طبی مصنوعات میں ٹائٹینیم میٹل پاؤڈر انجکشن مولڈنگ کی MIM ٹیکنالوجی کا اطلاق

طبی مصنوعات میں ایم آئی ایم میٹل پاؤڈر انجکشن مولڈنگ ٹیکنالوجی کا اطلاق

 

 

کم سے کم ناگوار سرجیکل فورسپس

چین ایک بڑی آبادی والا ملک ہے، اور عمر بڑھنے کا رجحان دن بدن سنگین ہوتا جا رہا ہے۔ اس کے علاوہ، معاشی ترقی کی ماضی کی جستجو نے ماحول کو ضرورت سے زیادہ نقصان پہنچایا ہے، جس کی وجہ سے لوگوں کی صحت کے مسائل کو بہت بڑے چیلنجز کا سامنا کرنا پڑتا ہے اور پورے معاشرے میں طبی مصنوعات کی مانگ کو تحریک دیتی ہے۔

 

معیار کو بہتر بنانے اور طبی مصنوعات کی لاگت کو کم کرنے کا طریقہ ملکی اور غیر ملکی سکالرز کے لیے ایک تحقیقی موضوع رہا ہے۔ طبی مصنوعات کی مانگ بہت زیادہ ہے، اور بہت سی مصنوعات کی ساخت بھی بہت نفیس ہے، لہذا روایتی پیداوار کو تبدیل کرنے کے لیے ایک نئی مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی کی ضرورت ہے۔

 

دھاتی انجیکشن مولڈنگ(MIM) ایک نئی قریب نیٹ بنانے والی ٹیکنالوجی ہے، جو مختصر وقت میں بیچوں میں پیچیدہ شکلوں والی مصنوعات تیار کر سکتی ہے۔ یہ طبی مصنوعات کی مینوفیکچرنگ کی ضروریات کو پورا کر سکتا ہے اور مینوفیکچرنگ کا ایک مثالی طریقہ بن سکتا ہے۔

 

1 ایم آئی ایم ٹیکنالوجی

1.1 ایم آئی ایم ٹیکنالوجی کا تکنیکی عمل

ایم آئی ایم 20 ویں صدی میں تیزی سے تیار ہونے والا خالص بنانے کا عمل ہے۔ عام عمل یہ ہے: پاؤڈر پلس بائنڈر → مکسنگ → انجیکشن مولڈنگ → ڈیگریزنگ → سنٹرنگ۔

سب سے پہلے، پولیمر اور پاؤڈر کو کافی حد تک روانی، یکساں مکسنگ اور بعض شرائط کے تحت انجیکشن کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے فیڈ تیار کرنے کے لیے ملایا جاتا ہے۔ دوم، انجیکشن مولڈنگ کے لیے مناسب انجیکشن کا درجہ حرارت، انجیکشن پریشر، انجیکشن کی رفتار اور دیگر عمل کے پیرامیٹرز کا انتخاب کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد، انجیکشن خالی میں بائنڈر کو ہٹا دیا جاتا ہے اور پاؤڈر کی میٹالرجیکل بانڈنگ بنانے کے لئے sintered کیا جاتا ہے۔ آخر میں، اہل حصے حاصل کیے جاتے ہیں۔

 

1.2 ایم آئی ایم ٹیکنالوجی کی خصوصیات

MIM پرزوں کے لیے ایک نئی قریب نیٹ بنانے والی ٹیکنالوجی ہے، جو پلاسٹک بنانے والی ٹیکنالوجی، پولیمر کیمسٹری، پاؤڈر میٹلرجی ٹیکنالوجی، دھاتی مواد اور دیگر شعبوں کو یکجا کرتی ہے۔ اس میں درج ذیل خصوصیات ہیں:

