Como a anodização pode tornar o alumínio adequado para dispositivos médicos reutilizáveis

31 de agosto de 2020 Por Nancy Crotti

Os tratamentos de superfície anódica de alumínio de alto desempenho oferecem aos fabricantes de dispositivos médicos mais opções para dispositivos médicos resistentes à esterilização.

Neel Patel, Sistema e tecnologias de anodização da Flórida

[Imagem da Florida Anodize System & Technologies]

A anodização de alumínio é o processo pelo qual a camada superficial de um substrato de alumínio é convertida eletroquimicamente em uma camada de óxido de alumínio. Embora uma camada de óxido natural possa ser encontrada no alumínio, essa camada é desigual, fina e oferece pouca proteção contra corrosão química e abrasão por desgaste e é totalmente inadequada para um ambiente médico.

O processo de anodização permite que os componentes de alumínio tenham uma camada superficial uniforme e regular, aumentando a durabilidade do componente e protegendo o material subjacente da corrosão. Processos suplementares podem aumentar a funcionalidade da camada anódica. Por exemplo, corantes, lubrificantes ou mesmo biocidas antimicrobianos podem ser depositados na estrutura anódica.

Embora o conceito de anodização de alumínio seja bastante direto, vários padrões dependentes da indústria influenciam os parâmetros do processo, que, por sua vez, afetam muito as características do revestimento final.

Entre os padrões mais usados, especialmente nos Estados Unidos, estão aqueles desenvolvidos pelo Departamento de Defesa dos EUA, ou seja, a especificação Mil-A-8625. Entre os revestimentos anódicos que detalha estão o Tipo I - Anodização com ácido crômico, Tipo II - Anodização com ácido sulfúrico e Tipo III - Anodização com ácido sulfúrico.

A indústria de dispositivos médicos não desenvolveu seu próprio padrão de revestimento anódico exclusivo, mas, em vez disso, depende da especificação militar, sendo o tipo II e o tipo III os mais usados. Embora ambos ofereçam proteção, os revestimentos do Tipo II são geralmente mais agradáveis ​​esteticamente, com os revestimentos do Tipo III tendo maior resistência à abrasão ao custo de geralmente serem menos estéticos.

Mesmo antes do COVID-19, a busca por uma esterilização eficaz – especialmente com uma melhor compreensão das infecções hospitalares – levou ao uso de processos químicos de esterilização bastante corrosivos para o alumínio anodizado. A cor e o revestimento anódico degradariam rapidamente após os primeiros ciclos de esterilização, diminuindo assim a vida útil de um dispositivo médico de outra forma capaz.

No entanto, técnicas anódicas foram desenvolvidas especificamente para superar essa deficiência, permitindo que os fabricantes de dispositivos médicos continuem a usar o alumínio como componente principal de seus dispositivos. Para criar dispositivos médicos duráveis ​​e reutilizáveis, um anodizado médico deve ser capaz de suportar pelo menos 50 a 100 ciclos de peróxido de hidrogênio vaporizado ou esterilização com ácido peracético, ou o uso de um limpador altamente alcalino sem perda significativa de cor ou integridade do revestimento. O revestimento anódico que não consegue manter esse nível mínimo de resiliência não deve ser considerado um tratamento anódico válido ou eficaz para dispositivos médicos.

Outra característica importante de um tratamento anódico eficaz de grau médico é que ele tem um acabamento liso e uniforme sem qualquer descoloração local. Da mesma forma, não deve parecer opaco ou resultar em uma superfície granulada (a menos que seja o efeito desejado).

Um acabamento suave e uniforme permite que os designers tenham um fundo sem manchas para marcações e permite que os comerciantes de dispositivos falem sobre a qualidade de todos os aspectos do dispositivo médico. Notavelmente, um acabamento superficial consistente também indica que o revestimento anódico foi aplicado uniformemente ao substrato e que não há pontos fracos no revestimento que possam levar à corrosão acelerada e à falha do dispositivo.

Neel Patel é vice-presidente da Florida Anodize System & Technologies (FAST), um fornecedor ISO 13485 de revestimentos anódicos de alumínio. Ele é o líder da linha de produtos da indústria médica e cirúrgica na FAST, especializado em tratamentos de superfície anódica projetados para resistir a sistemas de esterilização cirúrgica e limpadores cirúrgicos.