Las configuraciones más comunes de cables de tungsteno en robots quirúrgicos incluyen las de 8×19, 7×37 y 19×19. El cable mecánico con alambre de tungsteno de 8×19 incluye 201 alambres, el de 7×37 incluye 259 alambres y, finalmente, el de 19×19 incluye 361 alambres trenzados helicoidalmente. Si bien el acero inoxidable se utiliza en diversas aplicaciones, incluyendo numerosos dispositivos médicos y quirúrgicos, no hay sustituto para los cables de tungsteno en la robótica quirúrgica.
Pero ¿por qué el acero inoxidable, un material tan conocido para cables mecánicos, es cada vez menos popular en los accionamientos de robots quirúrgicos? Al fin y al cabo, los cables de acero inoxidable, especialmente los de microdiámetro, son omnipresentes en aplicaciones militares, aeroespaciales y, sobre todo, en innumerables otras aplicaciones quirúrgicas.
Bueno, la razón por la que los cables de tungsteno están reemplazando al acero inoxidable en el control de movimiento de robots quirúrgicos no es tan misteriosa como podría pensarse: tiene que ver con la durabilidad. Pero dado que la resistencia de este cable mecánico no se mide únicamente por su resistencia a la tracción lineal, necesitamos evaluar la resistencia como medida de rendimiento mediante la recopilación de datos de diversos escenarios adecuados para condiciones de campo.
Tomemos como ejemplo la estructura de 8×19. Siendo uno de los diseños de cable mecánico más utilizados para lograr la inclinación y la guiñada en robots quirúrgicos, el 8×19 supera con creces a su contraparte de acero inoxidable al aumentar la carga.
Tenga en cuenta que el tiempo de ciclo y la resistencia a la tracción del cable de tungsteno aumentaron con el aumento de la carga, mientras que la resistencia del cable de acero inoxidable alternativo disminuyó drásticamente en comparación con la resistencia del tungsteno con la misma carga.
Un cable de acero inoxidable con una carga de 10 libras y un diámetro de aproximadamente 0,018 pulgadas proporciona sólo el 45,73% de los ciclos logrados por el tungsteno con el mismo diseño de 8×19 y diámetro de alambre.
De hecho, este estudio en particular demostró inmediatamente que, incluso con 44,5 N (10 libras), el cable de tungsteno funcionó con más del doble de frecuencia que el cable de acero inoxidable. Dado que, como todos los componentes, los cables micromecánicos de un robot quirúrgico deben cumplir o superar los estrictos requisitos regulatorios, el cable debería ser capaz de resistir cualquier impacto, ¿verdad? Por lo tanto, el análisis demuestra que usar un cable de tungsteno de 8×19 con el mismo diámetro que el de acero inoxidable ofrece una ventaja inherente en cuanto a resistencia y garantiza que el robot se alimente con el material de cable más resistente y duradero de las dos opciones.
Además, en el caso del diseño 8×19, el número de ciclos de un cable de tungsteno es al menos 1,94 veces mayor que el de un cable de acero inoxidable del mismo diámetro y carga. Además, estudios han demostrado que los cables de acero inoxidable no pueden igualar la elasticidad del tungsteno, incluso si la carga aplicada aumenta gradualmente de 4,5 a 13,6 kg (10 a 30 libras). De hecho, la diferencia entre los dos materiales de cable aumenta. Con la misma carga de 13,6 kg (30 libras), el número de ciclos aumenta a 3,13 veces. El hallazgo más importante fue que los márgenes nunca disminuyeron (a 30 puntos) durante todo el estudio. El tungsteno siempre ha tenido un mayor número de ciclos, con un promedio del 39,54 %.
Aunque este estudio examinó alambres de diámetros específicos y diseños de cables en un entorno altamente controlado, demostró que el tungsteno es más fuerte y proporciona más ciclos con tensiones precisas, cargas de tracción y configuraciones de poleas.
Trabajar con un ingeniero mecánico de tungsteno para lograr la cantidad de ciclos necesarios para su aplicación robótica quirúrgica es fundamental.
Ya sea de acero inoxidable, tungsteno o cualquier otro material para cables mecánicos, no hay dos conjuntos de cables que sirvan para el mismo devanado primario. Por ejemplo, los microcables no suelen requerir los propios hilos ni las tolerancias casi imposibles de los accesorios aplicados al cable.