① MIM ٹکنالوجی کے استعمال سے بننے والے پرزوں کو فالو اپ پروسیسنگ کی ضرورت نہیں ہوتی ہے یا بہت کم فالو اپ پروسیسنگ ہوتی ہے۔ اعلی مواد کے استعمال کی شرح کے ساتھ، ان کا تعلق قریب قریب خالص بنانے والی ٹیکنالوجی سے ہے اور یہ اعلیٰ کارکردگی اور پیچیدہ شکل والے حصے تیار کر سکتے ہیں۔

② مصنوعات کی فیڈ اور سنٹرنگ کے بھرنے کے عمل کو کمپیوٹر کے ذریعے نقل کیا جا سکتا ہے، اور بہترین ڈیزائن سکیم حاصل کرنے کے لیے اس عمل کو ابتدائی مرحلے [1-2] میں بہتر بنایا جا سکتا ہے۔

③ انجیکشن کے عمل کے دوران، گہا میں ہر ایک پوائنٹ کا دباؤ برابر ہوتا ہے، اور فیڈ کے یکساں اختلاط کی بنیاد پر کثافت ہر جگہ برابر ہوتی ہے، اس لیے کوئی کثافت میلان نہیں ہوگا، جس سے بڑے پیمانے پر پیداوار حاصل کرنا آسان ہو۔ .

 

2 طبی مصنوعات میں MIM ٹیکنالوجی کا اطلاق

2.1 MIM ٹیکنالوجی کے ذریعے تیار کردہ طبی مصنوعات

طبی مصنوعات کو عام طور پر اچھی استعمال اور طویل سروس کی زندگی، اور ساخت اور شکل کے ڈیزائن میں لچکدار ڈیزائن کی ضرورت ہوتی ہے [3]۔

1980 کی دہائی کے اوائل میں، MIM ٹیکنالوجی کو پہلی بار طبی مصنوعات میں لاگو کیا گیا تھا، اور یہ MIM مارکیٹ کا سب سے تیزی سے ترقی کرنے والا علاقہ بن گیا ہے۔

شکل 1 2015 میں شمالی امریکہ میں مختلف صنعتوں میں MIM ٹیکنالوجی کا تناسب دکھاتا ہے [4]۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ طبی علاج اور دندان سازی شمالی امریکہ میں MIM کے استعمال کے اہم شعبے بن چکے ہیں۔

اس وقت، زیادہ تر میڈیکل MIM مصنوعات سٹینلیس سٹیل سے بنی ہیں، اہم برانڈز 316L اور 17-4PH؛ ٹائٹینیم کے مرکب، میگنیشیم مرکب، سونا، چاندی، ٹینٹلم، وغیرہ بھی ہیں [5]۔

 

2.1.1 آرتھوڈانٹک بریکٹ

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd کے ذریعہ تیار کردہ آرتھوڈانٹک بریکٹ

ایم آئی ایم ٹیکنالوجی کو پہلے طبی علاج میں دانتوں کے آرتھوپیڈک آلات بنانے کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔ یہ صحت سے متعلق مصنوعات سائز میں بہت چھوٹی ہیں اور اچھی بایو مطابقت اور سنکنرن مزاحمت رکھتی ہیں۔ استعمال ہونے والا اہم مواد 316L سٹینلیس سٹیل ہے۔ آرتھوڈانٹک بریکٹ اب بھی ایم آئی ایم انڈسٹری میں اہم مصنوعات ہیں۔

Forestadent، ایک جرمن کمپنی نے MIM ٹیکنالوجی کے ساتھ دو طرفہ ہُکڈ آرتھوڈانٹک بریکٹ تیار کیا ہے۔ مکینیکل ریٹینشن فورس میں 30 فیصد اضافہ کیا جا سکتا ہے۔ ایم آئی ایم کے ساتھ ایک بار بننے کے بعد پالش کرنے سے بریکٹ اور آرچ وائر کے درمیان رگڑ کو کافی حد تک کم کیا جا سکتا ہے۔ اس پروڈکٹ کی تصدیق BjornLudwig نے کی ہے کہ وہ آرتھوڈانٹک سرجری میں مثبت کردار ادا کرتا ہے [6]۔

 

