Ameliyathane ışıkları altında parlayan cerrahi aletler, sadece hijyenik görünmekle kalmamalı; aynı zamanda kemiği kesecek kadar sert, defalarca sterilize edilebilecek kadar dayanıklı ve mikroskobik düzeyde hassas olmalıdır.
Paslanmaz çelik ailesinin en sert üyesi olan Martensitik Paslanmaz Çelikler (400 Serisi), tam da bu zorlu görevler için geliştirilmiştir. Östenitik (300 serisi) çeliklerin aksine, bu çelikler ısıl işlemle sertleştirilebilir ve bir elmas gibi keskinleştirilebilir.
Bu yazımızda, neşterden makasa kadar birçok aletin hammaddesi olan martensitik çeliklerin metalürjik sırlarını keşfediyoruz.
Martensitik paslanmaz çelikler, temel olarak Demir, Krom (%11.5 - %18) ve Karbon (%0.1 - %1.2) alaşımıdır. Diğer paslanmaz türlerinden (örneğin mutfak lavabolarında kullanılan 304 kalite) en büyük farkı, yapısındaki yüksek karbon oranıdır.
Bu yüksek karbon oranı, çeliğin atomik yapısının "Östenit" fazından, çok sert ve gergin bir yapı olan "Martensit" fazına dönüşmesine izin verir. Ayrıca, bu çelikler manyetiktir (mıknatıs tutar), bu da onları ayırt etmenin en kolay yoludur.
Bir cerrahi aletin martensitik çelikten yapılmasının üç temel nedeni vardır:
Yumuşak bir metalden keskin bir bıçak yapamazsınız; yapsanız bile ilk kesikte körleşir. Martensitik çelikler, ısıl işlem sonrası çok yüksek sertlik değerlerine (Rockwell C 50-60 arası) ulaşabilir. Bu sayede bistüriler ve cerrahi makaslar, dokuyu ezmeden jilet gibi kesebilir ve bu keskinliği uzun süre koruyabilir.
Bu çelikler, "Su Verme" (Quenching) ve "Menevişleme" (Tempering) işlemlerine tepki verir. Üreticiler, çeliğin iç yapısını değiştirerek onu hem sert hem de kırılmayacak kadar esnek hale getirebilirler. Bu denge, kemik cerrahisinde kullanılan keskiler (osteotomlar) için hayatidir.
Martensitik çelikler, östenitik (300 serisi) çelikler kadar paslanmaz değildir ancak yeterli miktarda krom içerirler. Doğru polisaj ve pasivasyon işlemi yapıldığında, kan, vücut sıvıları ve sterilizasyon buharına karşı yeterli direnci gösterirler.
Cerrahi alet kataloglarında sıkça gördüğünüz kodların anlamları şöyledir:
AISI 420 (X20Cr13 - X30Cr13): Dünyada en yaygın kullanılan "Cerrahi Çelik" türüdür. İyi bir sertlik ve korozyon direnci dengesi sunar. Pensler, makaslar ve genel cerrahi aletlerin çoğu bu çelikten üretilir.
AISI 440 (A, B, C): Karbon oranı çok daha yüksektir. "Jilet çeliği" olarak da bilinir. Maksimum sertlik gerektiren kesici uçlarda ve diş hekimliği aletlerinde tercih edilir. Ancak korozyona biraz daha açıktır.
AISI 410: Daha düşük karbonludur. Çok yüksek keskinlik gerektirmeyen, ancak darbe dayanımı istenen aletlerde (örneğin bazı ekartörler) kullanılır.
Martensitik aletler, üretimden çıktıktan sonra "Pasivasyon" adı verilen bir kimyasal banyoya sokulur. Bu işlem, yüzeydeki serbest demir atomlarını temizler ve krom oksit tabakasını güçlendirir. Eğer bu aşama atlanırsa, en kaliteli çelik bile otoklavda (sterilizasyon cihazı) paslanabilir.
Cerrahi aletlerde kullanılan martensitik paslanmaz çelikler, malzeme biliminin "güç ve hassasiyet" dengesidir. Onlar, bir cerrahın ellerinin uzantısı olarak, biyolojiye zarar vermeden müdahale etmeyi mümkün kılan teknolojik harikalardır. Bir sonraki ameliyatta veya diş hekimi koltuğunda, o parlak metalin arkasındaki mühendisliği hatırlayın.
