ニュース

Aug 08, 2023

今日のプロセスと制御

2023/01/08 SMB Bearings Ltd 医療機器の長寿命を確保するために不可欠な精密ベアリング ～ 精密ベアリングは、医療機器の長寿命を確保するために不可欠な部品の 1 つです。

2023/01/08 SMB ベアリング株式会社

医療機器の長寿命化に欠かせない精密ベアリング ～

精密ベアリングは、患者の安全を確保するために不可欠な医療機器の重要なコンポーネントの 1 つです。 しかし、セジウィックの2022年リコール指数によると、医療機器のリコール数は過去3年間で記録的な数に達しており、その最大の理由は安全性の問題だという。 こちらは、スペシャリストのマネージングディレクター、クリス・ジョンソン氏です。ベアリングサプライヤーSMB Bearings は、適切なボールとリングの材料を正しく選択し、適切な製品設計を行うことで、高精度のベアリングと医療機器の耐用年数が長くなる理由を説明します。

精密ベアリングは、外科用電動工具、人工呼吸器、心臓ポンプなどのさまざまな医療機器に使用されており、患者の安全はそれらすべてにかかっています。 どのような機器であっても、医療機器の相手先商標製品製造業者 (OEM) には、適切なタイプのベアリングを選択し、用途に正確に適合させる責任があります。 医療製品の開発と承認は、多くの場合、長期にわたる費用のかかるプロセスであるという事実によって、この責任はさらに悪化します。

さらに、医療機器は長いライフサイクルにわたって定期的な検査とテストに合格する必要があります。 これには、設計、製造から流通、メンテナンスに至る医療機器のライフサイクル全体にわたる最良のリスク低減方法を定義する ISO 14971 などの規格が含まれます。

ベアリング自体に対する要求をさらに詳しく調べてみましょう。 OEM がボールとリングの材料を適切に選択することが重要です。

ステンレス鋼とセラミックス

従来、医療機器のベアリングのリング素材にはマルテンサイト系ステンレス鋼などの高純度金属が使用されてきました。 たとえば、医療ロボットは鍵穴手術を行うために高精度のコンポーネントを必要とし、重さの異なる物質を分離するために遠心分離機は高速で回転する必要があります。 高精度または高速性能が必要な用途には、スチール製ベアリングの方が適しています。 マルテンサイト系ステンレス鋼は、滅菌プロセスで使用される強力な化学物質に耐える能力があるため、たとえば手術器具に最適です。

ただし、過酷な環境ではスチール製ベアリングが腐食しやすくなる可能性があるため、デバイスの耐用年数を延ばすには、最終的には耐久性の高いセラミック製ベアリングがより良い選択となります。 このような場合には、セラミックベアリングが推奨されます。

セラミック材料により適した機器用途には、磁気共鳴画像法 (MRI) スキャナーなどがあります。 病院は、高額なメンテナンス部品を必要とせずに、価値の高い機械を確実に効果的に稼働させたいと考えています。 MRI スキャナは強力な磁場を使用して生体の 2 次元または 3 次元画像を生成するため、標準的なスチール製ベアリングは磁気特性により使用できません。 代わりに、アプリケーションには非磁性または非導電性コンポーネント、この場合は高品質のセラミック ベアリングが必要です。

フルセラミックベアリングはスチールよりも硬く、耐食性と耐熱性に優れ、寸法安定性が高く、密度が低くなります。 これらはスチール製のベアリングよりも大幅に高価ですが、全体的に見て、セラミック ベアリングは、研究室の機器などの価値の高いアプリケーションを効果的かつ長寿命で稼働させるために追加の投資をする価値があります。 実際、そのような機器に間違ったコンポーネントを使用すると、汚染が発生したり、動作が完全に停止したりする可能性があります。

ベアリングのボール材質の選択に関しては、プラスチック ボール ベアリングは MRI スキャナー ベッド、または磁気歪みが許されない医療環境での低精度の用途に適した選択肢です。 プラスチック製のボール ベアリングは、ポリマー、ガラス、またはセラミックのボールを取り付けると完全に非磁性になります。 リングは、ポリエーテル エーテル ケトン (PEEK) やポリテトラフルオロエチレン (PTFE) などのさまざまなプラスチックで作ることもできます。 それぞれ優れた耐薬品性を備えています。 特に PEEK 材料は、耐食性と耐摩耗性、強度と靱性、X 線透過性、優れた滅菌性能が向上しています。