2.1.2 جراحی کے اوزار

 

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd کے ذریعہ تیار کردہ جراحی کے اوزار

جراحی کے آلات کو اعلی طاقت، کم خون کی آلودگی اور جارحانہ جراثیم کش طریقہ کار کو حاصل کرنے کے قابل ہونے کی ضرورت ہوتی ہے۔ MIM ٹیکنالوجی کی ڈیزائن لچک زیادہ تر جراحی کے آلات کے استعمال کو پورا کر سکتی ہے۔ ساتھ ہی اس میں ٹیکنالوجی کے فوائد بھی ہیں۔ یہ کم قیمت پر دھات کی مختلف مصنوعات تیار کر سکتا ہے۔ یہ آہستہ آہستہ مینوفیکچرنگ کے بنیادی طریقہ کے طور پر روایتی پروڈکشن ٹیکنالوجی کی جگہ لے رہا ہے۔

 

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. نے MIM ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے ایک قسم کا سٹینلیس سٹیل پنجہ [7] تیار کیا ہے، جو کہ 17-4PH سٹینلیس سٹیل سے بنا ہے اور اس کی کثافت 7.5g/cm3 سے زیادہ ہے۔ اسے سرجری کے دوران انسانی جسم میں موجود اشیاء کو پکڑنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے اور اس میں چمٹی کا کام ہوتا ہے۔ اس کا ڈیزائن کافی پیچیدہ ہے اور اسے اعلی پیداوار کی درستگی کی ضرورت ہے۔

 

MIM ٹکنالوجی کے ساتھ تشکیل کے بعد سنٹرنگ ایک اعلی رواداری کی سطح تک پہنچ سکتی ہے، اور پنجوں کی لکیری اور ہندسی شکل کو نقصان پہنچانے سے بچنے کے لیے بعد میں علاج کے عمل کی ایک بڑی تعداد کی ضرورت نہیں ہے۔

 

کاسٹنگ یا مشیننگ کے ذریعے پیچیدہ شکل کے ساتھ اس قسم کے سٹینلیس سٹیل کے پنجوں کو تیار کرنا مشکل ہے، جس کے لیے طویل پیداواری سائیکل اور زیادہ لاگت کی ضرورت ہوتی ہے۔ اسے بنانے کے لیے MIM ٹیکنالوجی کا استعمال 60 فیصد لاگت کو بچا سکتا ہے۔

 

ڈسپوزایبل سرجیکل ٹولز کو ایک ایسا عمل تیار کرنے کی ضرورت ہے جو کم قیمت پر بڑے پیمانے پر تیار ہو سکے۔ سمتھ میٹل پروڈکٹس کمپنی، لمیٹڈ ایک شافٹ اسمبلی [8] بنانے کے لیے ایم آئی ایم ٹیکنالوجی کا استعمال کرتی ہے، جو کہ ایک نئی قسم کے ڈسپوزایبل سرجیکل آلات میں استعمال ہوتی ہے۔ لاگت سوئس CNC مشین ٹول کے صرف 1/4 سے 1/5 ہے، کثافت 7.5 g/cm3 ہے، حتمی تناؤ کی طاقت 1190MPa تک پہنچ جاتی ہے، پیداوار کی طاقت 1090MPa، لمبائی 6.0 ہے فیصد، اور زیادہ سے زیادہ سختی 33 HRC ہے۔

 

اس پراڈکٹ کی تیاری کا عمل درج ذیل ہے: سب سے پہلے، ایم آئی ایم ٹیکنالوجی کے ذریعے دو 178 ملی میٹر لمبے شافٹ پرزے بنائے جاتے ہیں، پھر دو حصوں کو لیزر ویلڈیڈ کیا جاتا ہے، اور پھر اس کے بعد مشینی اور گرمی کا علاج کیا جاتا ہے۔ اچھی برداشت کے تقاضوں کو پورا کرنے کے لیے، شاٹ پینینگ اور پاسیویشن بھی ضروری ہے۔

 

