанные клипсы изготавливают из специаль-
ной коррозионно-стойкой стали, они обеспечивают до-
статочно надежное переждтие сосуда, исключая трав-
мирование его стенки. Клипсы накладывают и снима-
ют с помощью специального клипсодержателя.
Вспомогательными инструментами являются микро-
крючки, особенно удобные при выделении сосудов и
нервов. Микропетля, не захватывая пинцетом стенку
тонкого сосуда, позволяет избежать даже самого не-
значительного повреждения его интимы.
VIII.3. Оснащенность микрохирургии
в оториноларингологии
Микрохирургия в оториноларингологии имеет наи-
большие традиции и опыт в области слуховосстанавли-
вающих операций. Начало развития этой отрасли ме-
дицины относится к 20-м годам XX века. В настоящее
время с применением микрохирургической техники вы-
полняют операции тимпанопластики и слуховосстанав-
ливающие вмешательства при отосклерозе для замены
стремечка протезом.
В соответствии с потребностями лечебных учрежде-
ний в нашей стране выпускаются три набора для подоб-
ных -операций: тимпанопластики, для протезирования
стремечка и для микроопераций на ухе. Конструкция
инструментов и комплектность наборов переработа-
на с целью создания оптимальных возможностей мани-
пуляций в условиях узкого, но сравнительно неглубо-
кого операционного поля и значительных нагрузок, ко-
торые должны выдерживать инструменты.
Для повышения долговечности инструментов их из-
готавляют только из нержавеющих сталей, для созда-
ния антибликующей поверхности рабочие части покры-
вают черным хромом.
В комплекты наборов входят до 50 типовых разме-
ров инструментов: ранорасширители, щипцы, крючки,
распаторы, иглы, отсасыватели, протезы стремечка
и т. д.
Развитие метода эндоларингеальной микрохирургии,
т. е. оперирование в полости гортани без наружного
88
разреза с целью ранней диагностики и оперативного ле-
чения ее новообразований (папилломы, миомы, фибро-
мы, ангиофибромы), а также повышения эффективно-
сти лечебной помощи больным с расстройством голосо-
вой функции, привело к созданию специального инстру-
ментария.
Разработаны инструменты 38 типовых размеров, по-
зволяющие проводить все этапы оперативных эндола-
рингеальных вмешательств (взятие материала для био-
псии образований голосовых связок, иссечение рубцов,
синехий и др.).
В комплект инструментов для эндоларингеальных
микроопераций входят стержневые инструменты, нако-
нечники, 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, черпаловид-
ных хрящах, однозубчатыми крючками (острыми и ту-
пыми) для приподнимания или оттягивания в сторону
того или иного подвижного отдела гортани, трапецевид-
ными скребущими ножами Ьля поверхностной и глубо-
кой декортикаций голосовых складок.
В качестве материала для рабочих частей исполь-
зована высоколегированная мартенситно-стареющая
сталь, обладающая хорошими антикоррозионными свой-
ствами, высокой твердостью, что обеспечивает получе-
ние высококачественных инструментов. Использование
этих материалов повышает надежность и долговечность
инструментов по сравнению с изготовленными из тра-
диционных нержавеющих сталей (типа 30X13, 40X13).
VIII.4. Микроинструменты для рефлексотерапии
В настоящее время в нашей стране и за рубежом
получил значительное распространение метод рефлек-
сотерапии (иглорефлексотерапия, иглоукалывание, аку-
пунктура).
Иглоукалывание (акупунктура) является одним из
ценных методов народной медицины, сущность и исто-
рия которого освещены в специальной литературе [Та-
беева Д. М., 1982], где, однако, не описаны основные
инструменты этого метода — иглы. Тем не менее сведе-
89
Рис. 15. Комплект инструментов для рефлексотерапии.
ния об этих инструментах, их разновидностях, материа-
лах, из которых они изготовлены, будут весьма полез-
ны специалистам.
За последние годы медицинская практика обогати-
лась новыми микроинструментами для рефлексотера-
пии.
На рис. 15 показан «Комплект инструментов для реф-
лексотерапии», который содержит комбинированную иг-
лу— молоточек со сменными головками (с 3—7—11 иг-
лами для многоигольчатого раздражения), четырех-
гранную иглу, запрессованную в пластмассовую ручку,
применяемую для быстрого поверхностного укола, и
сменные шариковидные металлические наконечники
(диаметром 1, 4, 6 мм) для точечного массажа.
Разработай «Комплект для микроиглоукалывания» в
2 вариантах. В первом варианте иглы изготовлены из
нержавеющей стали, во втором — из серебряного спла-
ва. В комплект входят микроиглы 3 типовых размеров,
кнопочные иглы для аурикулотерапии, пластины из ме-
ди, цинка, нержавеющей стали, серебра, шарики и пин-
цет 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 руч-
кой утяжеленной конструкции, трубочки-направители
игл, скальпель хирургический со съемными лезвиями,
лупа, лейкопластырь и пенал со спиртом для промыва-
ния игл.
VIII.5. Новые направления в развитии
микроинструментария
Еще не изучены потенциальные возможности микро-
хирургии, однако несомненно, что это направление бу-
дет совершенствоваться и развиваться.
Пластика маточных труб нередко является единст-
венным шансом вернуть способность к деторождению.
Эта операция технически сложна,— и ее первые резуль-
таты с использованием микроинструментов показывают,
что применение микрохирургической техники при ре-
конструкции маточных труб является перспективным.
В настоящее время техническая оснащенность мик-
рохирургии позволяет восстановить проходимость се-
91
мявыносящих путей. Опыт таких операций еще слиш-
ком мал, чтобы сделать какие-либо заключения, но без-
условно, что развитие этого направления будет продол-
жаться. Несомненно, микрохирургическая реконструк-
ция лоханок и мочеточников найдет большое примене-
ние в практике и в первую очередь в педиатрической
урологии. Такие инструменты, как атравматические мик-
роиглы и* микроиглодержатели, позволяют получить со-
вершенно герметичный шов .мочеточника. Инструменты,
разработанные для микрохирургии сосудов, являются
базовыми в подобных операциях.
Микрохирургические инструменты и микроскоп от-
крывают широкие возможности для перенесения круп-
ных 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-
та б л и ц а 11
Основные технические характеристики наконечников
для зубоврачебных работ
Частота вращения нако-
нечников, тыс. об/мин 10 10 30 10 10 10 30
Передаваемый крутящий
момент, кгс-см 1,5 0,7 0,7 1,5 1,5 1,5 1,5
Температура нагрева на-
ружных поверхностей
во время работы, 0 С 50 50 50 55 55 55 50
Уровень звука на рас-
стоянии 1 м от нако-
нечника, дБА 55 55 58 55 55 55 58
Масса наконечника, кг 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08
Радиальное биение кон-
трольной оправки, мм 0,1 0,1 0,08 0,1 0,1 0,1 0,08
92
ность этой микротехники для операций такого типа.
Дальнейшее накопление экспериментального и клини-
ческого 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 использова-
ли значительно меньшие по размерам глазные и ней-
рохирургические инструменты (пинцеты, ножницы и т. д.).
Отсутствие специализированных инструментов для де-
тей вынуждало заменять их импровизированными, не
всегда адекватно выполненными. В настоящее время
созданы наборы для детской хирургии, что оказалось
крайне необходимым.
Практика показывает, что применение микроинстру-
ментов очень эффективно при операциях на желудке,
пищеводе и других органах.
Нет сомнений в том, что микрохирургические мето-
дики и все их техническое оснащение будут быстро и
прочно внедряться в клиническую и экспериментальную
медицину.
Глава IX
МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ
В настоящее время наша промышленность выпуска-
ет большое число разнообразных механизированных ин-
струментов. Наибольшее распространение у нас в стра-
не они получили в стоматологии, в частности стомато-
логические наконечники и гибкие рукава, поэтому
конструирование механизированных инструментов приво-
дится на примерах инструментов для стоматологии. Сто-
матологические накопечпики предпазпачены для закреп-
ления в них режущих инструментов и передачи враща-
тельного движения от рукава к режущему инструменту,
гибкие рукава — для закрепления на них стоматологи-
ческих наконечников и передачи вращательного движе-
ния от электродвигателя к наконечнику.
IX.1. Номенклатура выпускаемых наконечников
и гибких рукавов
Номенклатура выпускаемых отечественной промыш-
ленностью наконечников достаточно широка и разно-
образна. Для простоты проведения анализа все выпус-
93
Таблица 12
Основные технические характеристики укороченных наконечников
для безрукавных бормашин
Значения параметров для
наконечников типов
Наименование параметров НУБ-10-1 НПБ-10-1
Частота вращения наконечников, тыс.
об/мин 10 10
Передаваемый крутящий момент, кгс-см 0,25 0,25
Температура нагрева наружных поверхно- стей во время работы,0 С 55 55
Уровень звука на расстоянии 1 м от нако- нечника, дБА 55 55
Масса наконечника, кг 0,06 0,06
Радиальное биение контрольной оправки, мм 0,08 0,08
каемые отечественной промышленностью наконечники
могут быть разделены на 5 групп; зубоврачебные, на-
конечники для безрукавных бормашин, турбинные, на-
конечники 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 мо мент, г «мм 40 40 40
Давление воздуха, подаваемого в наконечник кгс/см2 2,54-3,0 2,54-3,0 2,5
Расход воздуха через наконеч ник, 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
94
Таблица 14
Основные технические характеристики наконечников
для зуботехнических работ
Наименование параметров Значения параметров для наконечников типов
НЗТ-16 нш
Частота вращения наконечника, тыс. об/мин 16 3
Передаваемый крутящий момент, кгс-см 0,9 2,5
Температура нагрева наружных поверхно-
стеи во время работы, С 50 60
Уровень звука на расстоянии 1 м от нако
нечника, дБА 58 50
Масса наконечника, кг 0,18 0,13
Габаритные размеры, мм: длина 140 137
диаметр 24 12
Практика эксплуатации стоматологических наконеч-
ников показала [Репин В. А., Городецкая М. В., 1980],
что врачам для более качественного обслуживания па-
циентов необходимы наконечники для передачи высоких
скоростей вращения боров, позволяющие наряду с уве-
личением производительности повысить качество обра-
ботки кариозных полостей, уменьшить нагрузки при
Таблица 15
Основные технические характеристики специальных наконечников
Наименование параметров Значения параметров для наконечников
НА-1 | НЭ-3-02 | 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
95
препаровке больных зубов и уменьшить болевые ощуще-
ния у пациентов.
В стоматологических бормашинах для передачи вра-
щения от двигателя к наконечнику используют приводы
трех видов: жесткие многозвеньевые передачи со шну-
рами типа привода Дориота, получившие в стоматоло-
гии название «жесткие рукава»; передачи с гибкими
проволочными валами, или гибкие рукава; безрукавные
передачи с использованием пневматических или элек-
трических микродвигателей, которые непосредственно
закрепляются на стоматологическом наконечнике или
встраиваются в него. Характеристики рукавов приведе-
ны в табл. 16.
Высокая надежность и долговечность гибких рука-
вов и наконечников всех типов возможна лишь при точ-
ном соблюдении правил эксплуатации и технического
обслуживания, подробно изложенных в паспорте на
каждое изделие.
IX.2. Механизированные инструменты
для безрукавных бормашин
Наиболее перспективным видом передачи является
высокоэффективный, надежный и экономичный приводе
электрическими или пневматическими микродвигателя-
ми, позволяющий значительно упростить конструкцию
бормашины. Впервые такие системы появились в сере-
дине 60-х годов XX века и сразу получили положитель-
ные отзывы врачей.
Отечественная промышленность выпускает наконеч-
ники для безрукавных бормашин четырех типов [Кова-
ленко 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 пря-
мой НП-30/10М с передаточным отношением 2,7:1 и с
частотой вращения на выходе до 10 000 об/мин; нако-
нечник 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 отно-
шением 7,4: 1 и с частотой вращения до 3000 об/мин.
Для привода наконечников также выпускают микромо-
тор ММП-20. Технические характеристики наконечников
и микромотора приведены в табл. 17, 18.
В конструкции микромотора ММП-20 использована
96
Таблица 16
Основные технические характеристики гибких рукавов
Значения параметров для рукавов типов
ГР-1 РГ-10 РГ-10-2 РГ-10/20 'рГТ-10 ГРШ
Наименование параметров
Частота вращения при работе с номинальной нагрузкой, тыс. об/мин 3 10 10 20 10 3
Передаваемый крутящий момент, кгс-см 1,5 1,0 0,6 0,4 3,5 3,5
Превышение температу- ры наружных поверх- ностей над температу- рой окружающей сре- ды, °C 40 30 30 30 35 35
Уровень звука на рас- стоянии 1 м от наруж- ных поверхностей, дБА 50 55 55 60 55 55
Допускаемый радиус из- гиба при работе с уг- лом 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 ру- кава до первого отка- за, ч 50 150 150 150 150 320
радиальная центробежная турбина с центральным под-
водом воздуха. Для уменьшения частоты вращения ро-
тора на выходе в микромоторе установлен планетарный
редуктор на основе шарикоподшипника. Высокооборот-
ная часть ротора вращается в двух шарикоподшипни-
ках, установленных в звукоизоляционном кожухе, на
наружной части которого имеются канавки для укреп-
ления резиновых демпферных колец. На выходе из мик-
ромотора 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.
97
1X3. Выбор и расчет микротурбин
для 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 тан-
генциальным подводом воздуха от периферии, а в мик-
ромоторе ММП-20 — с углом подвода потока, мало от-
личающимся от тангенциального, и подводом воздуха
от центра.
Таблица 17
Основные технические характеристики наконечников
для микромоторов
Наименование параметров Значения параметров для наконечников типов
нп-зом НП-30/10М НУП-ЗОМ 1 НУП-ЗО/ЗМ
Частота вращения нако- нечников на входе, тыс. об/мин 30 30 30 30
Передаточное отношение 1 : 1 2,7 : 1 1 : 1 7,4 : 1
Крутящий момент, пере- даваемый наконечни- ком, кгс-см 0,2 0,2 1,5 1,5
Радиальное биение кон- трольной оправки, мм 0,05 0,08 0,08 0,08
Уровень звука на рас- стоянии 1 м от нако- нечника, дБА 58 58 58 58
Превышение температу- ры наружных поверх- ностей над температу- рой окружающей сре- ды, °C 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 — — 15 15
98
Таблица 18 Основные технические характеристики пневматического микромотора ММП-20
Наименование параметров Значения параметров
Частота вращения выходного вала на холостом
ходу, тыс. об/мин 30
Рабочее давление воздуха, кгс/см2 3,5—4,0
Расход воздуха при давлении 3,5 кгс/см2, л/мин 45
Уровень звука на расстоянии 1 м от мпкромото-
ра, дБА 70
Радиальное усилие остановки полира диаметром
2 мм, кгс 1,6
Усилие извлечения наконечника, кгс 3,5—7.0
Масса микромотора, кг Габаритные размеры, мм: 0,06
длина 95
диаметр 23,5
Выбор типа микротурбин до сих пор остается откры-
тым, так как отсутствуют надежные методы расчета и
нет достаточных экспериментальных данных, на осно-
вании анализа которых можно было бы обоснованно
выбирать и рассчитывать микротурбины. Особенно это
относится к микротурбинам с одиночными соплами (тур-
бинам 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 до-
стигается при подводе газа с периферии, т. е. при ис-
пользовании центростремительной турбины. Известно
также, что при малой парциальности центробежная тур-
бина имеет определенные преимущества в результате
увеличения степени парциальности, кроме того, у нее
меньшие габаритные размеры в радиальном направле-
нии, так как сопловой аппарат находится внутри тур-
бины.
