בחירת החומרים המתאימים למכשירים רפואיים היא חיונית כדי להבטיח בטיחות, עמידות, והתאמה עם הגוף האנושי.מהנדסים מבצעים חישובים שונים כדי להעריך ביצועים חומריים בתנאים שונים. מאמר זה דן בשיקולים מרכזיים ובחישובים המעורבים בבחירה חומרית עבור מכשירים רפואיים.

« « « ⁇

תכונות מכניות כגון כוח רבייה, הגבלת עייפות והתנגדות השפעה הם קריטי עבור זמן רב של המכשיר מהנדסים לחשב את הלחץ המקסימלי חומר יכול לעמוד במהלך המבצע כדי למנוע כשלון.הנוסה הבסיסית ללחץ היא:

(ב) ⁇ (ב) ⁇ ( ⁇ ) = כוח (F) / שטח (A)

על ידי ניתוח הכוחות הצפויים במהלך השימוש, מהנדסים בוחרים חומרים עם שולי כוח מספיקים. חיי עייפות מוערכים באמצעות עקומות S-N, אשר מתייחס רמות הלחץ למספר המחזורים לכישלון.

תאימות ביולוגית והתאמה כימית

חומרים חייבים להיות תואמים עם רקמות ביולוגיות ונוזלים.מהנדסים להעריך עמידות קורוזיה, יציבות כימית ו רעילות פוטנציאלית.קלוציציות כרוכות בערכת קצב קורוזיה ומודלים אינטראקציה כימי.

לדוגמה, שיעור הקורטוזיה (CR) ניתן להעריך כ:

(ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

זה עוזר לקבוע אם חומר יכול לעמוד בחשיפה ארוכת טווח ללא דהגרד או שחרור חומרים מזיקים.

תכונות דם וחשמל

מכשירים רפואיים לעתים קרובות דורשים חומרים עם מאפיינים תרמיים וחשמליים ספציפיים.קלוגציות כוללות מוליכות תרמית, חום ספציפי והתנגדות חשמלית כדי להבטיח תפקוד תקין ובטיחות.

לצורך ניתוח תרמי, חוק פורייה משמש:

(ב) ⁇ =0============================================================================================ה')

כאשר Q הוא קצב העברת חום, k הוא מוליכות תרמית, A הוא אזור, ⁇ T הוא הבדל טמפרטורה, ו ⁇ x הוא עובי. חישובים אלה מדריך בחירה חומרית למנוע התחממות יתר או כשלון חשמלי.