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医療用に設計された機器は、その性質上、非常に厳格な設計および製造基準を満たさなければなりません。医療過誤による傷害や損害に対する訴訟や報復請求の世界では、人体に触れるもの、または外科的に埋め込まれるものはすべて、設計どおりに正確に機能し、故障してはなりません。
医療機器の設計と製造プロセスは、医療業界にとって最も困難な材料科学および工学的問題のいくつかを提示します。このように幅広い用途があるため、医療機器にはさまざまな仕事を実行するためにあらゆる形状とサイズがあるため、科学者やエンジニアは最も厳しい設計仕様を満たすためにさまざまな材料を使用しています。
ステンレス鋼は、医療機器の製造に最も一般的に使用される材料の 1 つであり、特にステンレス鋼 304 です。
ステンレス鋼 304 は、さまざまな用途の医療機器の製造に最適な材料の 1 つとして世界中で認識されています。実際、今日世界で最も一般的に使用されているステンレス鋼です。これほど多くの形状、仕上げ、多様な用途に対応できるグレードのステンレス鋼は他にありません。ステンレス鋼 304 の特性は、競争力のある価格で独自の材料特性を提供するため、医療機器の仕様にとって論理的な選択となります。
高い耐食性と低炭素含有量は、304 ステンレス鋼が他のグレードのステンレス鋼よりも医療用途に適している重要な要素です。医療機器が身体組織、消毒に使用される洗浄製品、および多くの医療機器が経験するタフで繰り返しの摩耗と化学反応しないという保証は、ステンレス鋼 304 が病院、外科、救急医療用途などに最適な材料であることを意味します。
ステンレス鋼 304 は強いだけでなく、非常に実用的で、焼き鈍しなしで深絞り加工ができるため、ボウル、シンク、鍋、さまざまな医療用容器や中空器具の製造に最適です。
また、特定の用途向けに材料特性が改善されたステンレス鋼 304 には、高強度溶接が必要なヘビーゲージ状況向けの 304L (低炭素バージョン) など、多くの異なるバージョンがあります。医療機器には、さまざまな衝撃、長期にわたる応力、ひずみなどに耐えるために溶接が必要な場合に 304L が含まれる場合があります。ステンレス鋼 304L は低温鋼でもあり、これは、製品が極低温で動作する必要がある用途に使用できることを意味します。極度の腐食環境の場合、 304L は、同等グレードのステンレス鋼よりも粒界腐食に対する耐性が優れています。
304 ステンレス鋼は、低い降伏強度と高い伸びの可能性を兼ね備えているため、アニーリングを必要とせずに複雑な形状を成形するのに理想的です。
医療用途でより硬いまたはより強力なステンレス鋼が必要な場合、304 は冷間加工によって加工硬化できます。焼き鈍しされた状態では、304 と 304L は非常に延性が高く、簡単に成形、曲げ、深絞り、または加工が可能です。ただし、304 は急速に硬化するため、さらなる加工のために延性を高めるためにさらに焼きなましが必要になる場合があります。
304 ステンレス鋼は、さまざまな産業および家庭用用途で広く使用されています。医療機器業界では、304 は、高い耐食性、優れた成形性、強度、製造精度、信頼性、衛生性が特に重要な場所で使用されます。
サージカルステンレス鋼には、主に特定グレードのステンレス鋼 (316 および 316L) が使用されます。クロム、ニッケル、モリブデンの元素を合金化することにより、ステンレス鋼は材料科学者や外科医に独自で信頼できる品質を提供します。
注意 – まれに、人間の免疫システムが一部のステンレス鋼のニッケル含有量に対して悪反応（皮膚や全身）を起こすことが知られています。この場合、ステンレス鋼の代替品としてチタンを使用できます。ただし、チタンはより高価な解決策をもたらします。通常、ステンレス鋼は一時的なインプラントに使用されますが、より高価なチタンは永久インプラントに使用できます。
たとえば、次のリストは、ステンレス鋼で考えられる医療機器用途をいくつかまとめたものです。
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