Lavaggio protesi biomediche in titanio

Il contesto

Un’azienda produttrice di protesi biomedicali, ha l’esigenza di lavare dei particolari in titanio e poliammide.
Ci richiede di mettere a punto un processo di pulizia, sulla base della quale verrà realizzato ed installato un nuovo impianto di lavaggio.

Cosa abbiamo fatto

Il titanio è il nono elemento più diffuso allo stato naturale all’interno della crosta terrestre e si trova in natura sotto forma di ossido, in minerali come il rutilo e l’ilmenite.
E’ stato individuato nel lontano 1791, anche se la sua produzione è incominciata negli Stati Uniti nel 1940.

Questo pregiato metallo, oltre ad essere impiegato nei settori aerospaziale, aeronautico, motorsport, nell’industria del motociclo, viene impiegato diffusamente nella produzione di impianti ortopedici e biomedicali grazie alle sue proprietà:

• è leggero,
• è meccanicamente resistente,
• è resistente all’attacco dei liquidi organici,
• è amagnetico,
• ma soprattutto è il più biocompatibile tra tutti i metalli, il che significa che non è tossico e non viene rigettato dal corpo.

Nella realizzazione di endoprotesi dove, nei fissaggi ortopedici, il titanio aiuta direttamente l’osso nella crescita, favorisce la sua ottimale ed intima coesione, determinando, in tale evenienza di impiego, anche un accorciamento dei tempi di recupero post-operatori.
Le protesi, dovendo essere installate all’interno di un corpo umano, devono ovviamente avere un grado di pulizia molto spinto.

Il processo produttivo di una protesi in titanio implica delle lavorazioni meccaniche su macchine CNC, seguite successivamente da un processo di lavaggio molto accurato.
Durante le fasi di lavorazione i particolari vengono contaminati da oli lubrificanti e da oli emulsionabili; inoltre sulle superfici dei particolari lavorati, permangono residui di natura inorganica dovuti alle stesse lavorazioni.
Le protesi ortopediche del cliente in oggetto, presentano anche delle parti in poliammide che è un polimero generalmente utilizzato in questo tipo di applicazioni.

Dovendo pulire perfettamente i suddetti particolari in ogni punto della loro superficie, la tipologia di lavaggio che più si addice a questo tipo di applicazione è quella che si avvale della tecnologia degli ultrasuoni. Infatti, immergendo le protesi all’interno di una vasca contenente la soluzione lavante, l’azione di cavitazione propagata tramite il liquido stacca da qualsiasi punto delle superfici da lavare qualsiasi tipo di sporco.

Come dicevamo prima, il titanio è un metallo molto resistente ed è compatibile sia con soluzioni acide che basiche. Questo ci consente ovviamente di avere un maggior raggio di azione nella scelta dei possibili detergenti da utilizzare.

Dopo esserci fatti inviare delle campionature di pezzi sporchi da lavare, abbiamo dato decorso ai test di lavaggio. Abbiamo iniziato col testare all’interno delle nostre vasche ad ultrasuoni sia detergenti alcalini che detergenti acidi, nell’intento di valutare i diversi gradi di pulizia.
Le vasche utilizzate, hanno una potenza specifica di 10 watt/litro ad una frequenza di 33 Khz.

Nei vari test è emerso che è molto importante movimentare i particolari da lavare all’interno della soluzione lavante, al fine di ottenere una pulizia più omogenea su tutte le superfici.
Altro aspetto fondamentale in questo tipo di processo è la qualità del risciacquo: sulle superfici trattate non sono tollerati residui di detergenti e residui di sali contenuti nell’acqua.

Risultati

Tra tutti i prodotti testati è emerso un detergente a pH acido denominato SURFACID RP 890, che è stato in grado di rimuovere perfettamente sia i contaminanti oleosi che il particolato, lasciando le superfici perfettamente a velo.
SURFACID RP 890 è esente da silicati, boro e fosforo. E’ specifico per l’impiego in vasche dotate di ultrasuoni.

Non contenendo saponi è facilmente risciacquabile ed inoltre ha un bassissimo impatto ambientale, in quanto contiene materie prime rapidamente biodegradabili.
Il processo di lavaggio messo a punto è così configurato :

Sgrassaggio in vasca ad ultrasuoni con SURFACID RP 890 a concentrazione del 5% con temperatura di 60°C
Sgrassaggio in vasca ad ultrasuoni con SURFACID RP 890 a concentrazione del 3% con temperatura di 60°C
Risciacquo con acqua a ricircolo
Risciacquo in vasca ad ultrasuoni con lo sgrassante alcalino PROSONIC al 0,3% a 50°C
Risciacquo con acqua a perdere
Risciacquo con acqua demineralizzata
Asciugatura con aria calda