Podstawowe wymagania stawiane tworzywom medycznym to stabilność chemiczna i bezpieczeństwo biologiczne, ponieważ będą one miały kontakt z lekami lub organizmem człowieka.Składniki tworzywa sztucznego nie mogą wytrącić się do płynnego leku ani do organizmu ludzkiego, nie powodują toksyczności ani uszkodzenia tkanek i narządów, są nietoksyczne i nieszkodliwe dla organizmu ludzkiego.Aby zapewnić bezpieczeństwo biologiczne tworzyw medycznych, tworzywa medyczne zwykle sprzedawane na rynku przeszły certyfikację i badania organów medycznych, a użytkownicy są wyraźnie poinformowani, które marki są klasy medycznej.
Powszechnie stosowanymi medycznymi tworzywami sztucznymi są polietylen (PE), polipropylen (PP), polichlorek winylu (PVC), poliamid (PA), politetrafluoroetylen (PTFE), poliwęglan (PC), polistyren (PS), polieteroeteroketon (PEEK) itp., Największą ilość stanowią PCV i PE, odpowiednio 28% i 24%;PS stanowi 18%;PP stanowi 16%;tworzywa konstrukcyjne stanowią 14%.
Poniżej przedstawiono tworzywa sztuczne powszechnie stosowane w leczeniu.
1. Polietylen (PE, polietylen)
Cechy: Wysoka stabilność chemiczna, dobra biokompatybilność, ale niełatwe do wiązania.
PE to tworzywo sztuczne ogólnego przeznaczenia o największej wydajności.Ma zalety dobrej wydajności przetwarzania, niskiego kosztu, nietoksycznego i bez smaku oraz dobrej biokompatybilności.
PE obejmuje głównie polietylen o małej gęstości (LDPE), polietylen o dużej gęstości (HDPE) i polietylen o ultrawysokiej masie cząsteczkowej (UHMWPE) oraz inne odmiany.UHMWPE (polietylen o ultrawysokiej masie cząsteczkowej) to specjalne tworzywo konstrukcyjne o wysokiej odporności na uderzenia, dużej odporności na zużycie (korona tworzyw sztucznych), małym współczynniku tarcia, obojętności biologicznej i dobrych właściwościach pochłaniania energii.Jego odporność chemiczną można porównać z porównywalną z PTFE.
Ogólne właściwości obejmują wysoką wytrzymałość mechaniczną, ciągliwość i temperaturę topnienia.Polietylen gęstości ma temperaturę topnienia od 1200°C do 1800°C, natomiast polietylen o małej gęstości ma temperaturę topnienia od 1200°C do 1800°C.Polietylen to najwyższej jakości tworzywo sztuczne klasy medycznej ze względu na jego opłacalność, odporność na uderzenia, odporność na korozję i dużą integralność strukturalną dzięki częstym cyklom sterylizacji.Ze względu na to, że jest biologicznie obojętny i nie ulega rozkładowi w organizmie
Polietylen o małej gęstości (LDPE) Zastosowania: Opakowania medyczne i pojemniki IV.
Polietylen o dużej gęstości (HDPE) ma zastosowanie: sztuczna cewka moczowa, sztuczne płuca, sztuczna tchawica, sztuczna krtań, sztuczna nerka, sztuczna kość, materiały do napraw ortopedycznych.
Polietylen o ultrawysokiej masie cząsteczkowej (UHMWPE) Zastosowanie: sztuczne płuca, sztuczne stawy itp.
2. Polichlorek winylu (PVC, polichlorek winylu)
Cechy: niski koszt, szeroki zakres zastosowań, łatwa obróbka, dobra odporność chemiczna, ale słaba stabilność termiczna.
Proszek żywicy PVC jest proszkiem białym lub jasnożółtym, czysty PVC jest ataktyczny, twardy i kruchy, rzadko używany.W zależności od różnych celów można dodać różne dodatki, aby części z tworzyw sztucznych z PVC wykazywały różne właściwości fizyczne i mechaniczne.Dodanie odpowiedniej ilości plastyfikatora do żywicy PVC pozwala uzyskać różnorodne twarde, miękkie i przezroczyste produkty.
