Pintamuutokset ja vauriot kirurgisissa teräsinstrumenteissa

17 joulu Pintamuutokset ja vauriot kirurgisissa teräsinstrumenteissa

Laadukas kirurginen instrumentti voi kestää jopa kymmeniä vuosia, jos sitä käytetään, säilytetään ja huolletaan oikein. Instrumentin valmistaja vastaa instrumentin huolto-ohjeista, joita noudattamalla instrumentit pysyvät toimintakuntoisina ja suojattuina mekaanisilta sekä kemiallisilta vaurioilta.

Oikeasta käytöstä huolimatta instrumentit lopulta kuluvat tai niissä voi ilmetä pintamuutoksia. Välinehuollon tehtävä on havaita mahdolliset kriittiset muutokset ajoissa.

Tässä artikkelissa perehdymme kirurgisten instrumenttien ominaisuuksiin sekä tyypillisiin pintamuutoksiin ja vaurioihin, joita välinehuollossa havaitaan.

Kirurgiset instrumentit ja lainsäädäntö

Kirurgiset instrumentit ovat lääkinnällisiä laitteita, vaikkei niitä helposti laitteeksi mieltäisikään. Lääkinnällisten laitteiden valmistamista ja ammattimaista käyttöä säätelee yleiseurooppalainen ja kansallinen lainsäädäntö.

Käytännössä lääkinnällisten laitteiden Euroopan markkinoille suuntautuvassa valmistuksessa noudatetaan lainsäädännön kanssa kytköksissä olevaa standardia lääkinnällisten laitteiden valmistukseen liittyvästä laadunhallinnasta. Instrumenttien valmistukseen liittyy myös muiden suositusten ja standardien noudattaminen.

Huoltoprosessiin kuuluu aina instrumentin toimintakunnon varmistaminen ja siksi välinehuoltajan keskeisimpiin tehtäviin kuuluu arvioida, onko instrumentti edelleen sopiva aiottuun käyttötarkoitukseensa.

Ruostumaton teräs kirurgisten instrumenttien valmistusmateriaalina

Tyypillisin kirurgisten instrumenttien valmistusmateriaali on ruostumaton teräs. Se on metalliseos eli lejeerinki, jonka pääraaka-aineita ovat kromi ja nikkeli. Ruostumattoman teräksen laatuja voidaan luokitella eri perustein kuten kemiallisen koostumuksen perusteella.

Ruostumatonta terästä koskevat lukuisat erilaiset standardit ja ruostumattoman teräksen laatuja on paljon.

Yhteistä silti monille ruostumattoman teräksen laaduille on – nimestään huolimatta – että ne saattavat ruostua tai niissä tapahtuu muita kemiallisia pintamuutoksia.

Tietyistä pintamuutoksista ei ole haittaa, mutta jos instrumentit altistuvat kovin epäedullisille ympäristöolosuhteille, saatetaan instrumentti joutua poistamaan käytöstä ennakoitua aiemmin.

Ruostumaton teräs sisältää yleensä rautaa sekä vähintään noin 10 % kromia, hieman nikkeliä ja yleensä melko vähän hiiltä. Teräslaadusta riippuen siinä on muitakin metalleja.

Martensiittiset teräkset ovat magneettisia, korroosiota hyvin kestäviä ja niiden kovuutta voidaan lisätä kuumakäsittelyillä. Siksi tällaisista teräslaaduista valmistetaan teräviä, leikkaavia ja kulutusta kestäviä välineitä, jotka saattavat kuitenkin murtua virheellisessä käsittelyssä. Austeniittisia teräslaatuja ei voida kovettaa kuumakäsittelyllä ja tällaisista teräslaaduista valmistetut välineet ovat joustavia ja sitkeitä.

Kemialliset pintamuutokset kirurgisissa instrumenteissa

Passiivikerros eli passivoiva kromioksidikalvo suojaa instrumentin pintaa

Ruostumattoman teräksen sisältämä kromi hapettuu helposti ja syntyvä kromioksidi muodostaa suojaavan, passivoivan ja näkymättömän kalvon teräksen pinnalle. Ruostumattoman teräksen passiivikerroksen paksuus on 1-5 nm (1 nm = 0,000 001 mm) ja jo instrumentin valmistusvaiheessa tehtaalla huolehditaan siitä, että passivoiva kromioksidikalvo instrumentin pinnassa on riittävä.

