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NMI Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut an der Universität Tübingen
Markwiesenstraße 55 D-72770 Reutlingen Tel. 0 71 21 5 15 30 - 0 Fax 0 71 21 5 15 30 - 16
Die durchgeführten Prüfungen beziehen sich nur auf die benannten Prüfgegenstände. Die Vervielfältigung und Weitergabe des Berichts ist nur in vollem Umfang erlaubt.
Bericht DAP P08F020 Rev 01 Reprocessing Study2 Seite 1 von 31
Report Project No. 56111
Investigation of Clinical Reprocessed Shavers
Client:
Firma SMP GmbH Waldhörnlestrasse 22 72072 Tübingen
13.December 2001
Investigation of Clinical Reprocessed Shavers
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Die durchgeführten Prüfungen beziehen sich nur auf die benannten Prüfgegenstände. Die Vervielfältigung und Weitergabe des Berichts ist nur in vollem Umfang erlaubt.
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Table of Contents
1. DOCUMENT OVERVIEW 4
2. SUMMARY 5
3. INTRODUCTION 7
4. MATERIAL AND METHODS 7
4.1. Scanning electron microscopy (SEM) 8
4.2. Photoelectron spectroscopy (XPS) 8
4.3. Samples 9
5. RESULTS 10
5.1. 26 00 TP 05 (Instrument No. 56111-SHAV-05-00) 10 5.1.1. Description of the specimens 10 5.1.2. LM-analyses 11 5.1.3. SEM-analyses 12
5.2. 26 00 TP 07 (Instrument No. 56111-SHAV-07-00) 13 5.2.1. Description of the specimens 13 5.2.2. LM-analyses 14 5.2.3. SEM-analyses 15 5.2.4. XPS-analyses 16
5.3. 26 00 TP 14 (Instrument No. 56111-SHAV-14-00) 17 5.3.1. Description of the specimens 17 5.3.2. LM-analyses 18 5.3.3. SEM-analyses 20 5.3.4. XPS-analyses 21
5.4. 26 00 TP 23 (Instrument No. 56111-SHAV-23-00) 22 5.4.1. Description of the specimens 22 5.4.2. LM-analyses 23 5.4.3. SEM-analyses 24 5.4.4. XPS-analyses 25
5.5. 26 00 TP 24 (Instrument No. 56111-SHAV-24-00) 26 5.5.1. Description of the specimens 26 5.5.2. LM-analyses 27 5.5.3. SEM-analyses 28
5.6. 26 00 TP 26 (Instrument No. 56111-SHAV-26-00) 29 5.6.1. Description of the specimens 29 5.6.2. LM-analyses 30 5.6.3. SEM-analyses 31
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1. Document Overview
Client: Firma SMP GmbH Waldhörnlestrasse 22 72072 Tübingen
Contact: Mr. Klaus Roth
Testing facility: NMI Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut an der Universität Tübingen Markwiesenstraße 55 D-72770 Reutlingen Telefon: (07121) 51530-11 Telefax: (07121) 51530-16 Internet: http://www.nmi.de
NMI Project No.: 56111
Title: Investigation of Clinical Reprocessed Shavers
Documentation: Material received on date: 26.09.2001 Test start: 04.11.2001 Test end: 12.12.2001 End Report date:13.12.2001
Guidelines for the testing facility: EN ISO 14630 EN 12006-3
Archivation: v:\...\56111_SMP_Ergebnisbericht.doc
Signatures:
Methodes responsibility (MD017 SEM/EDX, MD024 XPS):
Dipl.-Phys. W. Fr. Dreher / Dr. R. Reichl Project Management:
Dr. R. Reichl Quality assurance:
Dr. P. Beckmann
DAP-PL-3420.00
The DAP GmbH has accreditied the NMI under the No. DAP-PL-3420.00 according DIN EN ISO/IEC 17025 for the NMI- methods MD014, 015, 017, 019, 024, 025 und 033. All investigations of the NMI was fulfilled according internal quality assurance standards.
