https://www.mayoclinic.org/tests-procedures/breast-biopsy/about/pac-20384812

การตรวจชิ้นเนื้อเต้านมอุปกรณ์ในฐานะเครื่องมือทางการแพทย์ที่มีความแม่นยำซึ่งโต้ตอบกับเนื้อเยื่อของมนุษย์โดยตรง มีประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และประสบการณ์ของผู้ป่วยโดยพิจารณาจากการเลือกวัสดุและกระบวนการผลิตขั้นพื้นฐาน ตั้งแต่เหล็กกล้าไร้สนิมแบบดั้งเดิมไปจนถึงโลหะผสมนิกเกิล-ไทเทเนียมขั้นสูง และจากโครงสร้างพื้นฐานไปจนถึงการเคลือบเชิงฟังก์ชัน ความก้าวหน้าในด้านวัสดุศาสตร์ทุกประการกำลังขับเคลื่อนนวัตกรรมในเทคโนโลยีการตรวจชิ้นเนื้อ

วิวัฒนาการและคุณสมบัติของวัสดุโครงสร้างหลักเป็นรากฐานทางกายภาพของเข็มตรวจชิ้นเนื้อ สเตนเลสเกรดทางการแพทย์- (เช่น 316L, 17-4PH และ 17-7PH) ได้รับความนิยมมายาวนานเนื่องจากมีความแข็งแกร่ง ความแข็ง และความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม ความแข็งแกร่งสูงทำให้มั่นใจได้ว่าเข็มจะยังคงตรงในระหว่างการเจาะ ช่วยให้สามารถเข้าถึงรอยโรคที่ลึกหรือหนาแน่นได้อย่างแม่นยำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อได้เปรียบสำหรับการสุ่มตัวอย่างกระดูกหรือเนื้อเยื่อที่กลายเป็นแคลเซียม อย่างไรก็ตาม เหล็กกล้าไร้สนิมที่มีความแข็งค่อนข้างสูงอาจส่งผลให้เนื้อเยื่อได้รับบาดเจ็บมากขึ้น การเปิดตัวไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญ วัสดุเหล่านี้มีความแข็งแรงจำเพาะสูง น้ำหนักเบา และมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีเยี่ยม ลดปฏิกิริยาของเนื้อเยื่อและความรู้สึกไม่สบายของผู้ป่วยได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โลหะผสมนิกเกิล-ไทเทเนียม (นิทินอล) ได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก เนื่องจากมีความยืดหยุ่นเป็นพิเศษ (เอฟเฟกต์การจำรูปร่าง) และความยืดหยุ่นที่เหนือกว่า เข็มตรวจชิ้นเนื้อที่ทำจากวัสดุนี้สามารถนำทางเส้นทางกายวิภาคที่ซับซ้อนได้อย่างยืดหยุ่น ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของความเสียหายต่อหลอดเลือดและเนื้อเยื่อรอบข้างได้อย่างมาก ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเข้าถึงรอยโรคที่ต้องใช้วิถีคดเคี้ยวหรือตั้งอยู่ใกล้โครงสร้างที่สำคัญ

การใช้วัสดุโพลีเมอร์ที่แม่นยำได้ขยายความเป็นไปได้ในการออกแบบเครื่องมือตรวจชิ้นเนื้อ แม้ว่าปลายเข็มและส่วนประกอบในการตัดยังคงต้องใช้โลหะเพื่อให้แน่ใจว่ามีความคมและแข็งแรง แต่ดุมเข็ม ด้ามจับ ท่อเชื่อมต่อ และตัวเรือนนั้นทำมาจากพลาสติกวิศวกรรมเกรดทางการแพทย์- เช่น อะคริโลไนไตรล์-บิวทาไดอีน-สไตรีน (ABS) โพลีคาร์บอเนต (PC) และโพลีอีเทอร์อีเทอร์คีโตน (PEEK) วัสดุเหล่านี้ไม่เพียงแต่ช่วยลดน้ำหนักเครื่องมือและความเมื่อยล้าของผู้ปฏิบัติงานเท่านั้น แต่ยังให้ฉนวนและความสามารถในการขึ้นรูปที่ดีเยี่ยม ทำให้ด้ามจับออกแบบตามหลักสรีระศาสตร์ซึ่งช่วยเพิ่มความสะดวกสบายและความมั่นคงในระหว่างการใช้งาน การนำเข็มตรวจชิ้นเนื้อแบบใช้แล้วทิ้งมาใช้อย่างแพร่หลายนั้นมีสาเหตุหลักมาจากข้อดีของวัสดุโพลีเมอร์ในการลดต้นทุนและทำให้สามารถฉีด-โครงสร้างการขึ้นรูปที่ซับซ้อนได้

