Rivestimenti a spruzzo termico

Le prime prove documentate di cauterizzazione termica – l’uso del calore localizzato per cauterizzare un’incisione e limitare la perdita di sangue – risalgono al 3.000 a.C. in interventi chirurgici eseguiti dagli egiziani. Sorprendentemente, molto poco è cambiato fino a quando non furono eseguiti i primi interventi di elettrochirurgia nel 19° secolo, quando i chirurghi sperimentarono la corrente elettrica per cauterizzare un’incisione con un filo riscaldato. La vera elettrochirurgia, e il precursore degli odierni sistemi elettrochirurgici monopolari e bipolari, iniziò con il Dr. William Bovie e la sua invenzione dell'unità elettrochirurgica nel 1926 (un Bovie) in grado di fornire una corrente alternata ad alta frequenza (RF) e varie tensioni per il taglio chirurgico e/o per controllare il sanguinamento.

Oggi, oltre l’80% di tutte le procedure chirurgiche prevede l’elettrochirurgia. I chirurghi di ogni specialità, armati di una serie di dispositivi elettrochirurgici portatili e robotici, spesso abbinati a tecniche chirurgiche minimamente invasive, possono ridurre al minimo la perdita di sangue, la durata della procedura, il tempo del paziente sotto anestesia e il tempo di recupero. Sebbene gran parte del merito vada agli abili chirurghi e ai produttori di dispositivi elettrochirurgici innovativi, c'è un altro attore importante: i rivestimenti a spruzzo termico che forniscono proprietà superficiali di fondamentale importanza per questi dispositivi.

Sia i dispositivi monopolari che quelli bipolari utilizzano la corrente elettrica proveniente da un generatore per applicare una corrente elettrica altamente controllata e generare calore locale che, quando applicato da uno strumento chirurgico, taglia, coagula, abla o seziona il tessuto. Differiscono nel percorso intrapreso dalla corrente. Il dispositivo monopolare (l'elettrodo attivo) dirige la corrente attraverso il tessuto, che poi fuoriesce dal paziente attraverso una piastra/cuscinetto di elettrodi di messa a terra posizionati sul paziente. Un dispositivo bipolare può essere semplice come una pinza o una forbice, con la corrente che scorre dall'elettrodo caricato negativamente, dalla lama della forbice o dalla punta della pinza, attraverso solo il tessuto trattenuto tra le lame o le ganasce della punta, fino all'elettrodo caricato positivamente sull'altra lama caricata positivamente o punta della mascella. A differenza del dispositivo monopolare, la corrente non scorre attraverso il paziente. Il flusso di corrente è molto più localizzato, rendendo i dispositivi bipolari ideali per più interventi chirurgici eseguiti su piccole aree che richiedono maggiore precisione, come la laparoscopia. Inoltre, i dispositivi bipolari sono ideali per l'uso su pazienti con dispositivi impiantati in cui la corrente proveniente da un dispositivo monopolare potrebbe passare attraverso il dispositivo e causare un cortocircuito o una mancata accensione.

I dispositivi elettrochirurgici bipolari sono ora disponibili in una moltitudine di dimensioni e design, molti dei quali presentano geometrie sempre più complesse ed estremamente precise per applicazioni chirurgiche delicate e altamente specializzate. Quasi tutti sono realizzati in metallo, principalmente in acciaio inossidabile, e tutti sono progettati per condurre corrente elettrica. L'applicazione precisa di anIl rivestimento elettricamente isolante (dielettrico) sulla superficie del substrato metallico del dispositivo non è mai stato così critico. Senza questo isolamento, possono verificarsi archi elettrici che causano cortocircuiti e guasti del dispositivo o, peggio, lesioni al chirurgo e al paziente. Inoltre, molti dispositivi richiedono un secondo rivestimento di barriera termica per proteggere il chirurgo e il paziente da un aumento della temperatura delle superfici del dispositivo non destinate alla sigillatura dei tessuti.

Quasi fin dalla nascita dei primi dispositivi elettrochirurgici bipolari, TST Engineered Coating Solutions, una divisione di Fisher Barton a Sun Prairie, Wisconsin, è stata in prima linea nello sviluppo e nell'applicazione di rivestimenti dielettrici avanzati, nonché rivestimenti termoisolanti, rivestimenti per usura estrema resistenza e rivestimenti con proprietà antimicrobiche. I dispositivi elettrochirurgici bipolari hanno tratto vantaggio dai rivestimenti specializzati e dalle proprietà superficiali che offrono. I dispositivi di questo tipo che funzionano con un rivestimento ingegnerizzato TST sono ormai milioni.

Le enormi variazioni di dimensioni, forma, geometria, materiale e applicazione finale dello strumento impediscono un approccio unico per tutti quando si sviluppa una soluzione di rivestimento. Presso TST, il processo inizia con un team di ricerca e sviluppo dedicato, che comprende ingegneri dei materiali che lavorano a stretto contatto con i clienti per comprendere appieno lo strumento e le proprietà superficiali desiderate, insieme all'ambiente in cui funzionerà lo strumento. Durante il processo vengono prese in considerazione diverse proprietà del rivestimento, tra cui rigidità dielettrica, contenuto di porosità, adesione, ossidazione, durezza e microstruttura, tutte esaminate e testate metallurgicamente durante il processo di sviluppo per garantire un design ingegnerizzato ottimale del rivestimento.