На основании изложенного выше тип турбины выби-
рают по конструктивным соображениям, поскольку для
микротурбин, используемых в медицинской практике,
габаритные размеры являются одним из определяющих
99
f
I
Рис. 16. Конструктивные схемы микротурбин: .
а — турбинного наконечника НТС-300-02: / — валик; 2 — ротор; 3 — корпус;
б — 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 перифе-
рии в тангенциальном направлении; при диаметре тур-
бины 7 мм диаметр корпуса головки равен 9,5 мм и по-
зволяет легко манипулировать наконечником в полости
рта пациента при зубоврачебных работах. В микромо-
торе ММП-20 для уменьшения габаритных размеров в
радиальном направлении газ поступает через сопла, ус-
тановленные внутри турбины, при этом наружный диа-
метр корпуса микротурбины равен 23,5 мм при наруж-
ном диаметре турбины 20,5 мм. Конструктивные схемы
микротурбин приведены на рис. 16.
Одной из важных характеристик микротурбйн, при-
меняемых в стоматологических инструментах, является
создаваемый турбиной вращающий момент, который
при малых габаритных размерах инструментов должен
быть достаточен для проведения манипуляций в стома-
тологии. Вращающий момент может быть рассчитан
на основании теоремы о моменте количества движения
[Кириллов И. И., Кириллов А. И., 1974]:
М = О(Г1С1и-г2С2и), (IX. 1)
100
где G — количество рабочего воздуха, протекающего
в единицу времени;. Сщ, С2и— проекции абсолютной
скорости на направление вращения на входе и выходе
из рабочего колеса; Гц г2—радиусы рабочих колес на
входе и выходе.
Исходя из выбранной конструктивной схемы и ки-
нематики 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 вы-
ходе из колеса (С2и<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 ко-
лес малых размеров и свести на нет экономию от уве-
личения КПД турбины, поэтому в настоящее время
лопатки рабочих колес выполняют непрофилирован-
ными. Для расчета вращающего момента получим:
М = Q • С1и • г,. (IX. 2)
Расход воздуха обычно бывает задан при проекти-
ровании (G=5,6-10~4 кг/с для НТС-300-02 и G =
= 9-10-4 кг/с для ММП-20), радиус рабочих колес в ме-
сте набегания потока также известен из конструкции
(Г1 = 3,5-10-3 м для НТС-300-02 и ri = 8,0-10~3 м для
ММП-20). Следовательно, величина вращающего мо-
мента для выбранных конструктивных схем будет пол-
ностью определяться величиной закрутки потока на
входе, т. е. величиной Сщ.
Вычисление Сщ в турбинном наконечнике
НТС-300-02 не представляет трудности, поскольку
Сщ = С1 — tori вследствие тангенциального подвода воз-
духа, а скорость Q равна критической скорости, так
как перепад Давлений в сопловом аппарате сверхкри-
тический:
р 1 1
п = у; = SS = '««Х (IX. 3)
гДе — давление в камере за сопловым аппаратом;
Ро давление воздуха перед соплом, выполненным
с постоянным диаметром, равным 1 мм.
Установить расширяющееся сопло типа сопла Ла*
101
валя в данной конструкции затруднительно, хотя это
может значительно увеличить скорость истечения по-
тока из сопла, а, следовательно, усилить создаваемый
вращающий момент.
Скорость воздуха на выходе из сопла для микромо-
тора ММП-20 определяют по изоэнтропийному течению
воздуха, используя таблицы газодинамических функций
[Кириллов И. И., Кириллов. А. И., 1974]. Отношение
давлений перед соплом и за соплом в этой турбине
П = ^ = 4Ч = 0’275 <1Х- 4>
характеризуется величиной, свидетельствующей, что пе-
репад давлений больше критического, поэтому истече-
ние воздуха сверхзвуковое, и сопло должно иметь фор-
му сопла Лаваля. По значению П из таблиц газодина-
мических функций находим, что безразмерная скорость
1,40, а плотность потока q —0,83. Для нахождения
скорости воздуха на выходе из сопла определим крити-
ческую скорость звука:
а 1 2k . RT1 — -287-293 — 314 м/с, (IX. 5)
dK 'к + 1 0 ~ 1 1,4+1
где к = 1,4 — коэффициент для воздуха; R = 287 Дж/
(кг-к)—газовая постоянная для воздуха, Т£ —абсо-
лютная температура воздуха перед соплом.
После этого можно определить скорость газа на вы-
ходе из сопла:
Ct = Xak = 1,40 - 314 = 440 м/с. (IX. 6)
Для учета потерь на трение воспользуемся методи-
кой, в которой потери энергии характеризуются коэф-
фициентом неизоэнтропийности х, считая адиабатный
КПД постоянным вдоль канала и равным 0,8, пос-
ле вычислений получим Х = 0,755. Для вычисления пло-
щади сопел с учетом потерь в каналах используем фор-
мулу
f то — 9,0 - 10—4 /293 —
1 b Р* Xq 0,0404 • 4,0 • 10* - 0,755 - 0,83
= 1,53 • 10-6M2, (IX. 7)
где Ь —0,0404 для воздуха [Кириллов И. И., Кирил-
лов А. И., 1974]. По известной площади на выходе
102
можно рассчитать критическое сечение с помощью без-
размерной плотности тока:
fk = ft • q = 1,58 • 10~6 . о,83 = 1,28 * 10“6м\ (IX. 8)
Результаты экспериментальных исследований пока-
зывают неплохое совпадение с теоретическими расче-
тами. Так, папример, при проектировании микромотора
МхМП-20 площадь расширяющихся сопел на выходе
была выбрана 1,5-10“6 м2 (1,5 мм2), было установлено
три сопла с размерами 0,5X1 мм. Замеренный в экс-
перименте 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 Сш для микромотора ММП-20 может быть
определена по известной скорости потока на выходе из
сопла Ci по формуле:
Clu ~ Ct • cosat — о)гх ~ 440 • 0,94 — 414 м/с,
если о) = 0, (IX. 9)
где ai = 20° — угол выхода потока из сопла с косым
срезом — определен по известной методике [Кирил-
лов 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 микро-
мотора ММП-20 (рис. 18). В обоих случаях получена
прямолинейная зависимость вращающего момента от ча-
стоты вращения. Уменьшение момента с увеличением
частоты вращения объясняется тем, что с увеличением
частоты вращения возрастает окружная скорость рабо-
чего колеса, следовательно, относительная скорость со-
ударения струи и лопатки снижается, что приводит к
уменьшению вращающего момента.
Аналогичная картина наблюдается и у турбин дру-
гих типов [Быков Н. Н„ Емин О. Н., 1972]. Такие ха-
рактеристики оказываются весьма удобными для вы-
числения полезного вращающего момента и полезной
мощности на выходном валу турбины, если известны
потери на трение. Для вычисления полезного момента
на выходном валу получаем
Мп = М-Мтр, (IX. 10)
где Мтр — потери момента на трение, а для вычисления
полезной мощности —
103
Рио. 17. Характеристики турбинного наконечника НТС-300-02:
1 — моментная характеристика турбины (М); 2 — моментная характеристика
потерь (Мтр); 3 — мощность иа выходном валу турбины (Nn).
Nn = W’ <1х- п>
где со— угловая частота вращения.
Потери момента на трение в подшипниках турбин-
ного наконечника НТС-300-02 могут быть определены
по формуле [Байзельман Р. Д. с соавт., 1975]:
Мтр = М0 + М, =fq. 10-8(v • пум* + fj • Р (-^)с.do,(IX. 12)
где Мо—момент трения, зависящий от конструкции
подшипника, частоты вращения и вязкости смазки;
Mi — момент трения, зависящий от нагрузки на опору;
fq=0,8“-.0,9, fj=0,0009, с=0,55— коэффициенты, отра-
жающие свойства выбранных материалов подшипников;
у— кинематический коэффициент вязкости масла; do —
средний диаметр подшипника; Р — эквивалентная ди-
намическая нагрузка на подшипник; Со—статическая
грузоподъемность подшипника.
Результаты экспериментальных исследований [Са-
битов В. X., Репин В. А., 1975] подтверждают расчет-
ные 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 рав-
няется 42 г-мм, расчетная величина момента при рас-
ходе 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 эксперимен-
тально (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 по-
тери на трение и вибрацию, рассчитать которые теоре-
тически не представляется возможным. В турбинном
наконечнике ротор также установлен на упругие опоры
и работает за второй критической частотой вращения,
однако экспериментальным подбором жесткости упру-
гих опор критические частоты сдвинуты далеко от ра-
бочих частот [Коваленко А. Е. с соавт., 1977] и не ока-
105
зывают влияния на расчет потерь в наконечнике в ра-
бочих режимах работы. Расчет критической частоты
вращения ротора на упругих опорах для турбинного
наконечника НТС-300-02 производился по методике, из-
ложенной в работе [Сабитов В. X., Репин В. А., 1975],
а для микромотора ММП-20 — в [Жирицкий С. Г.,
Стрункин В. А., 1968].
Расчет критической частоты вращения консольного
ротора на упругих опорах был осуществлен по формуле
п£ = nk 1/ Р.Л V . (IX. 13)
где Пк = 450 000 об/мин — критическая частота вращения
ротора на абсолютно жестких опорах; Pi =
= 7,5-Ю3 кгс/см — жесткость вала; Ро=1,82-1О2 кгс/см —
жесткость упругих опор; <р = 0,53— отношение консоли
к общей длине ротора.
В результате подстановки числовых величин в фор-
мулу (IX.13) получим: п'к = 4,58-104 об/мин.
Была также определена критическая частота враще-
ния микромотора ММП-20, равная 4,85-104 об/мин, рас-
хождение которой с расчетным значением не превы-
шало 6%. Увеличение потерь мощности на критической
частоте вращения приводило к тому, что развиваемой
турбиной мощности оказывалось недостаточно для пе-
рехода через критическую частоту с неотбалансирован-
ным ротором, статическая балансировка ротора в газо-
вом подвесе позволила значительно уменьшить вибра-
ции и ротору работать за первой критической частотой.
Пересечение моментной характеристики турбины с
характеристикой потерь позволяет получить частоту вра-
щения ротора на холостом ходу, равную 92 000 об/мин,
когда вся создаваемая микромотором мощность расхо-
дуется на трение. Замеренное значение частоты враще-
ния ротора на холостом ходу подтвердило достовер-
ность 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 пере-
даточным отношением 2,7:1, поэтому расчет потерь на
трение необходимо проводить с учетом потерь в редук-
торе. Кроме того, частота вращения на выходе умень-
шается в 2,7 раза, следовательно, полезный момент на
106
выходном валу увеличивается в 2,7 раза. Предложен-
ная методика может быть использована для проектиро-
вания вновь создаваемых образцов микротурбин для
медицинской практики.
IX.4. Выбор и расчет наконечников
для микромоторов
Прочностные расчеты деталей прямых и угловых на-
конечников производятся на основании известных мето-
дик [Биргер П. А. и др., 1979] в зависимости от вели-
чины передаваемого крутящего момента и не вызывают
затруднений. Например, для вычисления касательных
напряжений от скручивания целесообразно использо-
вать формулу:
’ = (IX. 14)
где МКр — максимальный передаваемый крутящий мо-
мент; W — момент сопротивления вала.
Для полого вала момент сопротивления вычисляют
по формуле:
w = (IX. 15)
где d — наружный диаметр вала; d0 — внутренний диа-
метр вала.
При отсутствии -внутренней расточки отношение
-у- =0 и формула (IX.15) упрощается:
W = (IX. 16>
Поскольку соединение валиков друг с другом, а так-
же крепление зубчатых колес на валиках осуществля-
ется при помощи штифтов, то необходимо проверять
выбранный диаметр штифтов этих соединений из рас-
чета среза сечения штифта по формуле [Дмит-
риев Ф. С., 1971]:
Хер ~ <Нср, (IX. 17)
4,П ’ 2
где (1ш — диаметр штифта.
Диаметры штифтов выбирают в зависимости от диа-
107
метров валиков из условия равнопрочности [Дмит-
риев Ф. С., 1971]:
dm=:(4-?4-)d. (IX. 18)
Одной из наиболее сложных задач является опреде-
ление потерь на трение, поскольку при высоких скоро-
стях вращения и небольших передаваемых крутящих
моментах эта величина становится соизмеримой, а
иногда и превосходит полезный крутящий момент. Наи-
более просто такие потери определяются в наконечни-
ках НП-ЗОМ и НУП-ЗОМ. Так, например, для прямого
наконечника НП-ЗОМ, состоящего из корпуса и состав-
ного вала, вращающегося в двух подшипниках качения,
потери минимальны, а момент трения может быть рас-
считан по формуле (IX.12), где эквивалентную динами-
ческую нагрузку на подшипник Р необходимо опреде-
лять с учетом 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 вра-
щаются промежуточные валики, а также потери на тре-
ние в зубчатом зацеплении. Момент трения на шипе в
подшипниках скольжения может быть определен по
формуле [Воскресенский В. А., Дьяков В. И., 1980]:
(IX. 19)
где р, — динамическая вязкость; (о— угловая частота
вращения; 1 — длина вкладыша подшипника; d — диа-
метр шеики вала; ---------относительный зазор; А —
радиальный зазор; gi—коэффициент сопротивления вра-
щению, который определяется в зависимости от эксцент-
риситета (%=0,9) и относительной длины подшипников
(Х=1,0) по таблицам, предложенным В. А. Воскресен-
ским, В. И. Дьяковым (1980).
Потери на трение в зубчатом зацеплении головки уг-
лового наконечника НУ-ЗОМ могут быть определены по
формуле:
Мтр = 2>, (IX. 20)
где Мтр — потери момента на трение в шарикоподшип-
никах головки углового наконечника, вычисленные по
формуле (IX.12); г] — КПД зубчатой передачи.
Г08
Расчет КПД зубчатой передачи при малых нагруз-
ках может быть произведен по методике, изложенной в
работе Ф. С. Дмитриева (1971):
1-кср(^- + ^-), (IX. 21)
где
Р + 2,87
С~ р+0,17
поправочный коэффициент, учитывающий увеличение
трения при малых нагрузках (менее ЗОН);
р = 21(РМтр,____
mz2
окружное усилие на зубьях колес; zi и Z2— числа зу-
бьев ведущего и ведомого колес; m — модуль колес;
р.— коэффициент трения в зубчатом зацеплении.
