Rolamentos para maior segurança do paciente

por Chris Johnson

5 de maio de 2023

14:00

Chris Johnson, diretor-gerente do fornecedor especializado de rolamentos SMB Bearings, explica por que a escolha correta de materiais adequados de esferas e anéis e o design correto do produto podem garantir que rolamentos de alta precisão - e dispositivos médicos - tenham uma longa vida útil.

Cortina de porta de design

ilustração de rolamento

Os rolamentos de precisão estão entre os componentes críticos em dispositivos médicos que são vitais para garantir a segurança do paciente. No entanto, de acordo com o Índice de Recall de 2022 da Sedgewick, os recalls de dispositivos médicos atingiram um número recorde nos últimos três anos, sendo os problemas de segurança o principal motivo.

Rolamentos de precisão são usados ​​em uma ampla variedade de dispositivos médicos, incluindo ferramentas elétricas cirúrgicas, ventiladores e bombas cardíacas — e a segurança do paciente depende de todos eles. Seja qual for o dispositivo, há uma responsabilidade dos fabricantes de equipamentos originais (OEMs) de dispositivos médicos para garantir que o tipo certo de rolamento seja escolhido e se encaixe com precisão na aplicação. Essa responsabilidade é exacerbada pelo fato de que o desenvolvimento e a aprovação de produtos médicos costumam ser um processo demorado e caro.

Além disso, os dispositivos médicos devem passar por verificações e testes regulares para longos ciclos de vida. Isso inclui padrões como o ISO 14971, que define as melhores práticas de redução de risco durante todo o ciclo de vida de um dispositivo médico — desde o projeto e fabricação até a distribuição e manutenção.

Vamos examinar mais de perto as demandas dos próprios rolamentos. É vital que os OEMs façam a escolha certa dos materiais das esferas e anéis.

Aço inoxidável versus cerâmica

Tradicionalmente, os materiais dos anéis dos rolamentos em instrumentos médicos são feitos de metais de alta pureza, como o aço inoxidável martensítico. Por exemplo, os robôs médicos exigem componentes de alta precisão para realizar cirurgias de buraco de fechadura e as centrífugas devem girar em alta velocidade para separar substâncias com pesos diferentes. Aplicações que exigem alta precisão ou recursos de alta velocidade são mais adequadas para rolamentos de aço. O aço inoxidável martensítico é ideal para ferramentas cirúrgicas, por exemplo, devido à sua capacidade de suportar os tipos de produtos químicos agressivos usados ​​nos processos de esterilização.

No entanto, em ambientes hostis, os rolamentos de aço podem se tornar suscetíveis à corrosão; portanto, os rolamentos de cerâmica resistentes são a melhor escolha para prolongar a vida útil do dispositivo. Nestes casos, os rolamentos de cerâmica são os preferidos.

Aplicações de equipamentos que são mais adequadas para materiais cerâmicos incluem scanners de ressonância magnética (MRI). Os hospitais querem garantir que suas máquinas de alto valor funcionem com eficiência, sem a necessidade de peças de alta manutenção. Como os scanners de ressonância magnética usam um forte campo magnético para gerar imagens bidimensionais ou tridimensionais de qualquer pessoa viva, rolamentos de aço padrão não podem ser usados ​​devido às suas propriedades magnéticas. Em vez disso, a aplicação requer componentes não magnéticos ou não condutores, neste caso, mancais de cerâmica de qualidade.

Os rolamentos totalmente cerâmicos são mais duros que o aço, com resistência superior à corrosão e ao calor, maior estabilidade dimensional e menor densidade. Eles são significativamente mais caros do que seus equivalentes de aço - ainda assim, no geral, os rolamentos de cerâmica valem o investimento extra para ajudar a garantir que aplicações de alto valor, como equipamentos de laboratório, funcionem com eficácia e longevidade. De fato, o uso de componentes errados em tais equipamentos pode causar contaminações ou interromper completamente as operações.

Quanto à escolha do material das esferas com os rolamentos, os rolamentos de esferas de plástico são uma boa opção para leitos de ressonância magnética - ou, de fato, qualquer aplicação de menor precisão em ambientes médicos onde não pode haver distorção magnética. Rolamentos de esferas de plástico também são completamente não magnéticos quando equipados com esferas de polímero, vidro ou cerâmica. Os anéis também podem ser feitos de diferentes plásticos, como poliéter éter cetona (PEEK) ou politetrafluoretileno (PTFE). Cada um tem excelentes propriedades de resistência química. Os materiais PEEK, em particular, melhoraram a resistência à corrosão e à abrasão, força e tenacidade, radiotransparência de raios-X e excelente desempenho de esterilização.