Silikaattien aiheuttamat värjäymät

Joskus ruostumattoman teräksen pintaan saattaa muodostua silikaateista johtuvia sinivioletteja sateenkaarimaisia asteittaisia värjäytymiä. Ne eivät sinällään haittaa instrumentin käyttöä, mutta saattavat vaikeuttaa instrumentin puhdistumistuloksen tarkastamista välinehuollossa samoin kuin lähes mustat kromioksidivärjäytymät, joita syntyy joskus hiilipitoisiin teräsinstrumentteihin ja jotka toimivat instrumenttia passivoivana kerroksena.

Kuvassa yllä näkyy silikaattien aiheuttamia värjäymiä Kocherissa.

Korroosio kirurgisissa instrumenteissa

Joskus teräs altistuu korroosiota aiheuttaville kemiallisille, sähkökemiallisille ja fysikaalisille ympäristötekijöille. Yleinen korroosio ilmenee materiaalin tasaisena syöpymisenä, joka aiheutuu erityisesti suojaamattoman metallipinnan altistuessa erilaisille kemikaaleille. Teräsmateriaalissa tyypillisin korroosionmuoto on ruostuminen. Ruostetta syntyy raudan hapettuessa eli reagoidessa jonkin hapettavan aineen kanssa. Tällöin metallinhohtoinen rauta muuttuu punaruskeaksi kiteiseksi sakaksi (ruosteeksi), joka ei juuri liukene veteen.

Teräksen pinnassa ilmenevä ruostumiskorroosio voi ilmetä erilaisissa muodoissaan. Tyypillisimpiä korroosion muotoja ovat:

• pistekorroosio
• rakokorroosio
• mikrobiologinen korroosio
• hiertymiskoroosio
• jännityskorroosio.

Pistekorroosio ilmenee metallin pinnalla syntyvinä pieninä kuoppamaisina muutoksina, jotka aiheutuvat erityisesti epätasaisille tai rosoisille pinnoille teräksen altistuessa korrodoiville tekijöille. Pistekorroosio ei välttämättä ulotu kovin syvälle ja se voi olla poistettavissa kevyellä korroosionpoistokäsittelyllä välinehuollossa. Pistekorroosio on tyypillinen korroosiomuoto passivoidussa ruostumattomassa teräksessä. Pistekorroosiota syntyy, jos instrumentin pinnalle jää toimenpiteen jälkeen esim. keittoluolaliuoksen roiskeita.

Yllä olevassa kuvassa näkyy pistekorroosiota kohottajan pinnassa.

Rakokorroosiota ilmenee paikoissa, joihin korrodoiva liuos tunkeutuu, mutta joista liuos ei pääse poistumaan (kosteus säilyy ja kemialliset epäpuhtaudet edistävät raudan hapettumista). Erilaiset liitoskappaleet, ruuvien paikat ja urat ovat herkkiä rakokorroosiolle varsinkin passivoiduissa ruostumattomissa teräksissä.

Mikrobiologista korroosiota voi ilmetä, jos mikrobit pääsevät lisääntymään instrumentin pinnassa. Mikrobit voivat tuottaa esim. korroosiota edistäviä aineenvaihduntatuotteita tai muuttaa teräksen pinnassa hapettumis-pelkistymisolosuhteita paikallisesti.

Hiertymiskorroosiota ilmenee pinnoilla, jotka puristuvat toisiaan vasten, ja joiden välillä tapahtuu värähtelyä tai liikkumista. Kun toisiaan vastaan olevien pintojen topografiset huippukohdat hankaavat toisiaan, syntyy suuria kosketusjännityksiä, jotka aiheuttavat hankaavien pintojen korrodoitumista kuluttamalla pintaa ja kuluttamalla kirurgisessa instrumentissa olevaa kromioksidikalvoa. Samaan aikaan pinnoilta irtoavat metallihiukkaset saattavat edistää hiertymiskorroosiota.

Yllä olevassa kuvassa näkyy jännityskorroosiota (halkeama) ja hiertymiskorroosiota neulankuljettajan nivelessä.

Jännityskorroosio ilmenee murtumina metallin pinnassa. Murtumia alkaa syntyä, kun metallin pintaan kohdistuu vetojännityksiä, joka voi johtua esimerkiksi toistuvasta lämpölaajenemisesta, ruuvi- ja tappiliitoksissa olevista kiristysvoimista, kappaleeseen kohdistuvasta kuormasta, mutta myös metallikappaleen sisäisistä jännityksistä. Jännityskorroosio voi edetä pistekorroosion alkuunpanemana.

