Ланцетът е остър медицински инструмент, изработен от стомана . С негова помощ Дженър заразил с едра шарка по кравите здраво момче. След известно време станало ясно, че организмът на детето е станал устойчив и срещу вариолата, засягаща хората. Още през XIX век този метод получава наименованието ваксинация и започва широко да се прилага в целия свят.
В началото на ХХ век скалпелът идва на смяна на ланцета. Това е може би най-популярният измежду всички останали изработени от стомана медицински инструменти, който в днешно време се използва от медиците при хирургически операции, за диагностика, протезиране и други процедури.
Защо стоманата се използва в медицината?
Това е един от малкото материали, който съчетава няколко важни свойства: слабо взаимодействие с човешкия организъм или дори пълното му отсъствие (инертност), твърдост, издръжливост и относително ниска цена. Нали медицинските услуги трябва да достигат до хората по всички краища на света, дори до най-отдалечените и малки населени места.
Поради същите тези причини болниците и поликлиниките са оборудвани с много и най-различни видове инструменти и апаратура, произведени изцяло или частично от стомана: медицински мебели, съдове и принадлежности, санитарна техника и др.
Кога стоманата започва да се използва в медицината?
Още преди хиляди години лекарите от древността прибягват към използването на помощни средства при операции, за лечение на зъби и други медицински процедури. Но в онези далечни времена основният използван материал за направата на инструменти е бил обсидианът – камък, отличаващ се с много голяма твърдост. Едва в зората на Средновековието в медицината все по-често започват да се използват инструменти от метал, и по-специално – от желязо. Но те не били с много добро качество, химичният им състав не отговарял на съвременните хигиенни изисквания. Тези инструменти били податливи на окисляване, и при контакт с органите и открити рани можело негативно да повлияят на човешкия организъм. Често пъти от тях имало повече вреда, отколкото полза за хората.
Едва след като в началото на ХХ век била усвоена технологията за производство на неръждаеми и специални стомани, инструментите от стомана получават широко разпространение. Нараствал обемът на тяхното производство, както и областите на тяхното приложение. Така например, инструментите от медицинска неръждаема стомана заели своето незаменимо място в хирургията. Смята се, че около 1% от общия обем произвеждана в света неръждаема стомана се използва именно за медицински цели.
Почти всеки от нас е виждал сцена от филм на медицинска тематика. Операционна зала, ярко осветление, група лекари с маски на лицата и облечени в халати са сведени над пациента. Сцената е заредена с напрежение, обикновено подсилвано от плашеща музика. „Скалпел! Пинсети! Ножици! Скоба!», - командите на главния хирург звучат ясно и спокойно. За да се подчертае допълнително драматизма на екрана се появяват няколко капки кръв … И ето, болният е спасен! Немаловажна заслуга за това имат инструментите от хирургична стомана, които се групират според основното им предназначение:
- режещи (например, скалпел);
- пробиващи (например, игли за спринцовки);
- стягащи;
- разширяващи;
- сондиращи.
Цялата подробна информация с изискванията към инструментите и марките медицинска стомана, от които те са произведени, може да се види в държавните стандарти. Например, ДСТУ ГОСТ 30208:2003 (ИСО 7153-1-88) „Хирургични инструменти. Материали от метал. Част 1. Неръждаема стомана” или ДСТУ ГОСТ 22090.1:2004 „Стоматологични въртящи се инструменти. Част 1. Борери – стоманени и от твърди сплави”.
В интерес на истината, няма точно определение за хирургична или медицинска стомана! Това по-скоро е рекламен трик, използван също и от производителите на кухненски и домакински съдове, за да изтъкнат качеството на лъжиците, вилиците и тенджерите. Въпреки че, всъщност, съдовете за готвене, произведени от качествена неръждаема стомана, а не от т.нар. медицинска, запазват по-дълго своя добър външен вид. Но повече за това – малко по-нататък.