2.1.3 گھٹنے لگانے کے حصے

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd کے ذریعہ تیار کردہ گھٹنے کی ہڈی کے امپلانٹ حصے

انسانی امپلانٹیشن کے میدان میں MIM ٹیکنالوجی کی ترقی نسبتاً سست ہے، بنیادی طور پر اس لیے کہ مصنوعات کی تصدیق اور قبولیت کے لیے طویل مدت درکار ہوتی ہے۔

 

فی الحال، ایم آئی ایم ٹیکنالوجی کا استعمال ایسے حصوں کو تیار کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے جو جزوی طور پر ہڈیوں اور جوڑوں کی جگہ لے لیتے ہیں، اور استعمال ہونے والے دھاتی مواد بنیادی طور پر ٹائی مرکب ہیں [9]۔

 

حیاتیاتی مطابقت کے لحاظ سے، چن لیانگجیان وغیرہ۔ [10] ایم آئی ایم ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے 60 فیصد کی پورسٹی کے ساتھ غیر محفوظ ٹائٹینیم تیار کیا، اور بہتر کنڈینسیشن پولیمرائزیشن کراس لنکنگ طریقہ کا استعمال کرتے ہوئے جیلیٹن سسٹینڈ ریلیز مائیکرو اسپیئرز تیار کیے اور ان کو غیر محفوظ ٹائٹینیم کی سطح پر لیپ کیا۔

 

نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ جیلیٹن کے پائیدار ریلیز مائیکرو اسپیئرز لیپت غیر محفوظ ٹائٹینیم میں کوئی سائٹوٹوکسیٹی نہیں ہے اور اسے طبی امپلانٹس کے لیے ایک اچھے مواد کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔

 

کینیڈین MaettaScience Inc نے انسانی امپلانٹ کے لیے گھٹنے کے نمونے کے پرزے تیار کرنے کے لیے Ti-6Al-4V کا کامیابی سے استعمال کیا ہے [11]۔ امپلانٹ بنیادی طور پر انسانی جسم میں داخل ہونے کے بعد دباؤ برداشت کرتا ہے اور اس میں اچھی بایو کمپیٹیبلٹی ہوتی ہے۔ ایم آئی ایم بننے کے بعد، گرم آئسوسٹیٹک پریسنگ کی جاتی ہے، اس کے بعد سطح کی بہتر کارکردگی حاصل کرنے، انسانی جسم کے ساتھ رگڑ کو کم کرنے، اور مطابقت اور سروس لائف کو بہتر بنانے کے لیے شاٹ پیننگ، پالش اور انوڈائزنگ کی جاتی ہے۔

 

2.1.4 ہیئرنگ ایڈ ساؤنڈ پائپ

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd کے ذریعہ تیار کردہ ہیئرنگ ایڈ شیل کے پرزے

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd کے ذریعہ تیار کردہ ہیئرنگ ایڈ ٹیوب

ایم آئی ایم ٹیکنالوجی کو مختلف طبی آلات کے پرزے تیار کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔

 

انڈو ایم آئی ایم کمپنی جرمنی میں فونک کمپنی کے لیے ایک ہیئرنگ ایڈ ساؤنڈ ٹیوب بنانے کے لیے ایم آئی ایم ٹیکنالوجی کا استعمال کرتی ہے [12]، جس کا اثر آواز کی شرح کو بہتر بنانے اور سماعت کو فروغ دینے کا ہوتا ہے۔

 

پیچیدہ شکل کے ساتھ اس قسم کی ہیئرنگ ایڈ ساؤنڈ ٹیوب ایم آئی ایم بننے کے بعد سنٹرنگ کے ذریعے حاصل کی جا سکتی ہے۔ ساؤنڈ ٹیوب کی سطح کو ہموار بنانے کے لیے، بعد میں صرف شیشے کی مالا ریت بلاسٹنگ کے عمل سے گزرنا ضروری ہے۔

 