Mekaaniset pintamuutokset kirurgisissa instrumenteissa

Kirurgisia instrumentteja voidaan pinnoittaa eri menetelmillä kuten kultaamalla tai pinnoittamalla niitä zirkoniumnitridillä tai titaaninitridillä (kullanvärinen pinta), titaanialumiininitraatilla (musta pinta) tai krominitridillä (mustaharmaa pinta).

Kullatuissa instrumenteissa pinnoitteen paksuus vaihtelee suunnilleen 70-1300 nm välillä. Kullanvärinen pinnoite toimii merkkinä siitä, että instrumentissa on vaihdettavia osia kuten saksissa leikkaavat timanttisärmät tai neulankuljettajissa vaihdettavat kovametalliset volframikarbidipinnat. Kultaus toimii helposti havaittavana merkkinä ja se on reagoimaton ja kudosystävällinen materiaali. Volframikarbidi on vain hieman timanttia pehmeämpi materiaali ja sopii kulutusta kestäville instrumenttipinnoille kuten neulankuljettajien tarttumapinnoille.

Kullatut ja mustaksi värjätyt pinnat ovat instrumenteissa kuluvia pintoja. Kirurgisissa instrumenteissa olevilla titaani- ja krominitridipinnoitteilla on verrattain hyvä mekaaninen kestävyys, mutta niiden kestävyys välinehuollon kemiallisissa pesuprosesseissa vaihtelee useista muuttujista (pinnoitteen laatu ja uudelleenprosessointitavat) riippuen. Kuluneet pinnoitteet eivät ole sinällään este instrumentin toimivuudelle.

Instrumentit voivat altistua myös muulle mekaaniselle rasitukselle, jonka yhteydessä instrumentti voi vaurioitua. Siksi instrumentteja tulee aina käsitellä varovasti, katsekontaktissa ja varmistaa, ettei instrumentti putoa tai jää puristuksiin. Instrumenttia tulee käyttää ainoastaan valmistajan aikomaan käyttötarkoitukseen eikä esimerkiksi herkkien kudossaksien leikkaavuutta tule testata muilla materiaaleilla, kuin mitä valmistaja ohjeistaa.

Uusien instrumenttien uusiokäsittely käyttöönoton yhteydessä

Useimpien valmistajien instrumentit voidaan tehtaalta saapumisensa jälkeen prosessoida välinehuollossa koneellisesti tavanomaiseen tapaan, mutta joillekin on tehtävä uusiokäsittely. Uusia instrumentteja käyttöönotettaessa tulee varmistaa, edellyttääkö instrumenttivalmistaja niille uusiokäsittelyä. Käsittelyn keskeisin tarkoitus on poistaa nivelellisistä instrumenteista tavallista instrumenttiöljyä jähmeämpi varastoöljy.

Aiemmin uusiokäsittelyn tarkoitus on ollut myös edistää teräsinstrumenttien passiivikerroksen muodostumista, mutta nykyään instrumenttivalmistajat pääsääntöisesti huolehtivat passivoinnista jo tehtaalla.

Välinehuoltajan vastuu instrumenttien pintamuutosten ja vaurioiden havaitsemisessa

Välinehuoltajan tulee tuntea instrumentit hyvin, jotta niissä mahdollisesti ilmenevät mekaaniset muutokset havaitaan ja jotta instrumentit voidaan joko poistaa käytöstä tai ohjata korjattaviksi.

Ota talteen 10 kohdan muistilista instrumenttien käyttöiän pidentämiseksi! 

Artikkelin kirjoittaja:
Ville Kivisalmi, toimipaikkavastaava, Helsinki
Suomen Välinehuolto Oy
*********

Lue lisää: Miten Suomen Välinehuollossa arvioidaan kirurgisten instrumenttien toimintakuntoa

Alla muutamia esimerkkejä mekaanisista vaurioista, joita kirurgisissa instrumenteissa tyypillisimmillään voidaan havaita.

Ihoatulan kärjestä on katkennut yksi hammas (yllä).

Neulankuljettajan volframikarbidikovametallikärkein työskentelypinnat kuluneet kärjestään sileiksi (yllä).

Vääntynyt ja ristiinpureva klipsinasettaja (yllä).

Vääntynyt Pean (ei sulkeudu) lukittuna (yllä).

Saksien leikkaavasta särmästä puuttuu pieniä paloja (yllä).

Instrumentin lukko on löysä. Hammastus ei pure vastahammastukseen perille saakka (yllä).