Publication

Low-firing thick-film piezoresistive sensors for medical instruments

Thomas Maeder, Peter Ryser
2010
Conference Papers

Résumé

In this work, a low-firing thick-film materials system allowing fabrication of piezoresistive sensors on surgical alloys is presented in detail, with application to a force-sensing surgical instrument. The system comprises a series of individual thick-film dielectric, conductor, resistive and overglaze compositions based on a lead borosilicate glass matrix. The moderate achieved firing temperature, around 625°C, greatly increases compatibility with metallic substrates, allowing the use of high-strength medical alloys with low thermal degradation. Specific fillers for the dielectric layers increase adhesion on steel substrates and allow thermal matching to austenitic and ferritic / martensitic steels, as well as titanium alloys. The functionality of this materials system is successfully demonstrated here by implementing it into a previously developed ligament-balancing force sensor for total knee arthroplasty (TKA) [1]. Keywords: Medical operations; total knee arthroplasty; thick-film force sensors; medical alloys

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/1fd9600f-8196-45bf-8584-4f08af6f33cd

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Thomas Maeder, Peter Ryser
2010
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Concepts associés (32)

Alliage de titane

Les alliages de titane sont des métaux faits de titane et d'autres éléments chimiques. Ils sont légers et ont une forte résistance à la corrosion et aux températures extrêmes. Cependant, le coût élevé des deux matières premières et de leur traitement limite leur production à des applications militaires, la construction d'avions, d'engins spatiaux, la fabrication de dispositifs médicaux, ou des composants tels que les bielles sur des voitures de sport et de certains composants électroniques.

Titane

Le titane est l'élément chimique de numéro atomique 22, de symbole Ti. La variante titanium, bien qu'attestée en français depuis 1872, est considérée comme un anglicisme incorrect. Le titane appartient au groupe 4 du tableau périodique (groupe du titane) avec le zirconium (Zr), le hafnium (Hf) et le rutherfordium (Rf), c'est un métal de transition. On trouve cet élément dans de nombreux minerais mais ses principales sources sont le rutile et l'anatase. Le corps pur titane est un métal léger, résistant, d'aspect blanc métallique, qui résiste à la corrosion.

Acier inoxydable

L'acier inoxydable, couramment appelé acier inox ou inox, est un acier (alliage à base de fer et de carbone), comportant moins de 1,2 % de carbone et plus de 10,5 % de chrome, dont la propriété remarquable est d'être peu sensible à la corrosion et de ne pas se dégrader en rouille. La présence de chrome en solution au-delà de 10,5 % dans la matrice d'un acier provoque la formation d'une couche protectrice d'oxyde de chrome qui lui confère son inoxydabilité.

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