صوتی ٹیوب کی کثافت 7.65 g/cm3 سے زیادہ ہے، زیادہ سے زیادہ تناؤ کی طاقت 480 MPa، پیداوار کی طاقت 150 MPa، لمبائی 45 فیصد، اور زیادہ سے زیادہ سطح کی سختی 100 HRB تک پہنچ سکتی ہے۔ ایم آئی ایم ٹیکنالوجی پہلے کے روایتی پیداواری عمل کے مقابلے میں 20 فیصد لاگت کو کم کر سکتی ہے۔

 

MIM ٹیکنالوجی کو طبی میدان میں بہت سی مصنوعات تیار کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے، جس میں انٹروینشنل تھراپی سٹینٹ، ٹنگسٹن ہائی ڈینسٹی الائے سرنج کی ریڈی ایشن شیلڈنگ، مائیکرو سرجری مینیپلیٹر، مائیکرو پمپ اینڈوسکوپ پارٹس اور ڈرگ انہیلر [13]۔

2.2 نئی MIM ٹیکنالوجی طبی مصنوعات پر لاگو ہوتی ہے۔

 

2.2.1 میٹل مائکرو انجیکشن مولڈنگ

میٹل مائیکرو انجیکشن مولڈنگ، μ MIM) جرمنی میں IFAM ریسرچ انسٹی ٹیوٹ کی طرف سے تیار کردہ ایک تشکیلاتی ٹیکنالوجی ہے، جو کہ مائکرو میٹر کی سطح تک کے طول و عرض کے ساتھ حصوں کی تیاری میں MIM ٹیکنالوجی کو باضابطہ طور پر لاگو کرنا ہے۔

 

عام طور پر μ MIM کو دو قسم کی مصنوعات تیار کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

 

① مائیکرو میٹر کے سائز اور کئی ملی گرام کے بڑے حصے کے حصے؛

② حصے کی ظاہری شکل روایتی انجیکشن مولڈنگ حصے کے سائز کی طرح ہے، لیکن مقامی ساخت کا سائز مائکرو میٹر کی سطح تک ہے۔

حالیہ برسوں میں، مائیکرو انجیکشن مولڈنگ انجیکشن مولڈنگ کے میدان میں ایک ریسرچ ہاٹ سپاٹ بن گیا ہے۔ چھوٹے بنانے کی طرف جدید مشینری کی ترقی کے ساتھ، مائیکرو انجیکشن مولڈنگ کا اطلاق زیادہ سے زیادہ وسیع ہوگا [14]۔

فی الحال، کارلسروہا ریسرچ سینٹر میں μMIM ٹیکنالوجی کو طبی آلات کے مائیکرو پارٹس کی تیاری میں کامیابی کے ساتھ لاگو کیا گیا ہے [15]، جیسے اسپیکٹومیٹر، ٹائٹریشن پلیٹ وغیرہ۔ پروڈکٹ کی ساخت کا سائز مائکرون کی سطح تک پہنچ گیا ہے، اور کم از کم دیوار کی موٹائی 50 μm ہے۔

تصویر 2 جرمنی میں IFAM کے استعمال کو ظاہر کرتی ہے μ سرجیکل آپریشن کے لیے MIM ٹیکنالوجی کے ذریعے تیار کردہ سیون اینکر [16] صرف ماچس کے سر کا سائز ہے۔

 

2.2.2 میٹل کو انجیکشن مولڈنگ

میٹل کو انجیکشن مولڈنگ (Co MIM)، جس کی ابتدا 1990 کی دہائی میں ہوئی، ایک سینڈوچ ٹائپ پاؤڈر انجیکشن مولڈنگ ٹیکنالوجی ہے۔

یہ عمل بیک وقت یا بیچوں میں مختلف خصوصیات والے دو مواد کو ایک جامع انجیکشن مولڈنگ کے لیے ایک سانچے میں ڈالنا ہے۔ یہ دھاتی مواد اور ایک ہی حصے میں مکمل طور پر مختلف خصوصیات والے مواد کو یکجا کر سکتا ہے۔

