Медицинские приборы

I. Позиционирование отрасли и рыночная стоимость: «магнитное ядро» медицинских устройств
(I) Основная роль
Спеченные магниты NDFEB для медицинского аппарата являются ключевыми компонентами, позволяющими современным медицинским устройствам достигать «точной диагностики, минимально инвазивного лечения и портативных применений». С их высокой магнитной энергией (BH) максимум 350-450 кДж/м³), высокой магнитной однородностью и стабильными магнитными свойствами, они заменяют традиционные ферритные и альнико-магниты, создавая точные условия для магнитного поля в трех основных областях медицинской визуализации, диагностики in vitro и терапевтических устройств. Эти магниты напрямую влияют на точность обнаружения, безопасность лечения и простоту использования медицинских устройств, что делает их ключевым узким местом в разработке высококлассных медицинских устройств.
(Ii) Стратегии размера рынка и роста
Глобальный рынок медицинских устройств содержит среднегодовой темп роста в 5%-7%, что способствует дальнейшему росту спроса на спеченные магниты NDFEB для медицинского применения. Согласно отраслевой статистике:

В поле для медицинской визуализации каждое устройство магнитной резонансной томографии с малым и средним размером (МРТ) требует 0,5-1,2 тонн этих магнитов, в то время как высококлассные устройства МРТ 3,0 Т требуют 1,5-2,0 тонны.

В диагностическом поле in vitro каждый полностью автоматизированный иммуномагнитный разделение требует 50-100 микромагнитов (размером 2-5 мм).

В поле терапевтического устройства для одного магнитного управляемого минимально инвазивного хирургического робота требуется 500-1000 массивов микромагмета.

Глобальный медицинский рынок магнитов NDFEB в 2023 году превысил 2,5 млрд. Долл. США и, как ожидается, превысит 4 миллиарда долларов США в 2028 году, а совокупный годовой темп роста составляет более 10%. Высокородные и биосовместимые магниты предлагают самую высокую добавленную стоимость, причем валовая прибыль на 30-50% выше, чем в промышленных магнитах. Будучи ведущим домашним производителем и оптовым продавцом спеченных магнитов NDFEB, Ningbo Jinlun Magnet Technology Co., Ltd. Продолжает инвестировать в этот сектор с высокой стоимостью, используя свои высокопроизводительные производственные возможности для получения доли рынка.

II Сценарии приложения: классификация по функции медицинского устройства
(I) Оборудование для медицинской визуализации: создание «магнитного поля высокой четкости»
Оборудование МРТ: Служив в качестве ядра основного магнитного поля в оборудовании МРТ, спеченные магниты NDFEB для медицинского аппарата обычно собираются в кольцевых или секторных массивах, генерируя однородное магнитное поле 0,5-3,0t. Например, в 1,5T открытой МРТ-системе массива магнитов должна поддерживать отклонение однородности магнитного поля ≤5 частей на площадь диаметра 50 см, обеспечивая разрешение визуализации мягких тканей 0,1 млн, способствуя точной диагностике опухолей ранних стадий и нейрологических расстройств.

В ультразвуковом диагностическом оборудовании, в вибрационной сборке ультразвукового зонда, миниатюрный магнит (размером 3-8 мм) приводит пьезоэлектрическую керамику к вибрации на высокой частоте (2-10 МГц). Этот продукт с высокой магнитной энергией улучшает соотношение проникновения и сигнал / шум ультразвукового сигнала, повышая ясность изображения у ультразвука плода и сердечно-сосудистых ультразвуков на 20-30%.

(Ii) Диагностические устройства in vitro: ускорение «точного тестирования»

Устройства иммуномагнитного разделения: эти магниты создают градиентное магнитное поле (градиент магнитного поля ≥ 15 т/м) для быстрого захвата магнитных маркеров (таких как антигены опухолевого маркера и пробеги COVID-19) в образцах крови и жидкости, уменьшая время обнаружения с двух часов с использованием традиционных методов центрифугирования до менее 30 минут. Они также повышают чувствительность обнаружения в десять раз, с минимальным пределом обнаружения 0,1 нг/мл.