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2. Summary
6 reprocessed shavers have been investigated with light microscopy (LM), scanning electron microscopy (SEM) and 3 of them with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The investigation yieleded that due to the high number of revolutions of the inner tube the bearing regions are highly loaded showing strong inhomogeneous oxidation layers often combined with material defects and particles. Furthermore contamination was observed on some instruments. 56111-SHAV-05-00
Investigations Sample
LM SEM XPS Detected elements (>1%)
05-01
Particles
05-02
Oxidation layer Particles
Particles Grooves
05-03
Oxidation layer Contamination
Table 1: Results of LM investigations, SEM and XPS 56111-SHAV-07-00
Investigations Sample
LM SEM XPS Detected elements (>1%)
07-01
Smooth surface
07-02
Copper layer Copper layer Particles
Fe Cr O C N Si Na P Cu 1 2 28 54 2 2 4 1 6
07-03
No visible contamination
Table 2: Results of LM investigations, SEM and XPS 56111-SHAV-14-00
Investigations Sample
LM SEM XPS Detected elements (>1%)
14-01
Contamination
14-02-01
Contamination Polymer defects
Contamination Particles
Fe Cr O C N Si Na P Cu 17 77 1 5
14-02-02
Contamination
14-03
Contamination Particles
Table 3: Results of LM investigations, SEM and XPS 56111-SHAV-23-00
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Investigations Sample
LM SEM XPS Detected elements (>1%)
23-01
Contamination
23-02
Particles Material defects
Contamination Material defects
Fe Cr O C N Si Na P Cu 4 1 23 68 1 3
23-03
No visible contamination
Table 4: Results of LM investigations, SEM and XPS 56111-SHAV-24-00
Investigations Sample
LM SEM XPS Detected elements (>1%)
24-01
Particles
24-02
Particles Material defects
Particles Material defects
24-03
No visible contamination
Table 5: Results of LM investigations, SEM and XPS 56111-SHAV-26-00
Investigations Sample
LM SEM XPS Detected elements (>1%)
26-01
Scratches
26-02
Particles Material defects
Particles Material defects
26-03
No visible contamination
Table 6: Results of LM investigations, SEM and XPS
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3. Introduction
The study presented here examines the potential problems and risks of reprocessed instruments due to possible contamination and damage after clinical use and reprocessing. Contamination and damage have been to be located and analyzed visual and with surface- and microstructural analytical methods like light microscopy (LM), scanning electron microscopy (SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). 4. Material and Methods
The testing of the devices includes 1) Visual inspection and documentation of the device and package (if existing) without opening sterile
barrier 2) Visual inspection and documentation of device after removal from package (if existing) 3) Dividing devices into portions (specimens) 4) Investigation of special specimens by Light microscopy (LM) 5) Investigation of special specimens by Scanning electron microscopy (SEM) 6) Investigation of one specimen by Photoelectron spectroscopy (XPS), if necessary
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4.1. Scanning electron microscopy (SEM)
Using a scanning electron microscope the structure and topochemistry of a surface can be investigated. Scanning the surface with an electron beam the intensity of the generated secondary electrons determines the brightness of the pixel. This intensity is affected both by the orientation of the surface to the detector and the electronic work function of the secondary electrons and therefore the chemical composition of the investigated surface. Device: Cambridge S 90 Acceleration voltage: 10 / 25 kV Sputtering: Gold Observation angle: 45°
4.2. Photoelectron spectroscopy (XPS)
Monoenergetic soft X-rays produced in a X-ray source penetrate the surface of a solid and interact with the atoms in the surface region by the photoelectric effect. The emitted electrons provide quantitative data about the elemental composition of the surface in question and of the oxidation state of the identified elements. So the chemical composition and the chemical binding states of the identified elements can be determined. Apart from hydrogen and helium all elements are detectable. Due to the kinetic energy of the detected electrons in the range of 50 eV up to 1500 eV the technique has an information depth of only a few atomic layers. XPS is therefore very sensitive to parts of an atomic monolayer like invisible surface contamination. Device: VG ESCALAB 200 Irradiation: MgKα Diameter of area of measurement: ∅ 1 mm Depth of information: 1-10 nm Residual gas pressure: 10-10 mbar Sensitivity: appr. 1 atom%
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4.3. Samples
Instrument-No. Instrument
Comments
56111-SHAV-05-00 26 00 TP 05 Reprocessed and packaged
56111-SHAV-07-00 26 00 TP 07 Reprocessed and packaged
56111-SHAV-14-00 26 00 TP 14 Reprocessed and packaged
56111-SHAV-23-00 26 00 TP 23 Reprocessed
56111-SHAV-24-00 26 00 TP 24 Reprocessed
56111-SHAV-26-00 26 00 TP 26 Reprocessed and packaged
Table 7: Investigated devices, sorted by product code
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5. Results
5.1. 26 00 TP 05 (Instrument No. 56111-SHAV-05-00)
5.1.1. Description of the specimens
56111-Shav-05-01/02/03
56111-Shav-05-01 Outer tube, distal region
56111-Shav-05-02 Inner tube, distal region
56111-Shav-05-03 Inner tube, proximal region
0302
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5.1.2. LM-analyses
Fig. 1: 56111-SHAV-05-01
View: Outer tube, distal, inner surface Numerous small particles
Fig. 2: 56111-SHAV-05-02
View: Inner tube, distal, inner surface Strong inhomogeneous oxidation (interference colours) Numerous small particles
Fig. 3: Probe 56111-SHAV-05-03
View: Inner tube, proximal, outer surface Strong inhomogeneous oxidation (interference colours) Contamination layers
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5.1.3. SEM-analyses
Fig. 4: 56111-SHAV-05-02
View: Part of LM-Fig.2 Numerous small particles
Fig. 5: 56111-SHAV-05-02
View: Part of SEM-Fig. 4 Numerous small particles Deepenings and grooves
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5.2. 26 00 TP 07 (Instrument No. 56111-SHAV-07-00)
5.2.1. Description of the specimens
56111-Shav-07-01/02/03
56111-Shav-07-01 Outer tube, distal region
56111-Shav-07-02 Inner tube, distal region
56111-Shav-07-03 Inner tube, proximal region
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5.2.2. LM-analyses
Fig. 1: 56111-SHAV-07-01
View: Outer tube, distal, inner surface Very smooth surface
Fig. 2: 56111-SHAV-07-02
View: inner tube, distal, inner surface Copper layer from opposite part.