فعالیت اور پیچیدہ شکل کے ساتھ کور/شیل کا ڈھانچہ اس طریقہ سے حاصل کیا جا سکتا ہے، اور بعد کے عمل جیسے کوٹنگ، ہیٹ ٹریٹمنٹ اور مصنوعات کی اسمبلی کی ضرورت نہیں ہے۔ آخر میں، ایک عمل کو عملی طور پر تدریجی مواد تیار کرنے کے لیے حاصل کیا جا سکتا ہے، جو عمل کو بہت کم کرتا ہے اور لاگت کو کم کرتا ہے۔

 

Co MIM ٹیکنالوجی فعال حصوں کی ترقی اور ڈیزائن کے لیے ایک نیا آئیڈیا فراہم کرتی ہے۔ لی یمین وغیرہ۔ [17] نے Co MIM ٹکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے ایک نیا حیاتیاتی امپلانٹ ڈھانچہ تجویز کیا ہے، جو بڑے پیمانے پر گھنے cortical ہڈیوں کے ڈھانچے اور بیرونی چھیدوں اور اندرونی چھیدوں کے ساتھ کینسلس ہڈیوں کے ڈھانچے میں استعمال ہوتا ہے۔

 

یہ ڈھانچہ امپلانٹ ہڈی اور ارد گرد کی ہڈی کے ڈھانچے کے درمیان انٹرفیس تناؤ کی ترسیل کے لیے سازگار ہے۔ بہت سی بیرونی پرتیں ہیں، تاکنا کے ڈھانچے کی porosity حجم کا تناسب 5 فیصد ~ 60 فیصد ہے، اور سب سے بڑا تاکنا 400 μm ہے۔

 

3 آؤٹ لک

دھات اور سیرامک ​​انجیکشن مولڈنگ پر BCCresearch کی حالیہ مارکیٹ ریسرچ کے مطابق، میٹل اور سیرامک ​​انجیکشن مولڈ پارٹس کی عالمی مارکیٹ ویلیو 2022 میں 2.5 بلین ڈالر سے بڑھ کر 2028 میں تقریباً 3.9 بلین ڈالر ہو جائے گی، جس کی اوسط سالانہ شرح نمو 11.4 فیصد ہے۔

ایک ہی وقت میں، آٹوموبائل کی فروخت میں کمی کے ساتھ، ایم آئی ایم ٹیکنالوجی مزید میڈیکل، ایرو اسپیس، الیکٹرانکس اور دیگر شعبوں میں داخل ہوگی۔

یورپی پاؤڈر میٹلرجی انڈسٹری روڈ میپ کے نئے ورژن میں، یورپی پاؤڈر میٹالرجی ایسوسی ایشن نے نشاندہی کی کہ میڈیکل مارکیٹ انجیکشن مولڈنگ انڈسٹری کا ایک انتہائی اہم حصہ ہے [18]۔

مارکیٹ کی مسلسل توسیع کے ساتھ، طبی میدان میں MIM ٹیکنالوجی کا اطلاق زیادہ سے زیادہ گہرائی میں ہوگا، اور MIM ٹیکنالوجی پر مبنی مختلف نئے مواد اور عمل کو بھی مسلسل تیار کیا جائے گا۔

الٹراسونک اسکیلپل سر

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd.اب ایک طاقتور صنعت کار ہے جس کے پاس مختلف قسم کے میڈیکل ڈیوائس MIM پروڈکٹس بنانے کا بھرپور تجربہ ہے۔ مستقبل میں، یہ طبی آلات کی صنعت میں دھاتی پاؤڈر انجکشن مولڈنگ صحت سے متعلق مصنوعات کے لیے مزید کوششیں بھی وقف کرے گا۔

مطلوبہ الفاظ: دھاتی پاؤڈر انجکشن مولڈنگ؛ طبی مصنوعات؛ دھاتی مائکرو انجکشن مولڈنگ؛ میٹل کو انجیکشن مولڈنگ؛ جراحی کے آلات؛