Магнитные иммунохроматографические испытательные полоски: эти быстрые испытательные полоски включают наноразмерный спеченный NDFEB Магнитный порошок (размер частиц 50-100 нм), помеченные антителами. Внешнее магнитное поле направляет быструю миграцию комплекса магнитных порошковых антител, обеспечивая количественное тестирование глюкозы в крови, липидов крови и других показателей в течение 15 минут, с ошибкой ≤5%.

(Iii) Лечение и вспомогательные устройства: достижение «минимально инвазивной безопасности»

Магнитная навигация Минимально инвазивные хирургические роботы: массивы спеченных магнитов NDFEB для медицинского аппарата генерируют контролируемое магнитное поле (силу магнитного поля 0,5-1,0t), чтобы точно направлять магнитные хирургические инструменты (такие как катетеры и иголки из биопсии) в районе тела к месту обливания, сохраняя хирургическую ошибку в пределах 1 мм. По сравнению с традиционной лапароскопической хирургией, это снижает инвазивную область на 80% и сокращает время восстановления послеоперационного восстановления пациента на 50%.

Устройства магнитной терапии: в устройствах для лечения хронической обезболиваемой лечение статическое магнитное поле, генерируемое этими магнитами (сила 0,1-0,3 т), действует на локализованные ткани, способствуя кровообращению крови и снимая мышечные спазмы. Уровень эффективности более 70% в дополнительном лечении шейного спондилоза и артрита.

Iii. Стандарты основной производительности: «строгий порог» для медицинских магнитов

(I) Магнитная производительность: приоритет как точности, так и стабильности

Высокая магнитная однородность: магниты, используемые в оборудовании для медицинской визуализации, должны соответствовать требованиям «отклонения однородности магнитного поля ≤ 5 ч / млн в диаметре площади визуализации 20 см». Отклонения, превышающие 10 ч / млн, могут вызвать артефакты изображения и повлиять на идентификацию поражения. Магниты, используемые в диагностическом оборудовании in vitro, должны иметь максимальное отклонение магнитной энергии (BH) от ≤ ± 1%, чтобы обеспечить повторяемые результаты испытаний.

Низкая температура: медицинское оборудование должно работать в широком диапазоне температуры (от -20 ° C до 60 ° C). Температурный коэффициент остаточного магнита (αBR) должен составлять ≤ -0,10%/° C, его коэффициент температуры внутренней ковертивности (βHCJ) должен составлять ≤ -0,5%/° C, а его магнитная скорость распада должна быть ≤ 2%через 24 часа при 60 ° C для предотвращения тестирования/обработки, вызванных калеками температуры.

(Ii) Производительность безопасности: биосовместимость и совместимость с окружающей средой

Биосовместимость: магниты, которые вступают в прямой или косвенный контакт с человеческим организмом (например, магниты, используемые в хирургических инструментах), должны обрабатывать покрытие парилен С (толщиной 5-10 мкм) или медицинское эпоксидное покрытие и сертифицированное для биосовместимости в соответствии с ISO 10993-1, чтобы обеспечить не-цитотоксичность, несенсибилизацию и несенсибилизацию, и несенсибилизацию и несенсибилизацию.

Низкая магнитная утечка и сопротивление интерференции: линия 5 Гаусс (магнитная линия безопасности), окружающая устройство МРТ, должна контролироваться в пределах 1 метра от корпуса устройства, чтобы избежать помех в периферическое оборудование, такое как мониторы ЭКГ и дефибрилляторы. Магниты, используемые в диагностическом оборудовании, должны демонстрировать электромагнитное сопротивление интерференции, при этом колебания магнитного свойства ≤1% в электромагнитной среде 1000 В/м. (Iii) Физические свойства: миниатюрная и высокая точность

Миниатюрированный размер: магниты, используемые в минимально инвазивных хирургических приборах и микродиагностических устройствах, обычно имеют размеры ≤3 мм (например, цилиндрический магнит диаметром 1 мм и длиной 3 мм). Размерные допуски должны контролироваться в пределах ± 0,01 мм, а ошибка кривизны изогнутых магнитов должна быть ≤0,005 мм, чтобы обеспечить точное соответствие в структуре прибора.

