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Beyond Surfaces #8 - Medical Technology

The world is home to around 7.75 billion people — and the number is constantly increasing. At the same time, the world’s population is aging. This is pushing healthcare systems worldwide to their limits: costs are exploding, and too few doctors and nursing staff must care for too many people. Innovations are being used to address this trend. The goal is to treat patients more sustainably and efficiently.

Oerlikon covers solutions along the entire process chain in the highly regulated and complex medical technology market. At the same time, our individual health is also a very personal issue. With the new issue of our magazine BEYOND SURFACES, which is dedicated to medical technology, we consider both these aspects.

Coatings and additive manufacturing (AM) are becoming increasingly important in medical technology. Both Andy Christensen, AM pioneer in the medical sector, and our internal medical technology expert Canet Akcigoz are convinced of this. Lucas van der Merwe, CEO of Bächler Feintech, explains the role quality awareness plays in the coating of dental implants, while Nancy Shepard, Director of Business Development at Oerlikon AM Medical, explains in a very personal way how she became a patient herself.

Flip through the magazine

青い手術用ガウンを着用し、マスクで顔を半分覆った人々が忙しく立ち回っています。様々な色のホースやケーブルがあらゆるところに見られ、滅菌処理されたステンレス製のメス、ピンセット、ボーンドリル、クランプなど手術用の器具が整然と準備されています。そこに隙はありません。

一回の手術には大量の医療器具が必要とされます。セグメントマネージャー・メディカル・エリコンバルザースのガネット・アチュクギョズ(Canet Acikgoz)は、この分野におけるサーフェステクノロジーは非常に重要な役割があると説明します。これを念頭に、メスやニードルドライバー、ボーンソーやリーマーに応用される機能性コーティングがますます重要視されています。「物理蒸着(PVD)により、ステンレス鋼やチタンなどの素材は非常に硬く、薄い層でコーティングすることが可能です。真空ベースのコーティングプロセスは医療器具の重要な特性をより改善することが可能です。」と彼女は説明します。

摩擦を軽減させるコーティング

例えば、重要な点として摩擦があります。摩擦はボーンドリルの性能に大きな影響を及ぼします。このようなドリルの摩擦が軽減すると骨周辺が受ける悪影響が少なくなります。製造業部門ではこのような場合は潤滑剤が使われますが、手術ではそれはできません。結果として、ガネットと同僚たちは「グリースを使うほかに、摩擦を避ける、他の可能性はどんなものがあるか?」と自らに問い、彼らは摩擦を軽減させるコーティングを医療器具に応用するアイディアを思いつきました。この技術の使用は現在成功しています。

摩擦係数の低いDLCコーティング(ダイヤモンドライクカーボン、非常に高硬度のカーボンコーティング)は、潤滑性や耐食性、耐凝着と防汚性が備わっています。またDLCコーティングは手術器具の刃先部の維持力をも改善し、器具の耐用年数を著しく延長します。さらにメリットとして、表面が滑らかな刃は、外科手術の切開による傷口の治癒を早め、患者の回復までの時間を短縮することになります。

耐用年数を延長する耐腐食性

コーティングは、しばしば非常に高価なこれら器具の耐用年数を延長できます。例えば、骨鉗子は非常に耐性が必要です。血液や他の体液は多くの塩分やタンパク質を含みます。手術後、骨鉗子は次の使用に備えて、殺菌されます。加圧減菌器として知られる装置はこの目的のためによく採用されますが、これらの庫内では器具は温度と圧力を上げ、蒸気で殺菌されます。しかし、塩分やタンパク質と蒸気は、刃物を腐食させ、刃先を鈍くします。特別なコーティングは、ステンレスやチタンなどの母材を腐食から保護します。「つまり強い物質は浸透しずらいので、結果としてダメージを受けにくいということです。外科医はより長い期間、器具を信頼して使用できます。」とガネット・アチュクギョズは話します。

しかし外科医もまた、手術室を明るく照らされた環境で、常に、メスや、ドリルが達した正確な深さを見る必要があります。器具に反射する光は時に眩しく、邪魔になる場合があります。例えば、医療の現場でよく使われるステンレス鋼は、光を非常によく反射します。表面コーティングは医療器具を暗くするするためにも使われ、それによって反射は少なくなります。

「外科医はより長い期間、器具を信頼して使用できます。」

Canet Acikgoz, Segment-Manager Medical, Oerlikon Balzers

色分けにより精度が向上

コーティングは異なる色に仕上げることができるので、器具を色分けすることが可能です。それにより、外科のスタッフが容易に正しい器具を、瞬時に見つけることが可能になります。コーティングはまた、ドリルが骨のどのくらいの深さま達しているかを示す、マークとして使うことも可能です。このように、手術室の専門家たちが迅速に、正確に働く助けとなっているのです。

ネクストステップ:抗菌コーティング

ガネットと彼女の同僚には、「サーフェステクノロジーはどうしたら感染症の脅威に役立つか?」という新たな課題に取り組んでいます。病院や他の医療機関では、外部からの細菌が患者に危害を加えるのではという潜在的な危機感が常にあります。「私たちは、手術室で感染防止に役立つ抗菌コーティングに取り組んでいます」とアチュクギョズは説明します。特に銅と銀はバクテリアの拡散を抑える特性があります。例えば、銀でコーティングされたチタンや他の金属製の外科用器具は同様の効果があります。しかしながら、抗菌機能を備えるためには、コーティングだけでは十分ではなく、銀は最初にいくらか溶解する必要があります。そうして初めて銀イオンはバクテリアを攻撃し、消滅させることができます。「このプロセスを開始するために、私たちは湿度の高い環境が必要でした」とガネット・アチュクギョズは説明しました。そして体液がその役割を果たしました。銀でコーティングされた医療器具は細菌と戦うという意味では抗生物質に置き換わることはできませんが、テクノロジーにより、医師や病院が手術中に、より少量の抗生物質の使用で済むように役立つのです。

精密さが増し、耐久性が改善され、新しい特性も備えた、エリコンバルザースから、BALIMEDというブランドネームで販売されるコーティングソリューションは、医療器具のさらなる改善に偉大な貢献をしています。これらのことにより、外科医はより効率的に働くことができ、同時に患者をより丁寧に、安全に治療することができるのです。ガネット・アチュクギョズ、彼女の同僚、そしてエリコンバルザースの計画通りに進めば、より長期間使用できる、より精度の高いメスとボーンドリルは、ほんの始まりに過ぎないのです。

お問い合わせ

Petra Ammann

Petra Ammann

Head of Communications Oerlikon Balzers

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