วิศวกรรมพื้นผิวและการเคลือบเชิงฟังก์ชันเป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพ เพื่อลดความต้านทานต่อการเจาะ ลดความเสียหายของเนื้อเยื่อ และปรับปรุงความปลอดภัย เทคโนโลยีการรักษาพื้นผิวขั้นสูงจึงถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวาง โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (PTFE) หรือที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อเทฟลอนเป็นสารเคลือบหล่อลื่นที่แพร่หลายมากที่สุด ซึ่งช่วยลดค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีบนพื้นผิวเข็มลงอย่างมาก จึงทำให้กระบวนการเจาะราบรื่นยิ่งขึ้น และลดความรู้สึกไม่สบายของผู้ป่วย นอกจากนี้ การเคลือบแบบไฮโดรฟิลิกยังให้ผลการหล่อลื่นที่คล้ายกันโดยการสร้างชั้นไฮเดรตบนพื้นผิวเข็ม การเคลือบต้านแบคทีเรีย-เช่น การเคลือบซิลเวอร์ไอออน-จัดการความเสี่ยงในการติดเชื้อโดยตรงโดยการปล่อยไอออนต้านจุลชีพบนผิวเข็มอย่างต่อเนื่อง ช่วยลดโอกาสของการติดเชื้อที่บริเวณเจาะ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับผู้ป่วยที่มีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง ผลิตภัณฑ์ระดับสูง-บางรายการยังใช้การเคลือบ-คล้ายคาร์บอน (DLC) แบบเพชร ซึ่งไม่เพียงแต่รักษาความหล่อลื่น แต่ยังเพิ่มความแข็งของพื้นผิวและความต้านทานการสึกหรอได้อย่างมาก ช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์เมื่อใช้ในเนื้อเยื่อที่ซับซ้อน

ความแม่นยำและความชาญฉลาดของกระบวนการผลิตช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสม่ำเสมอและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ การผลิตเข็มชิ้นเนื้อเกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอน รวมถึงการวาดแบบแม่นยำ การตัดด้วยเลเซอร์ การบดระดับไมโคร- การเชื่อม และการประกอบ ท่อเข็มได้รับการผลิตผ่านชุดของการดำเนินการดึงแบบเย็น-ซึ่งจะค่อยๆ ลดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อลงตามข้อกำหนดเฉพาะของเป้าหมาย (เช่น 14G, 16G) ในขณะเดียวกันก็ควบคุมความสม่ำเสมอของความหนาของผนังและความเรียบของพื้นผิวด้านในอย่างเคร่งครัดเพื่อให้แน่ใจว่าการเก็บตัวอย่างไม่มีสิ่งกีดขวาง การสร้างปลายเข็มเป็นเทคโนโลยีหลัก ซึ่งทำได้โดยการเจียรหรือการตัดด้วยเลเซอร์อย่างแม่นยำแบบสามมิติ- โดยการสร้างมุมเอียงเฉพาะ (โดยทั่วไปคือ 15–25 องศา) และขอบที่แหลมคมเพื่อให้สามารถตัดเนื้อเยื่อที่สะอาดและได้แถบตัวอย่างที่สมบูรณ์ การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการประกอบแบบอัตโนมัติและ-การตรวจสอบในสายการผลิตทำให้สามารถตรวจสอบพารามิเตอร์ที่สำคัญได้เต็ม 100% เช่น ความคมของปลาย แรงเจาะ และความแข็งแรงในการเชื่อมต่อ ทำให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอในทุกเข็มที่จัดส่ง

การพัฒนาวัสดุในอนาคตมุ่งเน้นไปที่วัสดุที่ชาญฉลาดและตอบสนองได้ดี นักวิจัยกำลังสำรวจวัสดุโพลีเมอร์ที่มีคุณสมบัติย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เพื่อสร้างคลิปมาร์กเกอร์หรือส่วนประกอบเสริมที่จะสลายตัวที่ไซต์เฉพาะ การพัฒนาขั้นสูงเพิ่มเติม ได้แก่ "เข็มตรวจชิ้นเนื้ออัจฉริยะ" ที่ผสานรวมเข้ากับเซนเซอร์ขนาดเล็ก- ซึ่งสามารถให้การตอบสนองแบบเรียลไทม์-เกี่ยวกับความต้านทานของเนื้อเยื่อ ความดัน หรืออุณหภูมิในระหว่างการใส่ ช่วยให้แพทย์ระบุตำแหน่งของเข็มและลักษณะของรอยโรคได้แม่นยำยิ่งขึ้น การใช้วัสดุนาโนในการปลดปล่อยยาที่ควบคุมหรือการติดฉลากแบบกำหนดเป้าหมายยังมีศักยภาพในการบูรณาการการตัดชิ้นเนื้อและการบำบัด นวัตกรรมอย่างต่อเนื่องในด้านวัสดุศาสตร์กำลังขับเคลื่อนเครื่องมือตัดชิ้นเนื้อเต้านมไปสู่กระบวนการที่มีการบุกรุกน้อยที่สุด เพิ่มความฉลาด และการปรับเปลี่ยนเฉพาะบุคคลที่เพิ่มขึ้น