Высокая механическая прочность: магниты, используемые в хирургических инструментах, должны выдерживать частые эксплуатационные напряжения, с изгибающей прочностью ≥25 МПа и силой сжатия ≥800 МПа. Они должны выдержать осевую нагрузку 10N без разрыва и деформирования, обеспечивая безопасную и надежную хирургическую процедуру.

IV Процесс производства и технологические прорывы: преодоление «проблем с медицинским уровнем»
(I) Процесс производства основного производства: «путешествие по контролю точности» от сырья до готового продукта
Ультра-высокая чистовая подготовка сырья: использование 99,99% высокочистого редкоземельного элемента (ND, DY) и 99,95% низкоуглеродистого электролитического железа, слитки сплавов производятся с помощью вакуумного индукционного плавления (вакуум ≤ 10⁻⁴PA). Содержание кислорода контролируется ниже 200 частей на миллион и содержание углерода ≤ 0,003%, чтобы предотвратить воздействие примеси не влиять на магнитную однородность.

Точная порошка и ориентация: после охлаждения слитков с использованием процесса дробления водорода (HD) они заполнены реактивным путем для получения однородного порошка 1,5-2,5 мкм с отклонениями распределения частиц ≤5%. Для ориентации используется магнитное поле 2.0-2,5T. Высокие направленные магнитные поля в сочетании с конечным элементом моделирования для оптимизации ориентации, обеспечить последовательное выравнивание магнитного домена и улучшить магнитную однородность.

Микросвязывание и низкотемпературное спекание: микроэтачки формируются с использованием сервоприводящего отжима для микрооперации (точность контроля давления ± 0,1N), достигая отклонения в однородности зеленой плотности ≤1%. Температуры спекания контролируются между 980-1050 ° C (на 50-100 ° C ниже, чем промышленные магниты), с скоростью романа 2 ° C/мин и 8-часовым временем удержания, минимизируя деформацию спекания и достижение плотности ≥7,5 г/см³.

Точная пост-обработка и полная проверка: бриллиантовая микропроводная резка (точность резки ± 0,005 мм) и микро-гриндное использование используется для обеспечения точности размерных. Поверхностное покрытие применяется с использованием автоматизированного распылительного аппарата парилен, достигая отклонений толщины покрытия ≤0,5 мкм. Наконец, магнитные свойства протестируются с использованием магнитного тестера (точность ± 0,1%), машину измерения координат (точность ± 0,001 мм) и тестирование на биосовместимость, обеспечивая 100% проверку.

(Ii) Ключевые технологические прорывы: решение болевых точек в отрасли
Ультра-высокий контроль магнитной однородности: с помощью «Многоценная ориентация магнитного поля локальной компенсации магнитного поля» регулируемые блоки магнитной проницаемости устанавливаются в форме ориентации для регулировки локальной силы магнитного поля в режиме реального времени, уменьшая отклонение магнитной однородности от 15 частей на традиционные процессы до 5 частей на 5 чай до 5 частей на 5 частей на 5 чай до 5 частей на 5 чай до 5 частей на 5 частей на 5 частей на 5 чай до 5 частей на 5 частей на 5 частей на 5 чай до 5 частей. Ningbo Jinlun Magnetic Materials Technology Co., Ltd., быстро растущая, инновационная технологическая компания с глубоким опытом в магнитной промышленности, достигла однородного отклонения ≤3 частей на магнитах, используемых в оборудовании МРТ, достигая ведущих в отрасли стандартов.

Чтобы предотвратить растрескивание во время литья с микроагметом, компания разработала «процесс формования градиента», который постепенно увеличивает давление на формование от центра к краю (градиент давления 5-10 МПа/мм). В сочетании с нано-смазочным материалом (уровень добавления 0,1%) этот процесс решает такие проблемы, как неравномерность скопления и плотность во время литья микро-магнета, увеличивая выход литья с 80%до 98%.

Улучшенная устойчивость к стерилизации: посредством оптимизации состава (добавление 0,5% -1% Nb) и укрепление границ зерна магниты достигают магнитной скорости деградации производительности ≤1% после автоклавирования при 134 ° C и 0,2 МПа, без покрытия, отвечающих на требованиям для повторяющейся стерилизации (≥100 раз) медицинского оборудования.