Изисквания към медицинската стомана
Медицинските инструменти, произвеждани от специални неръждаеми стомани, трябва да отговарят на определени изисквания: съпротивление срещу пластично деформиране, твърдост и износоустойчивост. Те трябва да са издръжливи срещу корозия, да отговарят на високи хигиенни изисквания (минимален контакт с организма и съответствие с изискванията за стерилност) и да не губят свойствата си след една или две употреби. Всъщност, днес все по-често се използват еднократни скалпели и спринцовки.
За да отговарят напълно на високите изисквания, медицинските инструменти трябва да бъдат произведени не от обикновени марки стомана, а от специална или неръждаема стомана, в чийто състав се съдържат легиращи добавки, влияещи на характеристиките на готовия продукт в зависимост от неговото предназначение. Освен желязото, основните компоненти на неръждаемата стомана са никелът и хромът. Техните характеристики следва да се имат предвид при въвеждането на други добавки. В противен случай инструментите могат да имат ефектен блясък, но да са с незадоволителна режеща способност.
Какви още добавки се използват при производството на качествени специални стомани за медицината? Например, молибден хромовата стомана се използва за производството на инструменти с висока якост и за медицински съдове, които могат да бъдат нееднократно подлагани на стерилизация – тези продукти са устойчиви срещу механични повреди и срещу въздействието на високи температури. Хром никеловата стомана притежава повишена устойчивост на окисляване, затова тя може да се използва в онези области от медицината, където има агресивна киселинно-алкална среда.
При производството на медицински инструменти най-често се използват аустенитна, мартензитна и феритна неръждаема стомана. Това са материали с висока якост, които лесно се подлагат на механична обработка. Произвежданите от тези стомани продукти се отличават с висока устойчивост срещу корозия и срещу поява на микропукнатини. Но само при определени условия: при съответна термична обработка, полировка и при използване в среди, които отговарят на химичния състав на сплавта. Някои медицински инструменти, към които не се предявяват високи изисквания за устойчивост срещу корозия (ножици,триони и др.), могат да бъдат произведени от нелегирани въглеродни стомани.
Марки медицинска стомана
Ако трябва да посочим конкретни марки стомана, то за производството на медицински инструменти се използват въглеродни инструментални стомани В7А, В8А, В10А, В12А. Буквата В означава, че стоманата е въглеродна, буквата А – че марката стомана се отнася към висококачествените. А цифрата между тях е процентното съдържание на въглерод – 0,7%, 0,8%, 1% или 1,2%. Допълнително, за защита от корозия, върху инструментите от въглеродна стомана се нанася слой от никел или хром, затова те имат приятен блясък. Но режещият ръб остава незащитен.
Използват се също хромови и хром-никелови неръждаеми стомани. В стандартите на ОНД хромовите марки стомана се означават като 40Х13, 30Х13, 20Х13, където първата цифра посочва съдържанието на въглерод - 0,4%, 0,3% и 0,2%; втората – съдържание на хром около 13%. Стоманите, които са аналогични по своя състав и свойства, но са произведени в съответствие с други световни стандарти, ще бъдат с друга маркировка (например, X40Cr13, SUS420J2, 4C13, AISI 430). Най-популярни сред хром-никеловите сплави са стоманите AISI 304, 18/10, 12Х18Н10.
Медицинските инструменти постоянно еволюират и се развиват. Заедно с това се променят методите за диагностика, профилактика и лечение на заболяванията. Дали неръждаемата стомана ще остане и за в бъдеще основният, използван в тази област? Всъщност днес вече при сложни операции, например, в офталмологията, се използват скалпели за многократна употреба,произвеждани от прозрачни сапфири (лейкосапфири) и керамика. Но тези материали са много скъпи. Поради тази причина те все още не могат напълно да заменят стоманените инструменти в други области на медицината.
Освен това, технологиите за производство на стомана също не стоят на едно място. Например, днес вече са разработени и се внедряват в производството защитни нанопокрития, които имат способността да задействат процес, при който произведените от стомана инструменти се самопочистват от бактерии. Изводът се налага от само себе си: неръждаемите и специалните стомани още дълго време ще бъдат използвани от хирурзите, ортодонтите и други медицински специалисти, които спасяват здравето и живота на милиони хора по света.