Коэффициент трения необходимо выбирать в соот-
ветствии с рекомендациями Ф. С. Дмитриева (1971).
Для стальных и бронзовых колес при легкой смазке и
средней чистоте рабочих поверхностей зубьев ц = 0,1
(для наконечников отечественного производства), а
при высокой чистоте обработки поверхностей зубьев
р, = 0,06+ 0,08 (для наконечников фирмы «Каво»,ФРГ).
Потери на трение в зубчатом зацеплении в колене уг-
лового наконечника НУП-ЗОМ 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-30/10М. и НУП-ЗО/ЗМ. необходимо, кроме вышепере-
численных, учесть потери в планетарных шарикопод-
шипниковых редукторах.
Для изучения частоты вращения наконечников, тем-
пературы 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 регулиров-
кой частоты вращения 5000—50 000 об/мин, располо’
женный на стойке 2, регулируемой по высоте; муфта 4,
соединяющая вал двигателя с изучаемым наконечником
5, располагающийся на двух регулируемых по высоте
стойках 6; нагрузочное устройство 7, позволяющее из-
109
4
5
3
7
If III,
ши
Hint
Рнс. 19. Стенд для испытания наконечников (обозначения в тексте).
менять величину и направление нагрузки на режущий
инструмент. В нагрузочном устройстве закрепляют об-
разцы из материала, моделирующего по своим свойст-
вам ткани зуба. Для дентина в качестве моделирую-
щего материала был выбран стеклотекстолит, а для:
эмали — оконное стекло.
Для исследования характеристик стенд снабжен раз-
личной измерительной аппаратурой. Измерение темпе-
ратуры осуществлялось электротермометром ЭТП-М с
точностью до 1°С. Частоту вращения измеряли при по-
мощи бесконтактного метода по схеме: осветитель1—>
—>вращающийся вал;—>отраженный свет—>фотодиод
ФД-ЗА—^усилитель—^частотомер Ф5043. По измене-
нию 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 колеба-
нии подаваемого на электродвигатель напряжения ис-
пользовали 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 отечествен-
ного и зарубежного производства приведены на рис. 20.
Измерение производили на холостом ходу без нагрузки
на режущий инструмент. Этот параметр в нормативно-
технической документации не регламентируется, однако^
имеет большое значение для оценки качества наконеч-
ников, 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°С, даже при повышении частоты
вращения до 40000 об/мин. Наибольшие потери мощ-
ности на холостом ходу наблюдались у наконечника
НУП-ЗОМ, причем численные значения потерь мощности
имеют большой разброс, особенно при вращении свыше
11Г
Рис. 20. Зависимость потерь мощности AN в наконечниках от числа
оборотов п:
1 — НУП-30 М (СССР); 2 —40Е (Франция); 3 — 20 R с головкой 68 С (ФРГ);
4 — НП-ЗО М (СССР).
30 000 об/мин. Это свидетельствует о неудовлетвори-
тельном качестве изготовления и сборки головок этих
наконечников. Были произведены также расчеты потерь
в наконечниках по предложенной выше методике. Мож-
но отметить удовлетворительное совпадение результатов
расчетов и экспериментальных данных. Наибольшее
расхождение не превышает 10%, что позволяет исполь-
зовать 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 нако-
нечника в 0,1 кгс осуществлялась через полир при тем-
пературе окружающей среды 25±5°С. Результаты ис-
пытаний показали, что по нагреву наконечник НУП-ЗОМ
уступает наконечнику 20R фирмы «Каво», но превосхо-
дит наконечник 40Е фирмы «Микро-Мега». При частоте
вращения 30 000 об/мин температура нагрева не превы-
шает допустимое значение 25°С для всех наконечников
НУП-ЗОМ, а при вращении 40 000 об/мин некоторые
образцы нагревались до 30°С.
112
Это позволяет утверждать, что прямые наконечники
для микромоторов по своим техническим характеристи-
кам 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 на-
конечники для микромоторов по своим техническим
характеристикам несколько уступают лучшим зарубеж-
ным образцам, что позволяет использовать их при
вращении выше 30 000 об/мин.
Были проведены также измерения мощности реза-
ния шаровидным бором при различных нагрузках набор
и частотах вращения (рис. 21). Эти данные необходимы
для сравнения с потерями мощности на трение и оп-
ределения 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, уменьшает-
ся. Снижается также и необходимый для резания кру-
тящий момент.
IX.5. Сшивающие аппараты
Сшивающие аппараты являются одним из видов ме-
ханизированных инструментов, предназначенных для
механического соединения органов и тканей при хирур-
гических операциях.
В стране выпускается большое число различных сши-
вающих аппаратов, получивших большое признание в
медицинской практике и за рубежом. Применение этих
аппаратов сокращает время операции, облегчает работу
хирурга и улучшает результаты вмешательств. Выпуска-
ют различные механические сшиватели — сосудосши-
вающие, аппараты для ушивания бронха, культи, корня
и ткани легкого, культи желудка, наложения анастомо-
зов между полыми органами и т. д. Сшивающие аппа-
раты бывают односкобными и многоскобными. Выпу-
скаются аппараты для наложения линейных, круговых,
овальных и других швов с поперечным, продольным, на-
клонным наложением стежков, одноэтажных и двух-
этажных швов. В некоторых конструкциях предусмотрен
специальный нож для рассечения тканей, с различными
фиксирующими сшиваемые ткани приспособлениями,
113
Рис. 21. Зависимость мощности резания N шаровидным бором стек
нагрузке Р (кгс):
1 — Р-0,1; 2—-Р —0,15; 3 - Р-0,2; 4 — Р-0,25;
рычажными, винтовыми и другими приводами шьющего
механизма. Интересно отметить, что появление и раз-
витие механизированных инструментов по автоматиче-
скому наложению шва послужило основой для разра-
ботки новых хирургических методик.
Сшивающие аппараты впервые разработаны во
ВНИИИХАИ (ныне ВНИИИМТ) и выпускаются произ-
водственным объединением «Красногвардеец» (г. Ленин-
град). Советские сшивающие аппараты получили боль-
шое признание у зарубежных специалистов, неоднократ-
но были отмечены высшими наградами на международ-
ных выставках.
Накопленный опыт клинического применения сшиваю-
щих аппаратов показывает, что механический шов имеет
ряд значительных преимуществ перед обычным — герме<
тичность, гемостатичность и асептичность, хорошее со-
поставление краев сшиваемых тканей и простота техни-
ческих приемов. Большие перспективы открываются пе-
ред применением сшивающих аппаратов в решении проб-
лемы пересадки органов.
Лицензии на сшивающие аппараты закуплены США,
114
лотекстолита (а) и стекла (б) от числа оборотов при различной
5 — Р«=0,3; Л. р. — линия ре зания.
где налажено их производство, причем выпускаются ап-
параты однократного применения в стерильных упаков-
ках.
IX.5.1. Аппарат для наложения пищеводно-кишечных
соустий ПКС-25М
Этот аппарат предназначен для одномоментного сши-
вания круговым швом пищевода с кишкой или желудком
с одновременным образованием просвета между сшивае-
мыми органами. Зазоры прошивания 0,5—2,5 мм, диа-
метр шва 24 мм.
IX.5.2. Аппарат для ушивания кровеносных
сосудов УКС-255
Этот аппарат предназначен для раздельного одномо-
ментного ушивания кровеносных сосудов корня легкого
при внутриперикардиальном доступе, а также для уши-
вания долевых и сегментарных сосудов на легких.
Ушивание производится наложением линейного двух-
строчечного шва металлическими П-образными скоб-
ками.
115
Кроме того, аппарат можно рекомендовать для нало-
жения швов и на другие кровеносные сосуды (непарную
вену, полую вену, магистральные сосуды и др.) Диаметр
ушиваемого сосуда 16 мм, длина шва 25 мм.
IX.53. Аппарат для ушивания культи
желудка УКЖ-8
Этот аппарат предназначен для ушивания культи же-
лудка двухрядным погружным швом.
IX.5.4. Аппарат для ушивания тканей
легкого УТЛ-70
Этот аппарат предназначен для ушивания тканей лег-
кого при типичной краевой и клиновидной резекциях
двухрядным скобочным погружным швом с плевриза-
цией его. Длина шва 70 мм.
Глава X
МЕДИЦИНСКИЕ ИНСТРУМЕНТЫ
ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
В последние годы прочное место в производстве из-
делий медицинского назначения заняли полимерные ма-
териалы. Это связано с рядом специфических свойств
пластических масс, их упругостью, легкостью, гигиенич-
ностью, прозрачностью, рентгеноконтрастностью (при не-
обходимости) и другими свойствами, использование ко-
торых в, медицине имеет определенное значение.
ХЛ. Номенклатура инструментов
из полимерных материалов
Отечественная медицинская промышленность в нас-
тоящее время выпускает значительное число изделий из
полимерных материалов — это системы для взятия и пе-
реливания крови, шприцы различных конструкций и
функционального назначения, трубки, предметы по ухо-
ду за больным и т. д.
Большая работа по созданию и внедрению в произ-
водство полимерных медицинских инструментов прово-
дится НПО «Мединструмент». В объединении разработа-
116
ны и внедрены для изготовления на заводах медицинской
промышленности более 60 изделий (около 400 типо-
вых размеров) для различных областей медицины: уро-
логии, 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 преимуществен-
но 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 по-
лимерных материалов — ОСТ 64^1-107-80, в которых
указаны классификация инструментов, технические тре-
бования, комплектность, правила приемки, методы ис-
пытаний, требования к маркировке, упаковке, транспор-
тированию и хранению инструментов.
Разработаны и выпускаются также венэкстракторы,
трубки дренажные для перитонеального диализа, возду-
ховоды, троакары, мочеприемники индивидуальные, кап-
сулы для отвода мочи, наборы для катетеризации цент-
ральных вен, наборы присоединителей и др. Особый ин-
терес представляют инструменты с раздувающимися
баллонами (манжетками) из пластизолей на основе по-
ливинилхлорида: 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 ги-
некологии). В перспективе намечается значительно рас-
ширить ассортимент медицинских инструментов с раз-
дувающимися манжетами, которые необходимы в сердеч-
но-сосудистой терапевтической практике, в педиатрии,
фтизиатрии и других областях медицины. Инструменты
одноразового применения (катетеры детские желудоч-
ные, пупочные, носовые, эндобронхотрахеальные, внутри-
венные, игла для родничковой пункции, набор для кате-
теризации центральных вен и др.) поставляются в сте-
рильном виде.
Изделия одноразового применения имеют ряд преиму-
ществ по сравнению с изделиями многократного приме-
нения. Они исключают необходимость предварительной
подготовки к использованию, гарантируют невозмож-
ность перекрестной инфекции, могут применяться в лю-
бых условиях; их использование повышает производи-
117
тельность труда медицинского персонала и облегчает его,
т. е. наряду с лечебным и социальным эффектом дает
значительную экономию.
Для стерилизации полимерных изделий, предназна-
ченных для многоразового применения, используют хо-
лодные («щадящие») методы, так как применение тепло-
вых методов (сухожаровый способ, автоклавирование)
приводит к разрушению изделий. Стерилизация и дезин-
фекция изделий из полимерных материалов осуществля-
ется в соответствии с ОСТ-42-2-2-77.
Х.2. Материалы для полимерных инструментов
Поливинилхлорид (ПВХ) — основной полимер
медико-технического назначения. На его основе разра-
ботано большое число пластикатов различной степени
эластичности, прозрачных и окрашенных, рентгеноконт-
растных. Материал и изделия из пластифицированного
ПВХ обладают химической прочностью, устойчивостью к
различным видам стерилизации, мягкостью, сочетающей-
ся с упругостью, хорошими органолептическими свойства-
ми. В состав композиций поливинилхлоридных материа-
лов входят ПВХ, пластификатор, стабилизатор, краситель
и другие добавки, придающие материалу необхо-
димые свойства. На основе ПВХ-пластикатов изготавли-
вают большое число различных изделий: катетеры, зон-
ды, бужи, системы для взятия и переливания крови и
т. д. ПВХ-пластикат медицинского назначения выпуска-
ется 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 использо-
ванием пластизолей изготавливают медицинские инстру-
менты с раздувающимися манжетками (интубационные
трубки, троакары и др.). ПВХ-пластикат перерабатыва-
ется в основном методом экструзии и литья под давле-
нием.
Полиэтилен является термопластичным материа-
лом. Различают полиэтилен низкого и среднего давления
(ПЭНД и ПЭСД) с одинаковой плотностью и молеку-
лярной массой и приблизительно одинаковыми свойства-
118
ми и полиэтилен высокого давления (ПЭВД), отличаю-
щийся по характеристикам от ПЭНД и ПЭСД более
высокой жесткостью. Из полиэтилена изготавливают ка-
тетеры, дренажные устройства, шприц-тюбики, лаборатор-
ные медицинские изделия и др.
Полиэтилен хорошо перерабатывается при помощи
литья под давлением, экструзии, выдувания и других ме-
тодов переработки пластических масс. Выпускается по-
лиэтилен 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 из-
готовления медицинских изделий применяют полипропи-
лен высшего сорта марок 21050, 21030 по ТУ 6-05-4756-78.
Из полипропилена делают катетеры, канюли, шприцы,
детали эндоскопических инструментов и т. д.
Полистирол него сополимеры широко ис-
пользуют в медико-технических целях для изготовления
конструкционных элементов медицинских инструментов:
стетоскопов, фонендоскопов, шприцев одноразового при-
менения, футляров для термометров, упаковок медицин-
ских инструментов и т. д. Полистирол обладает доволь-
но высокой химической стойкостью, прочностью, легко
перерабатывается при помощи литья под давлением, экс-
трузии, вакуум-пневмоформования, легко окрашивается
в различные цвета и оттенки.
Пол и-4-м етилпентен-1 (темплен) обладает
высокой термостойкостью, стойкостью к окислительной
деструкции и многократной тепловой стерилизации, высо-
кой прозрачностью, сохраняющейся в процессе эксплуата-
ции изделия. Устойчив к действию многих химических
агентов, дезинфицирующих и стерилизующих растворов;
является весьма перспективным материалом для изго-
товления изделий медицинского назначения. Стабиль-
ность свойств в температурных пределах 50—200°С ста-
вит этот материал в исключительное положение по срав-
нению с полиэтиленом, полипропиленом, полистиролом.
Поли-4-метилпентен-1 (темплен) выпускается по ТУ 6-05-
041-589-77.
Полиамид относится к химически стойким полиме-
рам, обладает высокой прочностью, твердостью, низким
коэффициентом трения, высоким сопротивлением к исти-
119
ранию и прочностью на разрыв. В медицинских целях ис-
пользуют полиамид марки ПА-12Л0 литьевого назначе-
ния и ПА-12-20 экструзионного назначения. Полиамид
выпускается по ОСТ 6-05-425-76.
