医療用プラスチックは、薬品や人体と接触するものであるため、化学的安定性と生物学的安全性が基本的に求められます。プラスチック材料中の成分は薬液や人体に沈殿することがなく、組織や器官に毒性や損傷を引き起こさず、人体には無毒で無害です。医療用プラスチックの生物学的安全性を確保するために、通常市場で販売されている医療用プラスチックは医療当局の認証と試験に合格しており、どのブランドが医療グレードであるかがユーザーに明確に通知されています。
一般的に使用される医療用プラスチック材料は、ポリエチレン (PE)、ポリプロピレン (PP)、ポリ塩化ビニル (PVC)、ポリアミド (PA)、ポリテトラフルオロエチレン (PTFE)、ポリカーボネート (PC)、ポリスチレン (PS)、ポリエーテルエーテルケトン (PEEK) などです。 PVC と PE が最大量を占め、それぞれ 28% と 24% を占めます。PS は 18% を占めます。PPは16%を占めます。エンジニアリングプラスチックは14％を占めます。
医療現場でよく使われるプラスチックを紹介します。
1. ポリエチレン（PE、ポリエチレン）
特徴: 化学的安定性が高く、生体適合性が良好ですが、接着は容易ではありません。
PEは汎用プラスチックの中で最も生産量が多いプラスチックです。優れた加工性能、低コスト、無毒、無味、良好な生体適合性という利点があります。
PEには主に低密度ポリエチレン（LDPE）、高密度ポリエチレン（HDPE）、超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）などが含まれます。UHMWPE（超高分子量ポリエチレン）は、高い耐衝撃性、強力な耐摩耗性（プラスチックの王冠）、小さな摩擦係数、生物学的不活性および優れたエネルギー吸収特性を備えた特殊なエンジニアリングプラスチックです。耐薬品性は PTFE に匹敵します。
一般的な特性には、高い機械的強度、延性、融点が含まれます。密度ポリエチレンの融点は1200℃～1800℃、低密度ポリエチレンの融点は1200℃～1800℃です。ポリエチレンは、その費用対効果、耐衝撃性、耐食性、および頻繁な滅菌サイクルによる強力な構造的完全性により、最高の医療グレードのプラスチックです。生物学的に不活性で体内で分解されないため
低密度ポリエチレン (LDPE) 用途: 医療用包装および IV 容器。
高密度ポリエチレン (HDPE) の用途: 人工尿道、人工肺、人工気管、人工喉頭、人工腎臓、人工骨、整形外科用修復材料。
超高分子量ポリエチレン（UHMWPE） 用途：人工肺、人工関節など。
2. ポリ塩化ビニル（PVC、ポリ塩化ビニル）
特徴：低コスト、幅広い応用範囲、加工が容易、耐薬品性は良好ですが、熱安定性は劣ります。
PVC樹脂粉末は白または淡黄色の粉末で、純粋なPVCはアタクチックで硬くて脆いため、ほとんど使用されません。さまざまな目的に応じて、さまざまな添加剤を添加して、PVC プラスチック部品にさまざまな物理的および機械的特性を示すことができます。塩ビ樹脂に可塑剤を適量添加することで、硬質、軟質、透明などさまざまな製品を作ることができます。
医療用プラスチックの製造に使用される PVC の 2 つの一般的な形式は、軟質 PVC と硬質 PVC です。硬質PVCは、可塑剤を含まないか、または少量の可塑剤を含み、優れた引張、曲げ、圧縮、耐衝撃特性を備えており、単独で構造材料として使用できます。軟質PVCは可塑剤を多く含むと、柔らかさ、破断伸び、耐寒性が向上しますが、脆さ、硬度、引張強さは低下します。純粋な PVC の密度は 1.4g/cm3 で、可塑剤と充填剤を含む PVC プラスチック部品の密度は通常 1.15 ～ 2.00g/cm3 の範囲にあります。
不完全な推定によると、医療用プラスチック製品の約 25% が PVC です。主な理由は、樹脂が低コストであること、応用範囲が広いこと、加工が容易であることです。医療用途向けの PVC 製品には、血液透析チューブ、呼吸マスク、酸素チューブ、心臓カテーテル、補綴材料、血液バッグ、人工腹膜などが含まれます。
3. ポリプロピレン（PP、ポリプロピレン）
特徴：無毒、無味、優れた機械的特性、化学的安定性、耐熱性。絶縁性が良く、吸水性が低く、耐溶剤性、耐油性、耐弱酸性、耐弱アルカリ性が良く、成形性が良く、環境ストレスクラックの問題がありません。PPは優れた性能を備えた熱可塑性プラスチックです。比重が小さい（0.9g/cm3）、加工が容易、耐衝撃性、耐屈曲性、高融点（約1710℃）などの利点を持っています。日常生活での応用範囲が広く、ppの成形収縮率が大きく、厚い製品の製造では欠陥が発生しやすくなります。表面は不活性なので、印刷や接着が困難です。押出成形、射出成形、溶接、発泡、熱成形、機械加工が可能です。
医療用PPは透明性が高く、バリア性や耐放射線性に優れているため、医療機器や包装業界で広く使用されています。PPを主体とした非塩ビ素材は、現在広く使用されている塩ビ素材の代替品です。
用途：使い捨て注射器、コネクター、透明プラスチックカバー、ストロー、静脈栄養包装、透析フィルム。
