溶射コーティング

熱焼灼（切開部を焼灼して失血を制限するために局所的な熱を使用する）の最も古い文書化された証拠は、紀元前 3,000 年にエジプト人によって行われた手術に遡ります。 驚くべきことに、19 世紀に最初の電気外科手術が行われるまで、ほとんど変化はありませんでした。当時、外科医は、熱線で切開部を焼灼するために電流を実験しました。 真の電気外科、そして今日の単極および双極電気外科システムの先駆けは、ウィリアム ボビー博士と、外科的切断のために高周波 (RF) およびさまざまな電圧で交流を供給できる電気外科ユニット (ボビー) を 1926 年に発明したことによって始まりました。および/または出血を制御するため。

現在、すべての外科手術の 80% 以上に電気手術が含まれています。 あらゆる専門分野の外科医は、手持ち式およびロボットで保持する一連の電気外科手術装置を装備し、低侵襲手術手技と組み合わせることで、失血、手術時間、患者の麻酔時間、および回復時間を最小限に抑えることができます。 多くの功績は熟練した外科医と革新的な電気外科装置メーカーにありますが、もう 1 つの重要な役割があります。それは、これらの装置に非常に重要な表面特性を提供する溶射コーティングです。

単極装置と双極装置はどちらも、発電機ユニットからの電流を使用して高度に制御された電流を流し、外科用器具によって適用されると組織を切断、凝固、切除、または切開する局所的な熱を生成します。 それらは電流の経路が異なります。 単極デバイス (アクティブ電極) は電流を組織に流し、患者に配置された接地電極プレート/パッドを通って患者から流出します。 バイポーラデバイスは、鉗子やハサミと同じくらい単純なもので、マイナスに帯電した電極、ハサミの刃、または鉗子の先端から、ブレードまたはチップジョーの間に挟まれた組織だけを通って、もう一方のプラスに帯電したブレードまたは鉗子の先端にある正に帯電した電極に電流が流れます。先端顎。 単極装置とは異なり、患者に電流は流れません。 電流の流れはより局所的であるため、バイポーラ デバイスは、腹腔鏡検査など、より高い精度が必要な狭い領域で実行される多くの手術に最適です。 さらに、バイポーラ デバイスは、モノポーラ デバイスからの電流がデバイスを通過して短絡や失火を引き起こす可能性がある、埋め込み型デバイスを装着している患者の使用に最適です。

バイポーラ電気外科手術装置には現在、さまざまなサイズと設計があり、その多くは高度に専門化された繊細な外科手術用途向けに、ますます複雑で非常に精密な形状を備えています。 ほとんどすべてが金属、主にステンレス鋼でできており、すべて電流が流れるように設計されています。 の正確な適用デバイスの金属基板表面への電気絶縁（誘電）コーティングは、かつてないほど重要になっています。この絶縁がないと、アーク放電が発生してデバイスがショートして故障したり、さらに悪いことに外科医や患者が怪我をしたりする可能性があります。 さらに、多くのデバイスでは、組織封止を目的としないデバイス表面の温度上昇から外科医と患者を保護するために、第 2 の遮熱コーティングが必要です。

フィッシャー バートン社のウィスコンシン州サンプレーリー部門である TST Engineered Coating Solutions は、最初のバイポーラ電気外科装置の誕生以来、最先端の誘電体コーティング、断熱コーティング、極度の摩耗用コーティングの開発と適用の最前線に立ってきました。耐性と抗菌特性のあるコーティング。 バイポーラ電気外科装置は、特殊なコーティングとそれがもたらす表面特性の恩恵を受けてきました。 TST 設計のコーティングで動作するこのタイプのデバイスは、現在では数百万台に達します。

機器のサイズ、形状、形状、材質、最終用途は非常に多様であるため、コーティング ソリューションを開発する際に画一的なアプローチを行うことはできません。 TST では、プロセスは、機器と望ましい表面特性、および機器が機能する環境を完全に理解するために、顧客と緊密に連携する材料エンジニアを含む専任の R&D チームから始まります。 絶縁耐力、気孔率、密着性、酸化、硬度、微細構造など、さまざまなコーティング特性が途中で考慮されます。これらはすべて開発プロセス中に冶金学的に検査およびテストされ、最適なコーティング設計が保証されます。

最終的には、コーティング材料が選択され、適切な溶射プロセスと組み合わせられます。 TST は、すべて溶射として特徴づけられるさまざまなプロセスを通じてコーティングを塗布できます。各プロセスでは、ガスまたは電気エネルギーの燃焼を使用して、原料材料をワイヤ、粉末、またはロッドの形で溶かします。 溶けた材料は霧化され、準備された表面に推進され、そこで材料はすぐに凍結して蓄積し、コーティングが形成されます。 溶射コーティングプロセスは非常に汎用性が高く、ほぼ無限の数の材料からコーティングを作成できます。

TST は、バイポーラ電気外科装置に最初の溶射コーティングを適用して以来、高電圧または低電圧、DC または RF のいずれであっても、最も幅広いアプリケーションにわたって誘電特性を発揮することが証明された酸化物セラミック コーティングのファミリーを開発しました。 セラミックは、ポリマーなどの他のコーティングよりも耐久性、耐摩耗性、耐食性が高く、さまざまな金属の酸化物や他の材料、合金、化合物などの一般的な材料から配合できます。 酸化物セラミック コーティングは、大部分のデバイスに指定されている以下のような性能基準を満たすか、それを超えることができます。

TST は、これらのコーティングを直径 0.012 インチ (0.3 mm) ほどの小さな領域までピンポイントの精度で塗布するための溶射技術と技術を完成させました。特別な TST 治具、工具、セル設計、およびプロセス制御は、要件を満たすように設計されています。各アプリケーションのニーズに対応し、わずか 1 部から数千部までの体積に対して最も厳しい公差を保持します。

この酸化物セラミック コーティングのファミリーには、断熱性を提供するバージョンも含まれています。 これらのコーティングの熱伝導率は、コーティング化学物質の組成とその構造を変えることで制御でき、0.5W/mK という低い伝導率を容易に達成できます。

耐摩耗性が必要な場合は、酸化物セラミック、炭化物、または超硬金属で構成されるコーティングを堆積して、極度の耐摩耗性を追加できます。 1,500 ビッカースもの硬度と 99.5% を超える密度を備えたこれらのコーティングは、製品寿命を大幅に延長し、かなりの価値を付加します。

中西部の中心に位置する TST には、新しいソリューションの開発に特化した研究開発チームがあります。 特定の製品の工具/治具の要件に応じて、TST は数週間以内に最初のプロトタイプを顧客がテストおよび検証に利用できるようにすることができます。 さらに TST は、顧客の製品の設計と機能を向上させるために、親会社である Fisher Barton のすべてのリソースにアクセスできます。 フィッシャー バートン テクノロジー センターは、顧客の製品を改善するために必要な材料とコーティングを理解し、適用する能力を基盤としています。

著者について: Stephan Badot はビジネス開発/マーケティング マネージャーであり、Bill Lenling は上級優秀エンジニアであり、どちらも TST Engineered Coatings/Fisher Barton の部門に所属しています。

TST エンジニアリング コーティング ソリューション、Fisher Barton Co. https://www.tstcoatings.com https://www.fisherbarton.com

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