Поликарбонат также является перспективным
материалом для использования в производстве медицин-
ских инструментов, поскольку обладает сочетанием таких
свойств, как высокая теплостойкость, устойчивость к
многократным тепловым воздействиям кипячения и авто-
клавирования (стерилизация), имеет хорошие диэлектри-
ческие свойства и высокую механическую прочность. Бла-
годаря высокому сопротивлению ползучести в широком
интервале температур он может быть использован в тех
областях, где раньше находили применение лишь реакто-
пласты. 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 вы-
свободить в значительном количестве дефицитные мате-
риалы (цветной металл, дерево и т. д.), создать условия
для механизации и автоматизации производственных
процессов, снизить себестоимость продукции.
Одним из важных требований, предъявляемых к поли-
мерным материалам медицинского назначения, является
их недефицитность и перерабатываемость в изделия про-
мышленными способами. Этим требованиям в значитель-
ной степени отвечают перечисленные выше материалы.
Х.З. Применение полимеров для упаковки
На заводах медико-инструментальной подотрасли
значительное число инструментов, особенно стоматологи-
ческих, упаковывают в полимерную тару, что позволяет
не только улучшить качество самой упаковки, но и зна-
чительно 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 ви-
да упаковки позволит исключить применение коробок,
бумаги, этикеток и других материалов, повысить куль-
туру и производительность труда, а также качество упа-
ковки.
120
Форма заточки и углы заострения игл трубчатых
Таблица 19
Форма заточки Эскиз Обозначение а° 3" 7°
номенкла- тура предельное отклонение номенкла- тура предельное отклонение
Кинжальная I 15 15 ±2 — 40—60
а!
О I 17 17 ±2 — 40—60
I 20 20 ±3 40—60
Копьевидная I 30 30 ±5 60—80
I 45 45 ±5 80—100
II 10 II 18 10 18 ±2 ±2 20 30 ±2 ±2
уЗ 1202 2^"
^Г7~
Глава XI
ШПРИЦЫ МЕДИЦИНСКИЕ И ИГЛЫ ИНЪЕКЦИОННЫЕ
Шприцы являются одним из видов медицинских ин-
струментов массового применения. По отраслевой клас-
сификации (подгруппа 94 3280) выпускают шприцы ме-
дицинские: инъекционные типа «Рекорд» (94 3281), ком-
бинированные (94 3282), стеклянные (94 3283), из поли-
мерных материалов (94 3284) и специальные (94 3285).
Шприцы типа «Рекорд» с шлифованными цилиндра-
ми и притертым поршнем выпускают вместимостью 1 —
—2—5—10—20 мл (ГОСТ 18137-77); шприцы комбини-
рованные 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. Оте-
чественная 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 инъекци-
онных однократного применения. Основными параметра-
ми, определяющими их функциональные свойства, явля-
ются форма и углы заточки (табл. 19). Технической до-
кументацией на иглы инъекционные предусмотрено два
исполнения заточки: кинжальная и копьевидная. Как по-
казала практика, наиболее предпочтительна в эксплуата-
ции копьевидная заточка.
Шприцы инъекционные многократного применения
типа «Рекорд» (рис. 22) выпускаются по ГОСТ 18137-77.
XI.1. Изготовление наконечников и штоков
Для изготовления наконечников применяют прутки из
латуни ЛС-59-4 диаметром 25 мм. Мерные заготовки вы-
рубают из прутков на кривошипном прессе КН-60 (уси-
лие 100 т), после чего в течение 2 ч отжигают в печи Н-45
122
Рис. 22. Шприц инъекционный типа «Рекорд»:
1 — наконечник; 2 — цилиндр; 3 — поршень; 4 — кольцо поршня; 5 — головка
шприца; 6 — крышка; 7 — шток.
при температуре 550—600°С. Перед штамповкой, произ-
водимой на кривошипном прессе К-2232, заготовки наг-
ревают в электропечи при температуре 620—850°С (в за-
висимости от вместимости шприца), затем осуществля-
ются рубка конуса наконечникана длину 15 мм, галтовка,
химическое травление, мойка и контроль заготовки.
Механическую обработку наконечников производят на
токарно-револьверных автоматах ЛА-55 и одношпиндель-
ных токарно-револьверных автоматах фирмы «Трауб»
(ФРГ). Автоматы имеют шестипозиционную револьвер-
ную 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 от-
верстия, протачивают конус и полируют наружную по-
верхность на специальных полировальных полуавтома-
тах ТШ-13М. Затем прошедшие контроль наконечники
укрепляют на подвесках и покрывают никелем на авто-
матической линии АЛГ-141, контролируют покрытие, из-
делие подглянцовывают и производят окончательный
контроль.
Для изготовления штоков применяют проволоку диа-
метром 3,5 мм из латуни Л-63. Штоки для шприцев вме-
стимостью 1—2—5—10 мл производят на холодновыса-
дочных автоматах в автоматическом цикле: проволока из
бухты через специальное рихтовальное (правильное) уст-
ройство подается в зону обработки, где после разрезки
на мерные заготовки происходит холодное выдавливание
штока на автомате АА-1219. После промывки в трихлор-
123
этилене заготовки штока проходят химическое травление
и контроль. Наружную поверхность головки штока об-
рабатывают на шестишпиндельных полуавтоматах, за-
тем накатывается резьба на станках РИС-6. Шлифуют и
полируют головку на станках-моторах, а покрывают ни-
келем— 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 предвари-
тельно 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 сбор-
ки головку обрабатывают аналогично штокам, получен-
ным высадкой.
XI.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 осуществ-
ляется на кривошипном прессе К-2322. Пресс снабжен
приспособлениями для механической подачи ленты, раз-
мотки ее и смотки отходов после штамповки. Послед-
нюю 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 ни-
келем 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 ус-
тановке. Наружную поверхность полируют на специаль-
ном полуавтомате на базе станка ТШ-13М. Готовые
детали покрывают никелем в барабанах.
124
XI.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, снабже-
ны большим числом различных приспособлений и инстру-
ментов. Автомат «Index-25» имеет 3 поперечных суппорта
и шестипозиционную револьверную головку, токарный
револьверный автомат «Index-B42»— 4 поперечных суп-
порта и шестипозиционную револьверную головку, отли-
чается жесткой и стабильной конструкцией.
Автоматная обработка включает следующие опера-
ции: подрезку торца, проточку по наружному диаметру,
центровку отверстия, сверление отверстия, проточку ка-
навки под тормозное кольцо, нарезку резьбы, обрезку в
размер с предварительной проточкой конуса.
После промывки и контроля диаметра, длины порш-
ня, канавки, резьбового отверстия поршни шлифуют для
дальнейшей обработки на токарно-револьверных авто-
матах, где производят подрезку переднего торца и сня-
тие острых кромок. Далее на бесцентрово-шлифоваль-
ных станках в три перехода доводят поршень до диамет-
ра с допусками, соответствующими готовым поршням,
оставляя припуск 2 мкм на суперфиниширование. На
шлифовальных операциях используются бесцентрово-
шлифовальные станки СБШ-1, 3180, ЗМ182, ЗМ1182А.
Окончательная обработка осуществляется на суперфи-
нишных станках ДЛВ-20. После проверки диаметра и
шероховатости, химического обезжиривания и промыва-
ния 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
14Х17Н2 диктуется требованием, предъявляемым к
шприцам по работоспособности в интервалах темпера-
тур 10-h35°C. Коэффициенты линейного расширения стек-
ла и нержавеющей стали позволяют применять шприцы
при температурах 10—40°С.
Поршень обрабатывают на шестишпиндельном авто-
мате 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 порш-
ней. Шлифовальные операции производят на бесцентро-
во-шлифовальных станках СБШ-1, 3180, ЗМ182, довод-
ку — на станке ЗМ182А.
Преимущество поршней из нержавеющей стали в том,
что они не нуждаются в покрытии. Для поршней из ла-
туни в перспективе следует применять или безмонтажное
покрытие, или механизировать процесс их монтажа и
демонтажа.
XI.4. Сборка шприцев
На сборку шприцев арматура поступает из механиче-
ского отделения, цилиндры — со склада стекла. Цилинд-
ры подвергают контролю 1% из партии согласно требо-
ваниям ТУ 64-2-82-78 «Цилиндры к шприцам. Техниче-
ские условия». По окончании контроля комплектуют
тару для загрузки конвейера, т. е. заполняют ее цилин-
драми по вместимостям.
Первая сборочная операция — пайка цилиндра с го-
ловкой шприца — осуществляется на специальном при-
способлении. Головку, предварительно подогретую до
180—220°С, 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 специ-
альном затирочном станке припой уплотняют по наруж-
ному диаметру в месте пайки головки с цилиндром и за-
чищают его.
Разработана конструкция шприца с эластичным сое-
динением головки с цилиндром. Уплотнение из силико-
новой резины на головке шприца не вызывает напряже-
ний в цилиндре.
При изготовлении таких шприцев экономится металл,
дорогостоящий припой, в состав которого входят сурь-
ма, висмут и свинец, исключается вредная операция пай-
ки. В настоящее время около 25% шприцев выпускают
по этой технологии, для чего применяют полуавтомат
сборки шприцев по методу обжима [разработка Специ-
ального проектно-конструкторского технологического бю-
ро (СПКТБ) «Мединструмент»].
После присоединения головки внутреннюю поверх-
ность цилиндров шлифуют в три перехода до диаметра
126
1
2
л
Рио. 23. Игла инъекционная:
/ _ трубка иглы; 2 — головка иглы.
с допусками 34-5 мкм в зависимости от вместимости
шприцев. Обработку ведут на специальном шлифоваль-
ном станке притирами, на которые наносится шлифо-
вальный порошок. Цилиндр при шлифовании вручную
передвигается возвратно-поступательно вдоль притира.
После шлифования диаметр цилиндров проверяют длин-
номерами высокого давления.
Шлифованные цилиндры промывают, сушат и направ-
ляют для пайки наконечника, аналогичную пайке го-
ловки. Затем поршень с крышкой и штоком вставляют в
цилиндр, они проходят контроль на непротекаемость на
специальном приборе, на термоудар, сухожаровую сте-
рилизацию. После проверки шприцы протирают и упа-
ковывают.
XI.5. Технология производства шприцев
с силиконовыми кольцами
Шприцы комбинированные с силиконовыми уплотни-
тельными кольцами на поршне выпускают по ТУ
64-1-863-80.
В отличие от поршней шприцев типа «Рекорд» порш-
ни шприцев комбинированных изготовляют с допусками
60 мкм, что значительно снижает трудоемкость их изго-
товления и контроля. Роль уплотнителя выполняет коль-
цо из силиконовой резины, которое выпускают по ТУ
38.106357-79. Каждое уплотнительное кольцо рассчита-
но на 60 циклов обработки. Технология производства ос-
тальных деталей аналогична таковой для шприцев типа
«Рекорд».
XI.6. Технология производства инъекционных игл
Исходным материалом для изготовления инъекцион-
ных игл (рис. 23) является лента толщиной 0,55 мм из
нержавеющей стали 12X18Н ЮТ. Машинная резка лен-
127
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 отжига-
ют 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 разре-
зание ее на отрезки длиной 3000 мм производится на
сварочной машине фирмы «Драйштерн» (ФРГ).
Для получения трубки из* ленты толщиной 0,55 мм
используют волочильные станы EKZ. Волочение произ-
водится на жестком дорне, что считается недостаточно
производительным методом. После каждого перехода
волочения, до получения необходимого диаметра трубки,
производится термообработка (отжиг), а также про-
мывка в автоклаве EWA. Разрезание трубки на мерные
заготовки производится на отрезно-шлифовальном стан-
ке EKTJM.
Технической документацией на иглы инъекционные
предусмотрена кинжальная и копьевидная заточка. За-
точные автоматы фирмы «Кратц» (ФРГ), используемые в
настоящий момент в игольном производстве, позволяют
осуществлять только кинжальную заточку. Одним из ре-
шающих способов повышения качества заточки инъекци-
онных 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 упаковыва-
ют в коробки по 10 шт. и в отформованную тару на стан-
ках модели 536 Ленинградского НПО «Прогресс». Упа-
ковка игл в коробки и раскладка их в формованную лен-
ту производятся вручную.
Одной из трудоемких операций является изготовле-
ние головок инъекционных игл. Только для их механиче-
ской обработки на МИЗе им. В. И. Ленина и Тюменском
ЗМОиИ используют более 250 токарно-револьверных ав-
томатов и специальных сверлильных станков. Использу-
ются токарно-револьверные автоматы отечественного
производства—ДИ 12 и Д118, Д132 и зарубежные —
«Индекс» (ФРГ), А12 и А20 «Шкода» (ЧССР) и др.
Исходным материалом для головок является квад-
ратный пруток 5x5 мм из латуни ЛС 59-1. При массе
готовой головки 1,4 г на ее изготовление требуется заго-
товка 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 яв-
ляется также то, что до 55% дорогостоящего латунного
проката уходит в стружку, что, несомненно, требует даль-
нейшей работы над совершенствованием технологии.
В Тюменском филиале Центрального проектно-конст-
рукторского технологического бюро (ЦПКТБ) «Медобо-
рудование» проведена значительная работа по совершен-
ствованию технологического процесса изготовления го-
ловок инъекционных игл. В результате этой работы спро-
ектированы, изготовлены и внедрены в производство 4
роторные линии обработки головок игл. Роторная линия
осуществляет сверление и развертывание внутреннего
конуса, первую и вторую токарные операции, зацентров-
ку и сверление отверстия под трубку иглы, контроль свер-
ления отверстия. Производительность линии (при коэф-
фициенте использования 0,8) 5760 шт/ч. Такт выпуска
0,5 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 ухо-
дит около 1 300 кг латуни), что незначительно ниже, чем
при изготовлении головок на токарно-револьверных ав-
томатах. Поэтому разработка технологического процесса
с меньшими потерями металла чрезвычайно важна.
Для изготовления инъекционных игл разработано усо-
вершенствованное технологическое оборудование—уста-
новка для плазменной сварки ленты толщиной 0,2 мм.
Диаметр получаемой на установке трубки равен 4 мм.
Применение этой установки позволяет сократить несколь-
ко переходов волочения и повысить производительность
труда. Усовершенствован станок для резки трубки. Ус-
тановлены электрополиров'альные станки вместо физиче-
ски устаревших.
На базе плоскошлифовального станка Хабаровского
станкостроительного завода разработано приспособление
для копьевидной заточки игл. Значительным недостат-
ком заточки является малая производительность.
Разработаны барабанные волочильные станы. Внед-
рение таких станов позволит значительно повысить про-
изводительность труда, высвободить значительные произ-
водственные площади.
129
Традиционно сложившееся конструктивное оформле-
ние головок не позволяло применить какой-либо другой
метод изготовления. В СПКТБ «Мединструмент» прове-
дена работа по выбору наиболее прогрессивного вариан-
та 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 смонти-
рованы и проходят испытания на МИЗе им. В. И. Лени-
на.
Внедрение технологического процесса изготовления го-
ловок инъекционных игл по методу холодной высадки на
специальных холодновысадочных автоматах позволяет
значительно повысить производительность по выпуску
инъекционных игл с одновременным увеличением коэф-
фициента использования латуни до 0,95 вместо 0,48—0,50
при механической обработке, что в общей сложности поз-
воляет экономить до 3—4 тыс. р. на 4 млн. выпускаемых
игл.