その他の産業には、織布袋、フィルム、ターンオーバーボックス、電線シールド材、玩具、車のバンパー、繊維、洗濯機などが含まれます。
4. ポリスチレン（PS、ポリスチレン）とクレシン
特徴：低コスト、低密度、透明、寸法安定性、耐放射線性（滅菌）。
PSは、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンに次ぐプラスチックの品種です。通常、単一成分のプラスチックとして加工および適用されます。軽さ、透明性、染色の容易さ、成形性の良さが主な特徴です。電気部品、光学機器、文化・教育用品。組織は硬くて脆く、熱膨張係数が高いため、工学分野での用途は限られています。ここ数十年で、ポリスチレンの欠点をある程度克服するために、変性ポリスチレンおよびスチレンベースのコポリマーが開発されてきました。Kレジンもその一つです。
クレシンはスチレンとブタジエンの共重合によって形成されます。透明、無臭、無毒の非晶質ポリマーで、密度は約1.01g/cm3（PS、ASより低い）で、PSより耐衝撃性に優れています。、透明性（80-90％）が良好、熱変形温度は77℃、K材に含まれるブタジエンの量、K材は流動性が良く、加工温度範囲が広いため、硬度も異なります。そのため、処理パフォーマンスが優れています。
結晶性ポリスチレンの用途: 実験器具、ペトリ皿および組織培養皿、呼吸器および吸引ジャー。
高耐衝撃性ポリスチレンの用途: カテーテル トレイ、心臓ポンプ、硬膜トレイ、呼吸装置、吸盤。
日常生活における主な用途には、カップ、蓋、ボトル、化粧品包装、ハンガー、おもちゃ、PVC代替製品、食品包装、医療包装用品などが含まれます。
5. アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ABS、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）
特徴：硬く、耐衝撃性、耐傷性、寸法安定性などが強く、防湿性、耐食性があり、加工が容易で、光透過性が良好です。ABS の医療用途は、主に手術器具、ローラー クリップ、プラスチック針、工具箱、診断装置、補聴器のハウジング、特に一部の大型医療機器のハウジングとして使用されます。
6. ポリカーボネート（PC、ポリカーボネート）
特長：靭性、強度、剛性が高く、耐熱蒸気滅菌が可能で、透明性が高い。応力亀裂が発生しやすい射出成形、溶接、その他の成形プロセスに適しています。
これらの特性により、PC は血液透析フィルター、手術器具のハンドル、酸素タンクとして好まれます (心臓外科手術の際、この器具は血液中の二酸化炭素を除去し、酸素を増加させることができます)。
PC の医療用途には、無針注射システム、灌流器具、さまざまなハウジング、コネクタ、手術器具のハンドル、酸素タンク、血液遠心分離機のボウル、ピストンも含まれます。その高い透明性を活かして、通常の近視メガネはPC製となっています。
7. ポリテトラフルオロエチレン（PTFE、ポリテトラフルオロエチレン）
特徴：結晶性が高く、耐熱性が良く、化学的安定性が高く、強酸や強アルカリ、各種有機溶剤の影響を受けません。生体適合性や血液適合性に優れ、体内に埋め込んだ場合でも人体の生理機能に損傷を与えず、副作用もなく、高温滅菌も可能であり、医療分野での使用に適しています。
PTFE 樹脂はワックスのような外観を持つ白い粉末で、滑らかでベタつきがなく、最も重要なプラスチックです。PTFEは通常の熱可塑性樹脂にはない優れた性能を有しており、「プラスチックの王様」と呼ばれています。プラスチックの中で最も摩擦係数が低く、生体適合性に優れているため、人体に直接埋め込む人工血管などの材料として使用されます。
用途：各種人工気管、食道、胆管、尿道、人工腹膜、脳硬膜、人工皮膚、人工骨など。
8. ポリエーテルエーテルケトン（PEEK、ポリエーテルエーテルケトン）
特長：耐熱性、耐摩耗性、耐疲労性、耐放射線性、耐食性、耐加水分解性、軽量、自己潤滑性、加工性良好。繰り返しのオートクレーブ滅菌にも耐えられます。
用途: 外科用および歯科用器具の金属の代替、および人工骨の製造におけるチタン合金の代替として使用できます。
(金属器具は、低侵襲外科の臨床手術中に画像アーチファクトを引き起こしたり、医師の手術視野に影響を与えたりする可能性があります。PEEK はステンレス鋼と同じくらい硬いですが、アーチファクトは生成しません。)
9.ポリアミド（PAポリアミド）通称ナイロン、（ナイロン）
特長：柔軟性、耐屈曲性、高靭性で壊れにくい、耐薬品タブレット性、耐摩耗性を備えています。有害物質を放出しないため、皮膚や組織の炎症を引き起こしません。
用途：ホース、コネクタ、アダプター、ピストン。
10. 熱可塑性ポリウレタン (TPU)
特徴: 優れた透明性、高い強度と引き裂き性能、耐薬品性、耐摩耗性を備えています。幅広い硬度、滑らかな表面、抗カビ性および微生物性、高い耐水性を備えています。
用途：医療用カテーテル、酸素マスク、人工心臓、薬剤放出装置、IVコネクタ、血圧計用ゴムパウチ、皮外投与用創傷被覆材。
投稿日時: 2023 年 12 月 9 日