Korrosionsbeständigkeit von Lasermarkierungen

Der Bedarf an Beschriftungen von Medizinprodukten führt zu Fragen rund um deren Beständigkeit. Für einen Hersteller von Orthopädieimplantaten prüfte RMS die Korrosionsbeständigkeit von Lasermarkierungen mit dem EC-Pen, wodurch die Beständigkeit der Medizinprodukte gezielt optimiert werden konnte.

Teilespezifische Codierung erforderlich

Gemäss der neuen europäischen Medical Device Regulation (MDR) müssen viele Medizinprodukte durch teilespezifische Codierung gekennzeichnet werden (UDI Codes, Unique Device Identification). Dazu werden heute bei metallischen Produkten Lasermarkierungen eingesetzt. Die Produkte müssen die UDI-Kennung in zwei Formen tragen: in gut lesbarer Klarschrift (HRI/Human Readable Interpretation) und im AIDC-Format (Automatic Identification and Data Capture), d.h. als maschinenlesbare Kennzeichnung (Barcode oder 2D-Code). Die Daten zu jedem einzeln markierten Produkt müssen dann in einer zentralen Datenbank hinterlegt werden (z.B. Europäische Datenbank für Medizinprodukte, EUDAMED).

 

Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit

Die Laserbeschriftung stellt eine Veränderung der Oberfläche dar und kann damit auch eine Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit bedeuten. Je nach Grundmaterial, wird an den beschrifteten Stellen bevorzugt ein Korrosionsangriff durch Lochfrass gefunden. Gerade bei schneidenden Instrumenten muss bei der Materialwahl und Wärmebehandlung oft ein Kompromiss zwischen Härte und Beständigkeit eingegangen werden. Dies kann dazu führen, dass Instrumente an der Beschriftung nicht genügend passiv sind und bei der Reinigung und Aufbereitung im Kontakt mit der aggressiven Umgebung korrosiv angegriffen werden.

Die Praxis zeigt, dass nicht nur das ausgewählte Material (Stahlsorte) und die Wärmebehandlung einen Einfluss auf die Beständigkeit haben, sondern auch die bei der Beschriftung angewendeten Laserparameter und die nachgelagerten Prozesse (Passivierung, Elektropolieren) entscheidend sind. Dies hat zur Folge, dass die Korrosionsbeständigkeit von Laserbeschriftungen in jedem Fall überprüft werden sollte.

 

Korrosionsmessungen mit dem EC-Pen

In einem aktuellen Kundenprojekt für einen europäischen Hersteller von Orthopädieimplantaten wurde die Korrosionsbeständigkeit von Lasermarkierungen auf dem zugehörigen Instrumentarium untersucht. Dazu steht in der RMS Foundation eine lokale elektrochemische Untersuchungsmethode zur Verfügung. Das unter der Bezeichnung «EC-Pen» bekannte System besteht aus einer stiftartigen Sonde, die direkt auf die Oberfläche gestellt wird. Der Stift ist mit einem Elektrolyten gefüllt (z.B. physiologische NaCl-Lösung) und enthält die für die Messung benötigten Elektroden. An der Kontaktstelle, die nur ca. 1.5 mm2 beträgt, wird die lokale Korrosionsbeständigkeit gemessen. Als Ergebnis resultieren Stromdichte-Potentialkurven, welche eine Aussage darüber machen, ob das Teil an dieser Stelle passiv (beständig) oder aktiv (empfindlich für Korrosion) ist. Durch die lokale Messung auf Laserspuren und den Vergleich mit Messungen auf dem nicht beschrifteten Grundmaterial kann der Einfluss der Markierung bestimmt werden. Dazu ist keine spezifische Probenvorbereitung nötig, welche die Resultate beeinflussen könnte.

Mit diesem Verfahren wurde im beschriebenen Kundenprojekt die Korrosionsbeständigkeit von Laserbeschriftungen mit unterschiedlichen Prozessparametern untersucht und verglichen. So war es möglich, die Passivität und Beständigkeit der Medizinprodukte gezielt und schrittweise zu optimieren. Die Korrosionsmessungen mit dem EC-Pen haben zudem den Vorteil, dass sie eine rasche und somit vergleichsweise kostengünstige Messmethode darstellen.

Weitere Informationen
Dienstleistungsgruppen:
Qualitätssicherung
    Oberflächenprüfung

Anwendungsbereich:
Instrumente

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Foto von Dr. Lukas Eschbach

Dr. Lukas Eschbach

RMS Foundation

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