Глава XII
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА МНОГОЛЕЗВИЙНЫХ
РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
XII. 1. Изготовление стальных боров
Технологический процесс изготовления зубных бо-
ров является типовым в смысле последовательности
большинства технологических операций. Поэтому при
описании технологического процесса в качестве типового
представителя рассмотрим изготовление бора для угло-
вого наконечника, включающего все конструктивные эле-
менты 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
130
Рис. 24. Замковая часть боров для угловых наконечников.
2,35; 2,8; 3,2 и 8 мм (по группе Б с шероховатостью по-
верхности Ra^0,63 мкм). Кроме того, исходный матери-
ал должен иметь повышенное содержание вольфрама (на
0,7%), ограниченный предел временного сопротивления
(пвр=77ч-95 кгс/мм2).
Прутки при поступлении на склад завода подверга-
ют входному контролю на соответствие сертификату. На
заготовительной операции распаковывают материал, сни-
мают консистентную смазку с прутков при помощи подо-
грева 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 дол-
жен соответствовать конусу головки толкателя автома-
та, а фаска на переднем конце прутка — предотвращать
возможность повреждения цанги и люнета во время ус-
тановки прутка. Этот переход выполняют на обдирочно-
шлифовальном станке 332-Б. Токарную операцию осу-
ществляют 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 ра-
бочей части и шейки токарных заготовок боров более
высокие, чем у готовых изделий, это диктуется техноло-
гической необходимостью, что в свою очередь определя-
ет повышенные требования к заготовительному оборудо-
ванию.
Правильная геометрическая форма заготовок задан-
131
ной точности и качества поверхности достигается, кроме
того, применением высококачественного режущего инст-
румента и оснастки. При обработке боров используют
призматические резцы с пластинками из твердого сплава
марки В Кб и фасонные из стали Р18. К резцам предъяв-
ляют высокие требования по геометрии, шероховатости
поверхности режущих граней (Ra^0,63) и соблюдению
строгой параллельности и перпендикулярности плоскос-
тей державки резца. Цанги должны не только правильно
зажимать пруток, но и иметь соосность отверстия и на-
ружных направляющих поверхностей — зажимного кону-
са и цилиндрического пояска. Биение по этим поверхно-
стям 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 обус-
ловливает дополнительное биение и цанга быстро теряет
свои пружинящие свойства.
В качестве смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ)
на автоматно-токарной операции применяют масло ин-
дустриальное 20«а» ГОСТ 20799-75.
Автоматные кулачки изготавливают по специальной
технологии и рабочим чертежам. После чистовой обра-
ботки рабочих поверхностей кулачки устанавливают на
автомат для выверки и обкатки, затем их подвергают
термообработке, тщательной зачистке и вторичному опро-
бованию 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, чис-
ло 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 повтор-
ной промывки и визуального контроля качества зачист-
ки токарного остатка, шероховатости поверхности торца,
проверки отсутствия стружки и загрязнений заготовки
отправляют на фрезерный участок.
Фрезерование зубьев производят на специальных фре-
зерных автоматах фирмы «Сафаг» различных моделей.
132
Рис. 25. Фреза двухугловая 615-024.
На автоматах моделей С-43 обрабатывают фиссурные
боры, С-57 — шаровидные, С-254 — цилиндрические с по-
перечной нарезкой. Заготовки боров, уложенные опреде-
ленным образом в магазин автомата, подают поштучно
в зажимную цангу. По окончании фрезерования зубьев
цанга открывается и происходит выталкивание бора.
Управление автомата осуществляется четырьмя кулач-
ковыми секторами. К фрезерным автоматам предъявля-
ют высокие требования по точности, которая обеспечива-
ется тщательным уходом и строгим соблюдением графи-
ка 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 спе-
циальные двухугловые (рис. 25) и дисковые фрезы. Для
производства двухугловых фрез используют сталь круг-
лую 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 осу-
ществляют с помощью специального приспособления,
снабженного индикатором. Контролируют каждую счет-
133
ную коробку боров выборочно. Размер выборки 50—60
штук.
После промывки на автомате А31, разработанном и
изготовленном на Казанском МИЗе, производится фре-
зерование замковой части боров. Автомат снабжен мага-
зинным и выталкивающими устройствами. В качестве
технологических баз используют цилиндрическую поверх-
ность диаметром 2,35 мм и боковую (торцовую) поверх-
ность канавки заготовки бора. Автомат настраивают на
размер 1,8+0’05 с использованием специального шабло-
на. Размер 2,7-0,3 обеспечивается технологически на
прежней, токарной операции. Для осуществления этой
операции используют специальную дисковую фрезу. Ка-
чество выполнения операции контролируют согласно опе-
рационному эскизу. Проверяют правильность угла за-
точки 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 ц 1,8_о,о5 соответственно проверяют при помощи
шаблона, скобы или микрометра.
Уложенные в счетные коробки боры отправляют на
термообработку. Перед термообработкой их промывают
двукратно во фреоне-30, просушивают на воздухе и на-
бирают в специальные кассеты по 30 штук. Кассеты
(6 штук) закладывают в специальную механическую ло-
патку, с помощью которой их опускают для нагрева в
соляную ванну. Нагреву подвергается рабочая часть и
шейка боров.
В состав соляной ванны входит хлорид калия (КС1) —
50% и хлорид бария (ВаС1) — 50%. Такая смесь обеспе-
чивает температуру нагрева 830± 10°С. Время нагрева ко-
леблется в зависимости от типового размера бора от 30
до .50 с. После охлаждения в воде кассеты с борами су-
шат на воздухе и контролируют твердость рабочей части
боров в размере 0,1% от партии, но не менее 3 штук. От-
пуск производят в масляной ванне с электроподогревом
при температуре 160—180°С. Время выдержки— 1 ч. Ох-
лаждение производят на воздухе. Затем изделия двукрат-
но 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, сориен-
тированные заданным образом и уложенные в счетные
134
коробки с помощью вибробороукладчика, загружают в
бункер специального автомата А 12.00.00 для снятия зау-
сенцев 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, промыва-
нию, 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 из-
готовления экономичных твердосплавных боров, у ко-
торых 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 тер-
мической обработки (зона шейки HRC 40—49 ед., ос-
тальное— HRC— 28—32 ед.) на бесцентрово-шлифо-
вальном станке ЗД-180 заготовки шлифуют до диамет-
ра 2,5-0,02 мм, а затем подрезают торец со стороны от-
резания 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 тща-
тельно промывают в бензине и сушат. Контактную свар-
ку выполняют на специальных автоматах, разработан-
ных и изготовленных в НПО «Мединструмент». Отпуск
производят в камерной печи Н-15 при температуре
380°С с выдержкой 1 ч. Наплывы, возникающие при
сварке, снимают и заготовки подвергают бесцентровому
шлифованию напроход до диаметра 2,27-0,о2 мм.
Головку бора шлифуют на специальных автоматах
«Сафаг-423» при помощи алмазного круга, спрофили-
рованным 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 спе-
циальных шлифовальных полуавтоматах фирмы «Са-
135
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-490» 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 алма-
зов 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 тех-
нологический припуск на хвостовике бора необходим
для того, чтобы исключить возможность повреждения
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 го-
товые изделия отправляют на упаковку.
XII.3. Изготовление зуботехнических фрез
Технология производства зуботехнических фрез в
принципе не отличается от технологии производства
стальных зубных боров. Имеющиеся незначительные
различия диктуются в основном конфигурацией изде-
лий. Так, например, на токарно-автоматных операциях
обрабатывается весь контур заготовки, т. е. рабочая
часть и хвостовик, в отличие от боров, у которых обта-
чивается только рабочая часть (головка) и шейка.
Токарно-автоматные операции производят на авто-
матах продольного точения «Петерман R7» или
«Бехлер-АЕ7». После контроля диаметров головки, хво-
стовика, биения, шероховатости обработанных поверх-
136
ностей в соответствии с картой контроля и укладки за-
готовок в счетные коробки снимают токарный остаток
(грат) с торца заготовок на заточном станке модели
332Б при помощи абразивного круга ЭБ 25 с MiK ПП
175x40x32 мм. На головке заготовки фрезы на на-
стольно-токарном станке засверливают центровое отвер-
стие диаметром 1,1+°’12 глубиной 1 мм. Отверстие пред-
назначено для выхода режущего инструмента при по-
следующем фрезеровании зубьев.
Фрезерование продольных зубьев (одинарной на-
резки) производится на специальном фрезерном полу-
автомате «Сафаг-11» специальной фрезой, соответст-
вующей профилю зубьев, поперечных (на фрезах с
двойной нарезкой)—на фрезерном полуавтомате «Са-
фаг-245» дисковой фрезой (пилочкой). Поскольку диа-
метр рабочей части зуботехнических фрез больше диа-
метра 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 фрезерова-
нии замковой части, заготовки направляют на термо-
обработку, которую производят на оборудовании, ана-
логичном* используемому в производстве стальных зуб-
ных боров. Режимы термообработки соответствуют
применяемой марке стали. Затем фрезы подвергаются
электрохимическому полированию и отправляют на упа-
ковку.
XII.4. Изготовление корневых бурввов
Корневые буравы состоят из ручки со специально от-
деланной поверхностью и рабочей части (спирали).
Ручки (хвостовики) изготовляют из круглой стали се-
ребрянки 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 отвер-
стия 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 образова-
лась фаска 0,2x45°. После промывки в бензине и сушки
на воздухе заготовки набирают в специальные кассеты
137
по 200 штук, располагая их конусной частью вниз, и на
плоскошлифовальном станке модели 371 с электромаг-
нитной плитой шлифуют торец. Для этой операции при-
меняют абразивный круг ЭБ 25 СМ2К ПП 175x40x32.
На ручках (наконечниках) длиной 10 мм, предназ-
наченных для ручных буравов, производят сетчатую
накатку цилиндрической поверхности, а на ручках для
эндодонтического наконечника — фрезерование замко-
вой части (лыски), как у боров для углового наконеч-
ника. 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 точе-
ния. Проволока зажимается в цангу и, проходя через лю-
нет, 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 ухо-
дит назад и в это время происходит подача шпиндель-
ной бабки на длину, соответствующую гладкой цилинд-
рической части детали. Шпиндельная бабка останавли-
вается и подошедшая в это время шлифовальная го-
ловка отрезает деталь в заданный размер. Для нарезки
спирали применяют бакелизированные круги К35 или
К36 ПП 100x5x32, спрофилированные соответствую-
щим образом.
После зачистки заусенцев на торце и снятия фаски
0,1X45° затачивают острие бурава на 30° на заточном
станке под микроскопом ММИ-2 при помощи шлифо:
вального круга ЭБ 12 СМ2К 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 специаль-
ном приспособлении.
138
После ручной рихтовки корневых буравов, обеспе-
чивающей биение рабочей кромки относительно ручки
не более 0,7 мм, их обезжиривают в бензине Б-70, су-
шат на воздухе и пассивируют в нитриде натрия. После
укладки в специальную тару по соответствующим но-
мерам изделия направляют на упаковку. Их помещают
по 5 штук одного наименования и номера в пластмас-
совые футляры, которые в свою очередь укладывают в
картонные коробки.
Глава XIII
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕДИЦИНСКИХ
ИНСТРУМЕНТОВ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
XIII. 1. Методы переработки полимеров
При выборе метода переработки полимера опреде-
ляющими являются свойства пластмасс, а также размер
и форма изделия. В настоящее время получили распро-
странение более 20 основных и ряд специализирован-
ных методов переработки термопластов и реактопла-
стов.
При изготовлении полимерных медицинских инстру-
ментов наиболее распространенными методами перера-
ботки термопластов (реактопласты для изготовления ме-
дицинских изделий применяют редко) являются экстру-
зия, литье под давлением, сварка (термоимпульсная и
токами высокой частоты), выдувание и вакуум-пневмо-
формование.
Экструзия — один из основных методов получе-
ния 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 непре-
рывно 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 медицин-
ского назначения и т. д., перерабатывают большинство
термопластов. Преимущество экструзионного способа
переработки полимеров в том, что он обеспечивает не-
прерывность и стабильность процесса, выдержку разме-
139
ров и высокое качество изделий, высокую производи-
тельность.
Для производства медицинских изделий применя-
ются экструдеры с малым диаметром шнека (в преде-
лах 20—50 мм). Основным формующим элементом экс-
трузионной установки является экструзионная головка
со сменными дорнами и фильерами. Подбирая соответ-
ствующие дорны и фильеры, получают полимерные
трубки или профили необходимого сечения и размеров.
Литье под давлением — один из прогрессив-
ных современных способов переработки пластических
масс в изделия. Возможность изготовления изделий
сложной конфигурации за короткое время, автоматиза-
ции процесса, экономное расходование материалов обе-
спечивают 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 дейст-
вием червяка (или поршня). Этим методом перерабаты-
вают: полиэтилен высокого и низкого давления, поли-
пропилен, поли-4-метилпентен-1, полистирол и его сопо-
лимеры, полиамиды и др.
По методу литья под давлением изготавливают
шприцы, стетоскопы, различные детали медицинских ин-
струментов (ручки, канюли, раструбы), переходники и
присоединительные элементы, зажимы, пинцеты, упа-
ковки и т. д. Для производства медицинских изделий
применяют. термопластавтоматы (литьевые машины) с
объемом впрыска пластической массы до 500 см3.
Выдувание (экструзионно-выдувной спо-
соб)— метод, применяемый для производства полых
изделий. При этом способе сжатый воздух нагнетается
в трубчатую заготовку через дорн профилирующей голов-
ки экструдера, экструдированная трубчатая заготовка
зажимается полуформами и с помощью сжатого воз-
духа оформляется полое изделие. По этому методу пе-
рерабатываются полиэтилен, поливинилхлорид, полипро-
пилен и другие материалы. Путем выдувания изготав-
ливают шприц-тюбики, различные емкости.
Вакуум (пневмо)- формование применяют
для переработки листовых термопластических материа-
лов, как полистирол, полиметилметакрилат (органиче-
ское стекло), поливинилхлорид и др. Этот метод исполь-
140
зуют в основном для изготовления упаковок медицин-
ских изделий.
Сварка. При производстве медицинских изделий
применяют в основном термоимпульсный метод и свар-
ку токами высокой частоты (ТВЧ). Термоимпульсным
способом сваривают пленки из полиолефинов (полиэти-
лен, полипропилен), полиамидов, применяемые в ос-
новном как упаковочный материал. Высокочастотную
сварку используют только для полярных термопластов
(поливинилхлорида, полиамидов и др.). Она основана
на разогреве этих материалов за счет внутреннего тре-
ния колеблющихся полярных частиц термопласта под
воздействием высокочастотного 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 сос-
тавляют довольно большую часть инструментов, приме-
няемых в различных областях медицины. Однако, не-
смотря на многообразие назначений и областей приме-
нения, эти инструменты имеют ряд общих конструктив-
ных элементов: цилиндрические и конические корпуса,
заходную часть (дистальный конец), проксимальную
часть, боковые отверстия, раструбы, вставки (вклады-
ши), маркировку и т. д. Поэтому целесообразно рас-
смотреть технологию изготовления инструментов по от-
дельным этапам.