Fig. 3: 56111-SHAV-07-03
View: Inner tube, proximal, inner surface
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5.2.3. SEM-analyses
Fig. 4: 56111-SHAV-07-02
View: Part of LM-Fig. 2 Particles and presumable copper layers
Fig. 5: 56111-SHAV-07-02
View: Part of SEM-Fig. 4 Particles and presumable copper layers
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5.2.4. XPS-analyses
Specimen : Tube, inner surface IS, distal Specimen No. : 56111-SHAV-07-02 For quantification of the elements a homogeneous distribution of the elements was assumed. Hydrogen was not taken into account. The calculated concentrations of elements at the surface of the specimen are listed in the following table.
conc. [at%*] Sample
Fe Cr O C N Si Na P Cu
56111-Shav-07-02 Inner tube, IS, distal region
1 2 28 54 2 2 4 1 6
Table 8: Quantification of detected elements at the surface of the specimen
100%-calculation, homogeneous distribution and without consideration of hydrogen and helium. Detection range: All elements without H and He Detection limit: < 1 at% Information depth: 2-7 nm Accuracy of quantitative analysis: <± 30% from measured value without standard
<± 5% from measured value with standard The investigations of the element concentrations yield normal contamination concentrations corresponding to standard surfaces. Note the copper layer comming from the opposite copper part.
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5.3. 26 00 TP 14 (Instrument No. 56111-SHAV-14-00)
5.3.1. Description of the specimens
56111-Shav-14-01/02/03
56111-Shav-14-01 Outer tube, distal region
56111-Shav-14-02- -01, polymer ring, distal region -02; Inner tube, distal region
56111-Shav-14-03 Inner tube, proximal region
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5.3.2. LM-analyses
Fig. 1: 56111-SHAV-14-01
View: Outer tube, 20mm from tip, distal, inner surface Transparent layers on smooth surface
Fig. 2: 56111-SHAV-14-02-01
View: Outer tube, distal, inner surface Destroyed polymer surface and/or contamination
Fig. 3: 56111-SHAV-14-02-02
View: Outer tube, distal, inner surface Contamination layers
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Fig. 4: 56111-SHAV-14-02-02
View: Outer tube, distal, outer surface Contamination layers
Fig. 5: 56111-SHAV-14-03
View: Outer tube, distal, inner surface Local contamination and single particles
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5.3.3. SEM-analyses
Fig. 6: 56111-SHAV-14-02-02
View: Part of LM-Fig. 3 Contamination layers and big particle
Fig. 7: 56111-SHAV-14-02-02
View: Part of SEM-Fig. 7 Contamination layers and big particle
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5.3.4. XPS-analyses
Specimen : Tube, inner surface IS, distal Specimen No. : 56111-SHAV-14-02 For quantification of the elements a homogeneous distribution of the elements was assumed. Hydrogen was not taken into account. The calculated concentrations of elements at the surface of the specimen are listed in the following table.
Conc. [at%*] Sample
Fe Cr O C N Si Na P Cu
56111-Shav-14-02-02 Inner tube, IS, distal region
<1 (0.4)
<0,1 17 77 1 5 <0,1 <0,1 <0,1
Table 9: Quantification of detected elements at the surface of the specimen
100%-calculation, homogeneous distribution and without consideration of hydrogen and helium. Detection range: All elements without H and He Detection limit: < 1 at% Information depth: 2-7 nm Accuracy of quantitative analysis: <± 30% from measured value without standard
<± 5% from measured value with standard The investigations of the element concentrations yield normal contamination concentrations corresponding to standard surfaces.