En muchos casos, existe cierta flexibilidad para elegir la longitud y el tamaño del cable, así como la ubicación y el tamaño de los accesorios. Estas dimensiones constituyen la tolerancia del conjunto de cables. Si el fabricante de cables mecánicos puede implementar conjuntos de cables que cumplan con las tolerancias de la aplicación, estos conjuntos solo podrán utilizarse en su entorno real.
En el caso de los robots quirúrgicos, donde hay vidas en juego, lograr tolerancias de diseño es el único resultado aceptable. Por lo tanto, es justo decir que los cables mecánicos ultrafinos que imitan cada movimiento del cirujano los convierten en unos de los más sofisticados del planeta.
Los conjuntos de cables mecánicos que se instalan dentro de estos robots quirúrgicos también ocupan espacios reducidos y estrechos. Es realmente sorprendente que estos conjuntos de cables de tungsteno encajen a la perfección en los canales más estrechos, sobre poleas no más grandes que la punta de un lápiz, y realicen ambas tareas manteniendo el movimiento en un número predecible de ciclos.
También es importante tener en cuenta que su ingeniero de cables puede recomendarle materiales de cable con anticipación, lo que podría ahorrarle tiempo, recursos e incluso costos, que son variables clave a la hora de planificar una estrategia sólida de comercialización para su robot.
Con el rápido crecimiento del mercado de la robótica quirúrgica, ya no es aceptable simplemente proporcionar cables mecánicos para facilitar el movimiento. La velocidad y la posición con la que los fabricantes de robots quirúrgicos lancen sus maravillas al mercado dependerán sin duda de la facilidad con la que los productos estén listos para el consumo masivo. Por eso es importante tener en cuenta que sus ingenieros mecánicos investigan, mejoran y crean estos conjuntos de cables a diario.
Por ejemplo, a menudo resulta que los proyectos de robótica quirúrgica pueden comenzar con la resistencia, ductilidad y capacidad de conteo de ciclos del acero inoxidable, pero aún así usar tungsteno en una etapa posterior en el desarrollo de la robótica.
Los fabricantes de robots quirúrgicos solían utilizar acero inoxidable al principio del diseño, pero posteriormente optaron por el tungsteno debido a su rendimiento superior. Si bien esto puede parecer un cambio repentino en el enfoque del control de movimiento, simplemente lo disimula. El cambio de material es el resultado de una colaboración obligada entre el fabricante del robot y los ingenieros mecánicos contratados para fabricar los cables.
Los cables de acero inoxidable siguen siendo un elemento básico en el mercado de instrumental quirúrgico, especialmente en el campo de los equipos endoscópicos. Sin embargo, si bien el acero inoxidable permite el movimiento durante los procedimientos endoscópicos/laparoscópicos, no posee la misma resistencia a la tracción que su contraparte (llamada tungsteno), más frágil pero más densa y, por lo tanto, más resistente.
Si bien el tungsteno es ideal para reemplazar al acero inoxidable como material predilecto para cables de robots quirúrgicos, es imposible apreciar la importancia de una buena colaboración entre los fabricantes de cables. Trabajar con un ingeniero mecánico con experiencia en cables ultrafinos no solo garantiza que sus cables sean producidos por consultores y fabricantes de primer nivel. Elegir al fabricante de cables adecuado también es una forma infalible de priorizar la ciencia y el ritmo de mejora del plan de construcción, lo que le ayudará a alcanzar sus objetivos de control de movimiento más rápido que la competencia.
Suscríbete a Medical Design & Outsourcing. Suscríbete a Medical Design & Outsourcing.Suscríbete a Diseño y Outsourcing Médico.Suscríbete a Diseño y Subcontratación Médica. Guarda, comparte e interactúa con la revista líder en diseño de dispositivos médicos del momento.
DeviceTalks es una conversación para líderes en tecnología médica. Son eventos, podcasts, seminarios web e intercambios individuales de ideas y perspectivas. Son eventos, podcasts, seminarios web e intercambios individuales de ideas y perspectivas.Se trata de eventos, podcasts, seminarios web y un intercambio individual de ideas y conocimientos.Se trata de eventos, podcasts, seminarios web y un intercambio individual de ideas y conocimientos.
Revista de negocios de equipos médicos. MassDevice es la revista líder en noticias de la industria de dispositivos médicos, que cubre dispositivos que salvan vidas.
Copyright © 2022 VTVH Media LLC. Todos los derechos reservados. Los materiales de este sitio no pueden reproducirse, distribuirse, transmitirse, almacenarse en caché ni utilizarse de ningún otro modo sin la autorización previa por escrito de WTWH Media LLC. Mapa del sitio | Política de privacidad | RSS