Технологический процесс изготовления трубчатых
инструментов включает следующие типовые операции:
1. Экструзия и нарезка заготовок.
2. Изготовление раструбов, головок.
3. Оформление заходной части.
4. Пробивка отверстий в стенках трубок.
5. Вклеивание вставок и раструбов, головок.
6. Нанесение маркировки.
7. Упаковка инструментов.
Для изготовления заготовок используют в основном
поливинилхлоридный пластикат медицинского назначе-
ния рецептур ПМ-1/42 и Т-35 (для катетеров и зондов)
и рецептуры для пищеводных бужей. Экструзию заго-
товок производят на экструдерах с диаметром шнека
20—40 мм.
141
В установке для получения трубок предусмотрены
ванна для охлаждения выходящих из головки экстру-
дера трубок, тянущее устройство, позволяющее вытяги-
вать 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 экс-
трудере «Баттенфельд-25» обеспечивается нагревом до
температуры (°C): 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 по-
мощью ножа или специального приспособления на за-
готовки необходимой длины ± 10 мм.
Раструбы, головки, муфты, ограничители (фиксато-
ры), переходники и другие детали катетеров и зондов
изготавливают из поливинилхлоридного пластиката (ре-
цептура ПМ-1/42), полиэтилена низкого и высокого дав-
ления 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 (°C): 1-й зо-
ны до 90±5; 2-й зоны до 100±5; 3-й зоны до 120 ±5.
Температура литьевой формы сохраняется в преде-
лах не более 20—40°С.
Температурный режим литья для полиэтилена обе-
спечивается нагревом (°C): 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 специаль-
ных (механических или пневматических) приспособле-
ний и пробойников. Пробойники должны быть остро
заточены, наличие выбоин и заусенцев на режущей ча-
сти не допускается.
142
Рис. 26. Заготовка твердосплавных боров:
а — твердосплавная заготовка из сплава В К 6 М.; б — заготовка хвостовика
из стали 20X13.
Вставки, раструбы, головки фиксируют клеем, со-
стоящим 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 от-
метки, информирующие о глубине введения инструмен-
та, а также номер катетера по шкале Шарьера, указы-,
вающий его диаметр, год выпуска и товарный знак
завода-изготовителя. Для нанесения цветной маркировки
применяют специальные нетоксичные красители (антра-
хиноновый жирорастворимый, пигмент голубой фтало-
циониновый). Составы для маркировки приготавливают
по специальной инструкции.
После мдркировки готовые изделия протирают эти-
ловым спиртом — ректификатом и упаковывают.
143
XIII.3. Особенности производства изделий
одноразового применения
В последние годы все большее внимание уделяется
производству изделий одноразового применения, выпу-
скаемых в стерильной упаковке. Эти изделия исполь-
зуют только один раз, они не подлежат повторной сте-
рилизации.
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 меди-
цинских инструментов из полимерных материалов в на-
стоящее время в основном применяют радиационный и
газовый способы. Простерилизованные изделия перед
отправкой потребителю проходят обязательный лабора-
торный контроль на стерильность, токсичность и пиро-
генность.
Глава XIV
МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ
Проблема повышения долговечности изделий приоб-
рела актуальное значение и в промышленности меди-
цинских инструментов. Известно, что повышение срока
годности инструмента в 1V2—2 раза равноценно в от-
дельных случаях увеличению выпуска на ту же цифру.
В настоящее время разработаны и внедрены в произ-
водство медицинских инструментов следующие методы
упрочнения поверхностей: армирование износостойкими
материалами наплавкой, пайкой и сваркой; нанесение
покрытий из износостойких материалов электроискро-
вым методом; упрочнение лучом лазера.
XIV. 1. Армирование твердыми сплавами
Одним из путей повышения износостойкости много-
лезвийных инструментов (боры, зуботехнические фрезы
и т. п.) является изготовление их режущих элементов
из твердых сплавов. Основными способами присоеди-
нения твердых сплавов к стальной державке инструмен-
та 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 Москов-
ском 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. Пай-
ку производят припоем ВПр4 ОСТ 1.90208-75, используя
токи высокой частоты, на установке ЛЗ-13 в специаль-
ном приспособлении, смонтированном вместе с десяти-
местным индуктором на установке. Пайку осуществля-
ют при температуре 1000—1050°С. Время нагрева заго-
товок до температуры пайки равняется 6—7 с.
Недостатком этого способа армирования является
то, что на изготовление боров идет относительное боль-
шое количество дефицитного вольфрамсодержащего
твердого сплава, а заготовки под пайку подвергаются
ряду трудоемких операций: абразивной шлифовке (ка-
либровке) порошком карбида бора до диаметра 2,6 мм,
шлифованию конца заготовки на конус, сверлению в то-
рец хвостовиков и т. п.
Этих недостатков лишен способ армирования твердо-
145
го сплава по методу контактной электросварки сопро-
тивлением. Этот процесс поддается механизации и ав-
томатизации, что обеспечивает высокую производитель-
ность (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 позво-
ляют выпускать всю номенклатуру (49 типовых разме-
ров) твердосплавных боров.
Заготовки сваривают на специальных установках
(рис. 27), обеспечивающих полностью автоматизирован-
ный цикл — загрузку партии заготовок на сварочные по-
зиции, сжатие их с необходимым сварочным давлением,
отвод от зоны сварки удерживающих заготовки уст-
ройств, дозированный сварочный цикл по величине тока
и времени импульса с одновременной осадкой разогре-
тых деталей, сброс сварочных деталей в приемный бун-
кер.
Техническая характеристика автомата
для сварки
Цикл сварки.........................Автоматический
Пределы регулирования режимов сварки:
Сила сварочного тока, А............ 450—650
Время сварки, с.................... 0,02—0,6
Усилие сварки, кг.................. 0,5—6
Величина регулируемой осадки при
сварке, мм.............................. 5±0,5
Производительность, шт/мии .... 7
Число рабочих позиций ............. 1
Мощность электродвигателя привода,
кВт ......................... . . 0,18
Мощность источника питания, кВт 40
Масса автомата с источником пита-
ния, кг................................. 310
Масса регулирующей аппаратуры, кг 70
Габаритные размеры, мм............. 950X510X1120
Заготовки твердосплавных боров сваривают по сле-
дующему режиму:
Сила сварочного тока, А..........- 560—600
Сварочное давление, кг............ 3,2—4,0
Время сварки, с....................... 0,32
Время паузы, с . . . ................. 0,32
Число импульсов.................. 2
146
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 температу-
ре 380°С в течение 1 ч с последующим охлаждением на
воздухе. После снятия грата (излишка металла хвосто-
вика, выдавленного на стыке во время сварки) заготов-
ки боров проходят механическую обработку.
XIV.2. Технология армирования ножниц
износостойким сплавом
Медицинская промышленность выпускает также нож-
ницы хирургические, армированные износостойкими твер-
дыми сплавами типа ВЗК, который наносится аргоно-
дуговой наплавкой.
Армирование должно обеспечить прочность соедине-
ния, повысить коррозионную стойкость, режущие свой-
ства ножниц, а также нетоксичность живых тканей ор-
ганизма. При этом должны быть сохранены или повы-
шены функциональные свойства стали и сплава. При
армировании ни в коем случае не должны образовывать-
ся макро- и микродефекты в материале ножниц, а в
месте соединения твердого сплава с основным материа-
лом должна обеспечиваться стабильность соединения.
Процесс должен удовлетворять таким требованиям,
как экономичность, возможность механизации и автома-
тизации, удобство и безопасность условий труда при его
выполнении.
Заготовки ножниц после штамповки и отжига фре-
зеруют под наплавку согласно эскизу (рис. 28).
Шероховатость поверхности под наплавку должна
быть не ниже 0,63. Прилегающие к зоне наплавки бо-
ковые поверхности заготовки следует зачищать до пол-
ного удаления следов окалины от штамповки. Половин-
ки ножниц должны иметь технологический припуск со
стороны острия не менее 1,5 мм, так как при наплавке
он будет оплавляться. Заготовки ножниц и прутки стел-
лита (твердого сплава), служащего присадочным мате-
риалом, перед наплавкой следует тщательно промыть.
Для наплавки заготовки ножниц закрепляют в приспо-
соблении таким образом, чтобы лезвие плотно прилега-
ло к профильной плоскости приспособления. Стеллит
наплавляют в два прохода, при этом наплавку второго
147
Рис. 28. Заготовка ножниц.
слоя ведут с минимальным расплавлением металла пер-
вой наплавки. Наплавку осуществляют при помощи руч-
ной аргонодуговой сварки постоянным током. В качест-
ве источника питания используют сварочные выпрями-
тели типа ВД-301 или ВКС-500. В качестве присадоч-
ного 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 со-
ответствие геометрическим размерам и на отсутствие
дефектов наплавки. При необходимости устраняют де-
фекты механической выборкой и подваркой. В дальней-
шем ножницы проходят технологическую обработку,
аналогичную таковой у стальных ножниц.
XIV.3. Технология упрочнения лучом лазера
Новым перспективным направлением в повышении
износостойкости медицинских инструментов является ла-
зерное упрочнение. Его применяют для повышения стой-
кости технологической оснастки и инструмента, изготов-
ленных из различных сталей (углеродистых, легирован-
ных и быстрорежущих). Лазерный метод упрочнения
основан на явлении высокоскоростного нагрева металла
под действием лазерного луча до температур, превы-
шающих температуру фазовых превращений в стали (но
ниже температуры плавления), и последующего быстро-
го отвода тепла в основную массу металла. Скорости
нагрева и охлаждения составляют порядка 105—
106 град/с. При этом образуется, как и в случае обыч-
ной закалки, структура мартенсита и остаточного аусте-
нита с микротвердостью 850—1100 кгс/мм2. Такая по-
148
Рнс. 29. Распределение мнкротвердостн по глубине
в стали У8А.
вышенная микротвердость обусловлена образованием
более мелкозернистого мартенсита. Глубина упрочнен-
ной зоны составляет до 0,1 мм. Между упрочненным
слоем и основным металлом имеется зона отпуска ши-
риной около 0,02 мм, микротвердость которой несколь-
ко ниже микротвердости исходного материала. Объем
этой зоны значительно меньше объема упрочненного ла-
зерным излучением слоя, поэтому зоны отпуска прак-
тически не влияют на износостойкость. Распределение
микротвердости по глубине показано на рис. 29.
нт, wc/mm?
Зонас\
исход-\
нои I
1000
I 1 I____________I_____I___—I
о 1 2 3 4 5 6 £, ММ
Рнс. 30. Распределение мнкротвердостн на поверх-
ности стали У8.
149
Упрочненный слой рис. 31. Схема лазерно-
го упрочнения режущих
ЪШГТТТТ'Ш/ТШ/ШТШП КРОМОК*
ПЛОСКОСТЬ / \
переточки
Для лазерного упрочнения удлиненных кромок ин-
струмента и деталей технологической оснастки приме-
няют 50% перекрытие «пятен» закалки, которое обеспе-
чивает получение упрочненной зоны практически одина-
ковой глубины по всей длине упрочненного слоя. При
лазерной обработке поверхности в результате перекры-
тия облучаемых участков на ней образуются зоны с по-
ниженной микротвердостью материала. На рис. 30 по-
казано распределение микротвердости вдоль направле-
ния перемещения луча.
Как видно из рисунка, упрочненный слой состоит из
участков с микротвердостью Нюо=ЮОО кгс/мм2, разде-
ленных зонами отпуска с пониженной микротвердостью.
Лазерную обработку можно проводить и на воздухе, и
в защитной среде аргона. Лазерное упрочнение приме-
няют на окончательно изготовленных узлах. Упрочнению
подвергают только режущие кромки и рабочие поверх-
ности 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 полу-
чается при обработке инструментов с односторонней за-
точкой. В этом случае эффект упрочнения сохраняется
при последующих переточках режущей кромки, по-
скольку переточка затрагивает лишь часть кромки и
основного металла (рис. 31).
Шероховатость поверхности после лазерного упроч-
нения не ухудшается. Лазерное упрочнение медицин-
ских режущих инструментов и технологической оснаст-
ки осуществляют на установках типа «Квант-16»,
«Квант-18», выпускаемых отечественной промышленно-
стью.
Режим лазерного упрочнения зависит от конструкции
обрабатываемой детали, ее размеров, теплофизических
и оптических свойств.
150
Таблица 20
Ориентировочные режимы локального упрочнения на установке
«Кваит-16>
Энергия
Марка стали 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 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. Упрочняе-
мые поверхности на этих деталях не должны иметь де-
фектов (трещин, раковин, заусенцев)., препятствующих
получению качественного упрочненного слоя.
Перед обработкой детали следует очистить от раз-
личных 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 необходи-
мо 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% рас-
творе 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 опе-
рации:
151
1. Подготовку установки «Квант-16» к работе в соот-
ветствии с инструкцией по эксплуатации.
2. Подготовку поверхности деталей по методике обез-
жиривания.
3. Установку детали на предметный столик (приспо-
собление) .
4. Установку диаметра пятна в 4 мм.
5. Получение резкого изображения детали в биноку-
ляре установки выведением ее на фокальную плоскость
путем перемещения предметного столика.
6. Установку в перекрестие бинокуляра точки нача-
ла обработки.
7. Установку частоты следования импульсов облу-
чения на СУМ-4.
8. Установку скорости и направления перемещения
предметного столика: при работе установки «Квант-16»
в комплекте с числовым программным устройством не-
обходимо задать программу перемещения.
9. Установку энергии импульса на СУМ-4.
10. Открытие подачи аргона (при работе в защитной
среде).
И. Нажатие кнопки «Частотный».
12. Включение перемещения предметного столика
после вспышки первого импульса.
13. Нажатие кнопки «Одиночный», выключение пе-
ремещения предметного столика и перекрытие подачи
аргона по окончании обработки.
14. Установку напряжения накопителя «0» на СУМ-4.
15. Переустановку детали для обработки следующих
поверхностей и повторение переходов 5... 14 при необхо-
димости.
16. Снятие детали.
17. Проведение контроля обработанных поверхностей.
XIV.4. Электроискровое легирование
Для улучшения функциональных свойств медицин-
ских инструментов и повышения их износостойкости при-
меняют электроискровое легирование (ЭИЛ). Рабочую
поверхность инструмента (используемую в качестве ка-
тода) подвергают воздействию импульсных разрядов
упрочняющего электрода из твердого сплава (включен-
ного как анод). В результате искровых разрядов в воз-
душной среде происходит перенос материала электрода
152
на изделие. Перенесенный материал легирует поверх-
ностный слой металла изделия и, соединяясь химически
с диссоциированным атомарным азотом воздуха, угле-
родом и материалом изделия, образует диффузионный
износоустойчивый слой. При этом в слое возникают
сложные химические соединения (высокостойкие нитри-
ды и карбонитриды).