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5.4. 26 00 TP 23 (Instrument No. 56111-SHAV-23-00)
5.4.1. Description of the specimens
56111-Shav-23-01/02/03
56111-Shav-23-01 Outer tube, distal region
56111-Shav-23-02 Inner tube, distal region
56111-Shav-23-03 Inner tube, proximal region
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5.4.2. LM-analyses
Fig. 1: 56111-SHAV-23-01
View: Outer tube, distal, inner surface Contamination on surface
Fig. 2: 56111-SHAV-23-02
View: Inner tube, distal, inner surface Numerous particles Layer, defects and fissures in the region of the weld seam
Fig. 3: 56111-SHAV-23-03
View: Inner tube, proximal, inner surface
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5.4.3. SEM-analyses
Fig. 4: 56111-SHAV-23-02
View: Part of LM-Fig. 2 Numerous small particles Layer, defects and fissures in the region of the weld seam
Fig. 5: 56111-SHAV-23-02
View: Part of LM-Fig. 4 Numerous small particles Layer, defects and fissures in the region of the weld seam
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5.4.4. XPS-analyses
Specimen : Tube, inner surface IS, distal Specimen No. : 56111-SHAV-23-02 For quantification of the elements a homogeneous distribution of the elements was assumed. Hydrogen was not taken into account. The calculated concentrations of elements at the surface of the specimen are listed in the following table.
Conc. [at%*] Sample
Fe Cr O C N Si Na P Cu
56111-Shav-23-02 Inner tube, IS, distal region
4 1 23 68 1 3 <0,1 <0,1 <0,1
Table 10: Quantification of detected elements at the surface of the specimen
100%-calculation, homogeneous distribution and without consideration of hydrogen and helium. Detection range: All elements without H and He Detection limit: < 1 at% Information depth: 2-7 nm Accuracy of quantitative analysis: <± 30% from measured value without standard
<± 5% from measured value with standard The investigations of the element concentrations yield normal contamination concentrations corresponding to standard surfaces.
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5.5. 26 00 TP 24 (Instrument No. 56111-SHAV-24-00)
5.5.1. Description of the specimens
56111-Shav-24-01/02/03
56111-Shav-24-01 Outer tube, distal region
56111-Shav-24-02 Inner tube, distal region
56111-Shav-24-03 Inner tube, proximal region
02 03
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5.5.2. LM-analyses
Fig. 1: 56111-SHAV-24-01
View: Outer tube, distal, inner surface Single particles
Fig. 2: 56111-SHAV-24-02
View: Inner tube, distal, inner surface Numerous particles especially in the round tip
Layer, defects and fissures in the region of the weld seam Rough surface structure with local big deepenings(SEM-Fig.4+5)
Fig. 3: 56111-SHAV-24-03
View: Inner tube, proximal, inner surface
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5.5.3. SEM-analyses
Fig. 4: 56111-SHAV-24-02
View: Part of LM-Fig. 2 Small particles Layer, structure defects, holes
Fig. 5: 56111-SHAV-24-02
View: Part of SEM-Fig. 4 Small particles Layer, structure defects, holes
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5.6. 26 00 TP 26 (Instrument No. 56111-SHAV-26-00)
5.6.1. Description of the specimens
56111-Shav-26-01/02/03
56111-Shav-26-01 Outer tube, distal region
56111-Shav-26-02 Inner tube, distal region
56111-Shav-26-03 Inner tube, proximal region
02 03
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5.6.2. LM-analyses
Fig. 1: 56111-SHAV-26-01
View: Outer tube, distal, inner surface Scratches in radial direction
Fig. 2: 56111-SHAV-26-02
View: Inner tube, distal, inner surface Numerous particles
Layer, defects and fissures in the region of the weld seam
Fig. 3: 56111-SHAV-26-03
View: Inner tube, proximal, inner surface
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Reprocessing Study2 Seite 31 von 31
5.6.3. SEM-analyses
Fig. 4: 56111-SHAV-26-02
View: Part of LM-Fig. 2 Numerous particles Layer, defects and fissures in the region of the weld seam. Surface with deepenings and grooves.
Fig. 5: 56111-SHAV-26-02
View: Part of SEM-Fig. 4 Numerous particles Layer, defects and fissures in the region of the weld seam. Surface with deepenings and grooves.