В медицинской промышленности метод электроискро-
вого легирования впервые был опробован доктором тех-
нических наук Е. А. Володиным на металлорежущем
инструменте и обрезных штампах. Для легирования был
использован сплав Т15К6.
В медико-инструментальной подотрасли метод элек-
троискрового легирования был внедрен на МИЗе им.
Горького для упрочнения губок хирургических иглодер-
жателей. Срок службы иглодержателей, упрочненных
электроискровым легированием, повысился с 2 до 5 лет.
В качестве материала твердосплавного покрытия ис-
пользовали сплав СНГН-60. В дальнейшем номенкла-
тура медицинских инструментов, упрочненных по методу
ЗИЛ, расширилась,— были внедрены процессы легиро-
вания зубных элеваторов и стоматологических щипцов.
Установки для ЗИЛ разрабатывают и выпускают в
Институте прикладной физики Академии наук Молдав-
ской ССР. Имеется ряд установок марок ЭФИ-45, ЭФИ-
46, ЭФИ-80, ЭФИ-22, ЭФИ-23, ЭФИ-25 и других, отли-
чающихся силой рабочего тока (0,8—100 А) и частотой
вибрации электрода (100—1500 Гц). С повышением ча-
стоты вибрации увеличивается чистота покрытия. Так,
например, установка для электроискрового легирования
ЭФИ-22 имеет диапазон частот вибрации электрода
800—1500 Гц.
Важными параметрами в технологии электроискро-
вого легирования являются удельное время упрочнения
и энергия импульсных разрядов, воздействующих на об-
рабатываемую поверхность. Нанесение материала элек-
трода на поверхность детали продолжается до достиже-
ния определенной толщины слоя. Дальнейшее увеличе-
ние времени легирования не приводит к росту толщины,
а, наоборот, сопровождается разрушением нанесенного
слоя.
Некоторые технологические характеристики процес-
са ЗИЛ медицинских инструментов твердым сплавом
СНГН-60 приведены в табл. 21.
153
Таблица 21
Технологический процесс электроискрового легирования медицинских инструментов
Наименование инструмента Марка установки, номер режима Удельное вре- мя обработки, с/мм2 Время обра- ботки одного изделия, с Расход твер- дого сплава, г/см2 Микротвер- дость слоя, ед. HRC Толщина слоя, мкм Сплошность СЛОЯ, %
Иглодержатели хирургические ЭФИ-45 ЭФИ-46
Щнпцы стоматоло II режим III режим - ЭФИ-46 1,0 200—250 0,02 67—70 20—30 30—60 80—90
гнческне III режим IV режим 1,0 200—300 0,02 60—70 30—45 40—55 70—80
Элеваторы зубные ЭФИ-46 II режим 0,4—0,6 20—30 0,02 65—70 20—40 40—70 80—90
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 хромиро-
вании стали, состоит из карбидов хрома (Ст, Ре)2зСв,
(Cr, Fe)7C3.
Глубина диффузионного слоя и его свойства зависят
от методов хромирования. Применяют газовое и жидко-
стное хромирование, в порошкообразных смесях и в ва-
кууме. При хромировании в порошкообразных смесях
детали упаковывают в нихромовые контейнеры, выдер-
живают в смеси 50% феррохрома, 48% А12О3 и 2%
MH4CI в течение 64-12 ч при температуре 1000—1050°С.
Проведенные в НПО «Мединструмент» эксперимен-
тальные работы по диффузионному хромированию зубо-
технических боров и фрез показали увеличение износо-
стойкости и коррозионной стойкости инструментов. Про-
цесс можно рекомендовать для применения на инстру-
ментах из углеродистых сталей. На особо точных инст-
рументах из нержавеющих сталей при этом процессе нет
стабильности размеров (отклонение размеров по допус-
кам в замковой части угловых боров и др.).
Глава XV
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА
МЕДИЦИНСКИХ ИНСТРУМЕНТОВ
Для обеспечения выпуска медицинских инструмен-
тов необходимого качества на заводах проводят изме-
рения параметров качества, по результатам которых
дают оценку годности продукции и возможности отгруз-
ки ее потребителю.
XV.1. Измерение и контроль параметров
шероховатости поверхности
Одним из важных показателей всех медицинских ин-
струментов является качество поверхности, от которого
зависит стойкость инструментов к воздействию сред, с
которыми они контактируют при работе, а также при
155
проведении стерилизации и дезинфекции. Обычно каче-
ство поверхности инструмента в технической документа-
ции 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 пара-
метров Ra и Rz применяют разнообразные средства, вы-
пускаемые промышленностью: Для контроля параметра
Ra нашли применение профилографы-профилометры мо-
дели 201 и 202. Используя этот прибор в качестве про-
филометра, можно контролировать прямолинейные по-
верхности 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 мож-
но использовать и для определения параметров криво-
линейных поверхностей. Профилометры модели 253 ис-
пользуют для контроля значений Ra в диапазоне 2,5-?
-4-0,04 мкм. Работа этих приборов основана на принци-
пе ощупывания поверхности контролируемого изделия
алмазной иглой с малым радиусом закругления, кото-
рая перемещается по поверхности.
В электрической схеме прибора перемещения от раз-
ницы размеров выступов и впадин преобразуют в элек-
трический сигнал, а на шкале прибора с помощью стрел-
ки отсчитывается значение Ra, а на металлизированной
бумажной ленте профилографа электротермически за-
писывается профиль поверхности и определяются значе-
ния 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 прибо-
рах профиль поверхности увеличивается в несколько
раз, измеряются размеры высоты неровностей и опреде-
ляются величины Rz.
Измерение параметров шероховатости с помощью
приведенных средств малопроизводительно и трудоем-
ко, поэтому на заводах широко применяют образцы ше-
роховатости поверхности. Качество поверхности образ-
цов шероховатости, с которыми визуально сравнивают
поверхность контролируемого изделия, аттестуется в по-
156
Рис. 32. Профилометр при контроле параметров шероховатости по-
верхности ножниц.
рядке, установленном правилами Госстандарта СССР.
Поверхности сравнивают невооруженным глазом или
применяя стереоскопические микроскопы, тогда в поле
зрения окуляров микроскопа наблюдают два сравнивае-
мых изображения — поверхность контролируемого изде-
лия и поверхность образца. В качестве стереоскопиче-
ских микроскопов можно использовать микроскоп би-
нокулярный БМ-51-2 с увеличением 8,75; микроскоп сте-
реоскопический с увеличением 3,5—100.
Образцы шероховатости изготовляют плоскими и ци-
линдрическими, используя тот же метод обработки, что
и у контролируемых деталей.
XV.2. Инструменты с замковыми соединениями
Большинство медицинских инструментов имеет зам-
ковые соединения, конструкция которых разнообразна и
зависит от назначения инструмента. Например, щипцы
зубные, зажимы желчного пузыря, зажимы кровооста-
навливающие, щипцы акушерские, щипцы для носоглот-
157
Рис. 33. Установка измерения усилий свободного хода замковых со-
единений. Обозначения в тексте.
ки имеют разные конструкции замков, но замки не дол-
жны мешать легкости и плавности перемещения бран-
шей инструмента.
Легкость свободного хода браншей медицинских ин-
струментов с замковыми соединениями оценивается уси-
лием, которое необходимо приложить к браншам. Вели-
чина усилий зависит от конструкции и назначения
инструмента и должна обеспечивать удобство при экс-
плуатации. Плавность свободного хода оценивается из-
менением 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, характе-
ризующего легкость свободного хода. Показатели плав-
ности свободного хода обеспечивают перемещение бран-
шей без рывков, заеданий, что очень важно при работе
медицинского инструмента.
158
Для измерений усилий свободного хода браншей при
проведении контроля качества медицинских инструмен-
тов одну браншу закрепляют, как это показано на
рис. 33, а другую перемещают под действием усилия до
смыкания с жестко закрепленной браншей или до друго-
го положения, оговоренного нормативно-технической до-
кументацией.
Для измерения усилия свободного хода применяют
установку типа УИС, общий вид которой изображен на
рис. 33. Установка состоит из измерительного I и реги-
стрирующего 2 блоков, которые имеют электрическую
связь 3.
Технические характеристики
Диапазон измерения усилий, Н...........
(регулируя можно получить диапазон из-
мерения с верхними значениями 5 —
100 Н)
Основная приведенная погрешность изме-
рения, %..............................
Скорость движения ползуна, мм/ч . . . .
Ход ползуна ...........................
Питание установки:.....................
напряжение, В.......................
частота, Гц...........и.............
Габаритные размеры, не более мм
измерительного блока............... .
регулирующего блока.................
установки УИС
0—100
не более 2
2700
не меиее 100 мм
переменный ток
+22
220 =33
50±1
350X700X310
270X375X325
Принципиальная схема установки приведена на
рис. 34. Плавйое сведение браншей медицинских инстру-
ментов, одна из которых жестко закреплена в зажиме,
а другая опирается на столик измерительного устройст-
ва и может свободно поворачиваться в оси замка, осу-
ществляется от электродвигателя 1. Для закрепления
инструментов, ручки которых не могут быть зажаты
между двумя пластинами, на зажиме имеются специаль-
ные губки. Пластины и губки сжимаются с помощью
цилиндрических пружин сжатия, а разводятся эксцен-
триком от гаечного ключа. Для выставления медицин-
ских инструментов по координатам служит планшет, на
котором в горизонтальном и вертикальном направлени-
ях (по направлениям осей X и У) через 5 мм нанесены
линии с цифрами.
159
Рис. 34. Принципиальная схема установки УИС. Обо-
значения в тексте.
Измерение усилий в соединениях инструментов и
оценку плавности и легкости хода осуществляют следу-
ющим образом. Медицинский инструмент 3 с помощью
планшета устанавливают по координатам на установке.
Одну браншу инструмента закрепляют в зажиме уста-
новки 2, а другую устанавливают на опорный столик 4,
который через передающий механизм посылает усилия
на преобразователь 5. С помощью кнопки «Пуск» за-
пускают электродвигатель установки и ползун вместе с
инструментом начинает перемещаться вниз. Одновремен-
но с запуском электродвигателя включают перемещение
диаграммной ленты миллиамперметра.
160
При перемещении ползуна вниз возникающие в сое-
динениях медицинского инструмента усилия передают
через опорный столик на преобразователь. Усилия пре-
образуются в электрический сигнал по току, который
после усиления в усилителе 6 записывается на диаграм-
мной ленте миллиамперметра 7. После сведения браншей
инструмента и записи усилий оценивают легкость и
плавность свободного хода. Легкость оценивают по мак-
симальному усилию, измеренному по шкале миллиам-
перметра или определенному по записи на диаграммной
ленте. Это усилие не должно превышать значения, ого-
вариваемого 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 указан-
ном участке минимальное значение усилия на линии
записи, отстоящее от ранее определенного значения в
направлении перемещения диаграммной ленты на рас-
стоянии 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 уси-
лия, то медицинский инструмент считается годным к
применению.
Линейные и угловые размеры инструментов с замко-
выми соединениями определяют при помощи универ-
сальных инструментов: штангенциркулей ГОСТ 166—80,
микрометров ГОСТ 6507-78, измерительных головок ти-
па И4 ГОСТ 577-68, специальных калибров, пробок и
шаблонов.
XV.3. Инструменты с кремальерой
К медицинским инструментам с кремальерой отно-
сятся зажимы, щипцы, иглодержатели и др. Инструмен-
ты с кремальерой должны иметь усилие сжатия не бо-
лее 5 кгс при зацеплении за 1-й зуб кремальеры и не
более 10 кгс при зацеплении за последний. Эти норми-
руемые 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-
161
цинских инструментов машина оснащена необходимыми
приспособлениями.
Основные технические данные МИП-10-1
Пределы нагрузок, кгс.............. О—10
Предел измерения на циферблатной шкале,
кгс..................................... 1
Предел нагружения гирями, кгс............. 9
При испытании одну браншу инструмента устанав-
ливают на платформе весов, а другую закрепляют в
ползуне на неподвижной стойке. Ползун может передви-
гаться по стойке от ручного привода. Значения усилия
сжатия при зацеплении за первый и последний зуб кре-
мальеры отсчитывают по шкале машины с помощью стре-
лочного указателя. Кроме машины МИП-10-1, для изме-
рения усилия сжатия используют также установку УИС,
описанную выше.
Линейные и угловые параметры медицинских инстру-
ментов с кремальерой измеряют при помощи универ-
сальных инструментов, специальных калибров, шабло-
нов и оптических измерительных средств.
XV.4. Медицинские инструменты с рабочей частно
в виде острия
Номенклатура инструментов с рабочей частью в ви-
де 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 ча-
стью (трубчатые иглы, иглы отсасывания стекловидного
тела, иглы Кассирского, иглы для пункции сердца); ост-
роконечные скальпели и другие инструменты. Качество
этих инструментов нормируется углами заточки рабочего
конца, усилием прокола и радиусом притупления рабо-
чей части. Углы заточки инструментов различны в зави-
симости от назначения инструмента и формы заточки.
У большинства остроконечных скальпелей углы заточки
находятся в пределах 18—30°С. Радиусы притупления
рабочих частей инструментов должны быть не более
0,03 мм.
Для измерения углов заточки применяют инструмен-
тальные микроскопы, поставляемые по ГОСТ 8074-71.
Инструмент устанавливают на предметном столике ми-
162
Рнс. 35. Схема измерения углов заточки мединструментов. Обозна-
чения в тексте.
кроскопа, находят изображение его угловых поверхно-
стей в поле зрения окуляра в проходящем или отражен-
ном свете, обеспечивающем качественное наблюдение
поверхностей, и с помощью угломерной головки микро-
скопа измеряют углы. Углы игл, равные 40±15° и 120±
±2°, можно измерять после шлифовки игл по попереч-
ным сечениям заточенной части, т. е. после разрушения
изделий, что можно считать классическим методом ис-
следований.
Более приемлемым является метод, основанный на
измерении углов без разрушения изделий на двойном
микроскопе Линника (МИС-11) с применением угломер-
ной головки инструментального микроскопа. Схема
измерения представлена на рис. 35. От источника 1 осве-
тительного микроскопа через щель в пластине 2, распо-
ложенной перпендикулярно оси осветительного микроско-
па, и линзу 3 световой поток, встретившись с гранями
заточенной части инструмента, в окуляре наблюда-
тельного микроскопа даст светящиеся линии. Эти линии
163
расположены под углом р'. Путем геометрических рас-
счетов найдена зависимость между видимым р' и истин-
ным р заострения инструмента. По найденной зависимо-
сти построены таблицы, в которых приведены значения
углов (Г, измеренных с помощью окулярной головки, и
углов заострения р, рассчитанных по формулам:
tgPi = )z2tg pi,
tg?2 = K2tg pi.
Если угол p( — 02, то 0 = arctg(V2 tgp/).
Таблица 22
Зависимость между углами р' и р
для двусторонней заточки инструментов
Р' 1° 10° 20° 30° 40° 50Q
Р Г25' 14°06' 28° 41°30' 54°28' 66°48'
В табл. 22 приведены некоторые значения углов за-
острения ,р', рассматриваемых под углом 45° к кромке
изделия, и тем же углом заострения р в плоскости, пер-
пендикулярной к последней, для случая двусторонней
заточки. В табл. 23 даны некоторые зависимости между
углом заострения кромки р', рассматриваемым под уг-
лом 45° к данному участку кромки, и углом заострения
Р, рассматриваемым в плоскости, перпендикулярной к
последней, для случая односторонней заточки.
Таблица 23
Зависимость между углами р' и р
для односторонней заточки инструментов
Р' 1° .10° 20° 30° 40° 50°
Р Г25' 14° 27°14' 39°14' 49°53' 59°19'
Радиусы притупления рабочих частей контролируют
путем определения при помощи инструментального мик-
роскопа размера изделия на расстоянии 0,03 мм от кон-
ца инструмента в сечении, перпендикулярном оси инст-
румента. Половина величины измеренного размера не
164
должна превышать размера радиуса притупления. Бо-
лее объективным следует считать контроль на инстру-
ментальном микроскопе радиуса притупления рабочей
части при увеличении 3 с помощью оптического калибра.
Усилие, прикладываемое для получения прокола, нор-
мируется в документации на медицинские инструменты
и имеет различные значения в зависимости от назначе-
ния инструмента. Так, для трубчатых игл усилие про-
кола может быть 0,04—0,09 кгс, для скальпелей остро-
конечных— не более 0,0055 или 0,009 кгс. Усилия изме-
ряют на установках при прокалывании иглой трубчатой
магнитной ленты, когда игла движется с постоянной
скоростью 0,4 мм/с. Измеритель усилий установки име-
ет шкалу с ценой деления 0,001 кгс (0,01 Н).
Скальпели остроконечные проверяют путем прокалы-
вания 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 при-
знаков (см. схему).
Рассмотрим измерения при контроле качества наи-
более массовых инструментов: скальпелей, медицинских
ножей и зубных боров. Качество резания скальпелями
и ножами зависит от многих параметров этих инстру-
ментов и в первую очередь от ширины режущей кромки
и угла заточки, нормируемых в технической документа-
ции.
Под шириной режущей кромки понимается ширина
площадки, образующейся в месте пересечения поверх-
ностей заточки. Размер ширины режущей кромки зави-
сит от назначения инструмента. Для глазных скальпе-
лей ширина режущей кромки должна быть не более
2 мкм, для хирургических скальпелей и ножей — не бо-
лее 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 кром-
ки до размеров, обеспечивающих качественный кон-
троль. В окуляре микроинтерферометра устанавливают
165
оптический калибр. Последний представляет собой изо-
бражение трех пар квадратов и трех квадратов, распо-
ложенных на некотором расстоянии друг от друга на
одной оси. Эти квадраты наносятся хромом на стеклян-
ную прозрачную пластину, устанавливаемую в фокаль-
ной плоскости окуляра микроинтерферометра.
Углы заточки скальпелей и ножей могут быть изме-
рены при помощи 8 методов:
1. Метод отпечатка угла заточки на свинцовой пла-
стинке. Для осуществления метода берут пластину тол-
щиной 1—2 мм, на которой снимают фаску под углом
20—30°. На грани пластины делают отпечаток путем
вдавливания режущей кромки на глубину 0,54-0,8 мм.
Кромка должна вдавливаться перпендикулярно плоско-
сти пластины. Наилучшие результаты получаются, если
вдавливание будет осуществляться не рукой, а специ-
альным приспособлением. После изготовления отпечат-
ка угол заточки измеряют с помощью угломерной го-
ловки на инструментальном микроскопе.
2. Метод измерения угла заточки на инструменталь-
ном микроскопе дает возможность контролировать пос-
ле срезания лезвия у интересующего места режущую
кромку и шлифовку этого участка. Плоскость шлифа
должна быть перпендикулярна к элементу длины режу-
щей кромки в данном месте. После приготовления шлиф
устанавливают на инструментальный микроскоп и из-
меряют угол заточки с помощью угломерной головки при
необходимом увеличении.
3. Метод измерения угла заточки на двойном микро-
скопе был описан в разделе контроля качества медицин-
ских 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 пяти-
кратного (для стальных боров) и двадцатикратного (для
изготовленных из твердых сплавов) сверления пласти-
ны толщиной 2 мм из стеклотекстолита марки СФ-1 при
числе оборотов бора 2800 об/мин и определенной ско-
рости и глубине врезания боров в пластину.
Ширину кромки после врезания в пластину измеряют
на инструментальном микроскопе.
166
XV.6. Шприцы медицинские инъекционные
многократного применения
Качество шприцев оценивают измерением отклоне-
ния 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 диа-
метр цилиндра, а также присоединительные размеры ко-
нической части и усилие перемещения поршня внутри
цилиндра. Вместимость шприцев проверяют с помощью
градуированной (в миллиметрах) бюретки или пипетки
2-го класса, имеющей точность в соответствии с
ГОСТ 20292-74. Второй метод проверки вместимости за-
ключается во взвешивании шприца на весах по
ГОСТ 19491-74 до заполнения его дистиллированной во-
дой и после заполнения до необходимого объема, соот-
ветствующего верхнему пределу вместимости.
Размеры внутреннего диаметра цилиндра шприца
контролируются с помощью пневматических длинноме-
ров низкого или высокого давления с пневмопробками
и настроенными кольцами. Размеры конической части
шприца, к которой присоединяется канюля трубчатой иг-
лы, 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 ус-
танавливают в горизонтальном положении и поршнем
без тормозного кольца производят равномерное движе-
ние по всей длине цилиндра со скоростью не более
10 мм/с. Равномерность усилия перемещения контроли-
руется визуально по стрелочному прибору или оценива-
ется по предварительно записанной кривой.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Материалы XXVI съезда КПСС.— М/ 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.
-Бейзелъман Р. Д. Подшипники качения: Справочник. — М.: Машино-
строение, 1975. — 572 с.
Биргер И. А. Расчет на прочность деталей машин: Справочник. — М.:
Машиностроение, 1979. — 702 с.
Быков И. И., Емин О, И. Выбор параметров и расчет маломощных
турбин.— М.: Машиностроение, 1972. — 228 с.
Вайнер Н, Р., Дасоян М. А. Технология электрохимических покры-
тий.— Л.: Машиностроение, 1972.
Витков В. И» Средства и методы стерилизации, применяемые в
медицине. — М.: Медицина, 1973. — 368 с.
Воротынцева М, И., Дебатов Ю. Ф. Классификация и терминология
медицинских режущих инструментов. — Мед. техника, 1970, № 1,
с. 12—16.
Воскресенский В. А., 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 ру-
кав РГ-10-2 для терапевтических работ в стоматологии. — Ново-
сти мед. техники, 1978, № 5, с. 41—43.
Грачева М, П., Лаворко П. Д. Защитно-декоративные покрытия из-
делий бытового назначения. — М.: Легкая индустрия, 1970.
Грилихес С. Я. Подготовка поверхности деталей перед гальваниче-
ским покрытием. 2-е изд.— М.—Л.: Машгиз, 1961.— 80 с.
Дмитриев Ф. С. Проектирование редукторов точных приборов. — Л.:
Машиностроение, 1971.— 160 с.
Емин О. И., Зарицкий С. П. Воздушные и газовые турбины с с оди-
ночными 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.
Дебатов Ю. Ф. Медицинский инструментарий, аппаратура и обору-
дование.— М.: Медицина, 1977. — 211 с.
Данеев В. Ф.} Репин В. А, Экспериментальные исследования нако-
нечников для микромоторов. — Мед. техника, 1982, № 3,
с. 21—22.
Кириллов И. И., Кириллов А. И. Теория турбомашин. — Л.: Машино-
строение, 1974. — 320 с.
Коваленко А. Е., Репин В. А., Сабитов В. X. Усовершенствованные
зубоврачебные инструменты. — Мед. техника, 1975, № 5, с. 59—61.
Крендаль ГГ Е., Дебатов Ю. Ф. Медицинское товароведение. — М.:
Медицина, 1974. — 464 с.
168
Крендаль П. Е., Кабатов Ю. Ф. Медицинское товароведение: Учеб-
ник. 2-е изд.— М.: Медицина, 1977.— 464 с.
Лайнер В. И., Кудрявцев Н. Т. Основы гальваностегии. — М.: Ме-
таллургия, 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 проекти-
ровании турбинных наконечников.— ЦБНТИмедпром. Реферат
информ. Сер. Пром. мед. техники, 1975, вып. 4, с. 3.
Табеева Д. М. Руководство по иглорефлексотерапии. — М.: Медици-
на, 1982. — 550 с.
Ромашов Н. Д., Чернова Г. П. Коррозия и коррозионностойкие спла-
вы.— М.: Металлургия, 1973. — 232 с.
Феофилов Р. Н. Мартенситные коррозионностойкие стали в произ-
водстве медицинских инструментов.-— ЦБНТИмедпром. Обзор-
ная информ. Сер. Пром. мед. техники, 1979, № 2. — 58 с.
Феофилов Р. И. Мартенситные нержавеющие стали в производстве
медицинских ииструмеитов.— ЦБНТИмедпром. Обзорная ин-
форм. Сер. Пром. мед. техники, 1980, № 5. — 82 с.
Феофилов Р. Н. Нержавеющие стали для медицинских инструмен-
тов.— Мед. техника, 1981, № 5, с. 35—38.
Феофилов Р. Н., Чирков В. К, Левин М. В. О применении титановых
сплавов для медицинских инструментов. — Мед. техника, 1977,
№ 1, с. 50—55.
Феофилов Р. Н., Чирков В. К, Мещеряков В. П. Свойства титано-
вых сплавов и области применения этих материалов в медицин-
ской промышленности.— ЦБНТИмедпром. Обзорная ииформ.
Сер. Пром. мед. техники, 1977, № 10. — 72 с.
Эльянов В. Д., 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 с.
(Williams D. F., Roaf R.) Вильямс Д., Роуф Р. Имплантаты в хирур-
гии: 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-
culations 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 . . s , ,
Глава I. Показатели качества и надежности медицинских
инструментов. Классификация ......
1.1. Показатели качества и надежности....................
1.2. Общесоюзная и отраслевая классификации медицинских
инструментов . .....................
Глава II. Воздействие биологических сред на материал ин-
струментов ‘ ♦
ILL Пред стерилизационная обработка инструментов
II.2 . Стерилизация инструментов..................... .
II.3 . Выбор метода стерилизации инструментов .
Глава III. Материалы, применяемые для производства ме-
дицинских инструментов...................................
III. 1. Основные требования, предъявляемые к материалам .
III. 2. Материалы для производства режущих и колющих хи-
рургических инструментов..................................
III. 3. Материалы для изготовления зажимных инструментов
(нережущих)...............................................
III. 4. Материалы для изготовления деталей инструментов,
приспособлений и принадлежностей..........................
III. 5. Материалы для изготовления хирургических имплан-
татов . . 4 . . .
III. 6. Материалы для изготовления многолезвийных режущих
инструментов..............................................
III. 7. Материалы для изготовления зондирующих и оттесня-
ющих инструментов.........................................
III. 8. Материалы для изготовления стержневых стоматологи-
ческих инструментов.......................................
III. 9. Материалы для изготовления инструментов с особыми
свойствами....................................
III. 10. Углеродистые инструментальные стали .
III.11. Легированные инструментальные стали . . . .
III. 12. Коррозионно-стойкие стали.......................
III. 13. Рекомендации по выбору сталей . . . ,
Глава IV. Методы защитно-декоративной отделки медицин-
ских инструментов . . . , . , . .
IV. 1. Гальванические покрытия
IV.2. Выбор вида и типа покрытия.........................
IV.3. Эффективные защитные покрытия медицинских инстру-
ментов
3
5
5
6
7
8
9
13
19
19
20
21
22
23
23
24
24
24
25
26
27
37
38
39
41
42
171
IV.4. Снижение трудоемкости и улучшение качества отделки
медицинских инструментов
IV .5. Матирование поверхностей медицинских инструментов
Г л в а V. Режущие инструменты......................
V .I. Функциональное назначение н классификация .
V. 2. Режущие свойства однолезвийных инструментов
V.3 . Свойства встречнорежущих инструментов
Глава VI. Многолезвийные режущие инструменты
VI. 1. Боры зубные.................................
VI .2. Боры стальные . . .....................
VL3. Полиры.........................................
V I.4. Боры с рабочей частью из твердого сплава
VI .5. Головки алмазные............................
VI. 6. Круги и диски алмазные......................
VI. 7. Фрезы зуботехнические.......................
Глава VII. Зажимные инструменты ....
VI 1.1. Функциональное назначение и классификация
VI 1.2. Особенности эксплуатации зажимов
VII .3. Расчет на жесткость и прочность и определение разме
ров зажимов.........................................
Глава VIII. Инструменты для микрохирургии
VIII .1. Микроинструменты для офтальмологии .
VII 1.2. Микроинструменты для хирургии сосудов
VII 1.3. Оснащенность микрохирургии в оториноларингологии
VI II.4. Микроинструменты для рефлексотерапии
VII I.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 t . « » « «
Х.1. Номенклатура инструментов из полимерных материале
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...........................
XI.4. Сборка шприцев................................
XI.5. Технология производства шприцев с силиконовыми кол
цами....................................................
XI.6 . Технология производства инъекционных игл ,
44
46
49
49
49
56
62
62
63
64
64
67
68
69
70
70
71
72
82
83
86
88
89
91
93
93
96
98
107
113
116
116
118
120
122
122
124
125
126
127
127
172
Глава XII. Технология производства многолезвийных режу-
щих инструментов 130
XII.1 . Изготовление стальных боров . 130
XII.2. Изготовление твердосплавных боров..................135
ХИ.З. Изготовление зуботехнических фрез .... 136
XII.4. Изготовление корневых буравов......................137
Глава XIII. Технология производства медицинских инстру-
ментов из полимерных материалов......................139
XIII. 1. Методы переработки “полимеров....................139
XIII.2. Изготовление трубчатых изделий....................141
XII 1.3. Особенности производства изделий одноразового при-
менения ..................................................144
Глава XIV. Методы повышения износостойкости . . 144
XIV.1. Армирование твердыми сплавами......................144
XIV.2. Технология армирования ножниц износостойким спла-
вом ......................................................147
XIV.3. Технология упрочнения лучом лазера .... 148
XIV.4. Электроискровое легирование........................152
XIV. 5. Диффузионное хромирование.........................155
Глава XV. Метрологическое обеспечение производства ме-
дицинских инструментов...............................155
XV. 1. Измерение н контроль параметров шероховатости по-
верхности ..................................155
XV.2. Инструменты с замковыми соединениями . . . 157
XV.3. Инструменты с кремальерой..........................161
XV.4. Медицинские инструменты с рабочей частью в виде
острия...............................................162
XV.5. Режущие инструменты.................................165
XV.6. Шприцы медицинские инъекционные многократного при-
менения . 167
Список литературы.........................................168