Dwie ogólne formy PVC stosowane w produkcji medycznych tworzyw sztucznych to elastyczny PVC i sztywny PVC.Sztywny PVC nie zawiera lub zawiera niewielką ilość plastyfikatora, ma dobre właściwości na rozciąganie, zginanie, ściskanie i udarność i może być stosowany samodzielnie jako materiał konstrukcyjny.Miękkie PCV zawiera więcej plastyfikatorów, zwiększa się jego miękkość, wydłużenie przy zerwaniu i odporność na zimno, ale zmniejsza się jego kruchość, twardość i wytrzymałość na rozciąganie.Gęstość czystego PVC wynosi 1,4 g/cm3, a gęstość części z tworzyw sztucznych PVC z plastyfikatorami i wypełniaczami zazwyczaj mieści się w zakresie 1,15 ~ 2,00 g/cm3.
Według niepełnych szacunków, około 25% medycznych wyrobów z tworzyw sztucznych to PCV.Głównie ze względu na niski koszt żywicy, szeroki zakres zastosowań i łatwość obróbki.Produkty z PVC do zastosowań medycznych obejmują: rurki do hemodializy, maski oddechowe, rurki tlenowe, cewniki sercowe, materiały protetyczne, worki na krew, sztuczną otrzewną itp.
3. Polipropylen (PP, polipropylen)
Cechy: nietoksyczny, bez smaku, dobre właściwości mechaniczne, stabilność chemiczna i odporność na ciepło.Dobra izolacja, niska absorpcja wody, dobra odporność na rozpuszczalniki, olejoodporność, słaba odporność na kwasy, słaba odporność na alkalia, dobre formowanie, brak problemów z pękaniem pod wpływem naprężeń środowiskowych.PP jest tworzywem termoplastycznym o doskonałych parametrach.Ma zalety małego ciężaru właściwego (0,9 g/cm3), łatwej obróbki, odporności na uderzenia, odporności na zginanie i wysokiej temperatury topnienia (około 1710 ° C).Ma szeroki zakres zastosowań w życiu codziennym, stopień skurczu przy formowaniu pp jest duży, a produkcja grubszych produktów jest podatna na wady.Powierzchnia jest obojętna i trudna do zadrukowania i klejenia.Może być wytłaczany, formowany wtryskowo, spawany, spieniany, termoformowany, obrabiany maszynowo.
Medyczny PP ma wysoką przezroczystość, dobrą barierę i odporność na promieniowanie, dzięki czemu jest szeroko stosowany w sprzęcie medycznym i przemyśle opakowaniowym.Materiał inny niż PVC, którego głównym korpusem jest PP, jest substytutem szeroko stosowanego obecnie materiału PVC.
Zastosowanie: Jednorazowe strzykawki, łączniki, przezroczyste plastikowe osłony, słomki, opakowania do żywienia pozajelitowego, folie do dializ.
Inne gałęzie przemysłu obejmują torby tkane, folie, pudełka obrotowe, materiały do ekranowania drutu, zabawki, zderzaki samochodowe, włókna, pralki itp.
4. Polistyren (PS, styropian) i Kresin
Cechy: niski koszt, niska gęstość, przezroczystość, stabilność wymiarowa, odporność na promieniowanie (sterylizacja).
PS to odmiana plastiku, ustępująca jedynie polichlorkowi winylu i polietylenowi.Zwykle jest przetwarzany i nakładany jako tworzywo jednoskładnikowe.Jego głównymi cechami są lekkość, przezroczystość, łatwe barwienie i dobra wydajność formowania.Części elektryczne, przyrządy optyczne oraz artykuły kulturalne i edukacyjne.Tekstura jest twarda i krucha oraz ma wysoki współczynnik rozszerzalności cieplnej, co ogranicza jego zastosowanie w inżynierii.W ostatnich dziesięcioleciach opracowano modyfikowany polistyren i kopolimery na bazie styrenu, aby w pewnym stopniu przezwyciężyć wady polistyrenu.Żywica K jest jednym z nich.
Krezyna powstaje w wyniku kopolimeryzacji styrenu i butadienu.Jest to polimer amorficzny, przezroczysty, bezwonny, nietoksyczny, o gęstości około 1,01g/cm3 (niższej niż PS i AS) i wyższej udarności niż PS., przezroczystość (80-90%) jest dobra, temperatura odkształcenia cieplnego wynosi 77 ℃, ile butadienu zawiera materiał K, a jego twardość też jest inna, ponieważ materiał K ma dobrą płynność i szeroki zakres temperatur przetwarzania, więc jest to dobra wydajność przetwarzania.
Krystaliczny polistyren Zastosowania: sprzęt laboratoryjny, szalki Petriego i tkanki do hodowli tkankowych, sprzęt do oddychania i słoiki do odsysania.
Polistyren wysokoudarowy Zastosowanie: Tace na cewniki, pompy sercowe, tace opony twardej, sprzęt oddechowy i przyssawki.
Główne zastosowania w życiu codziennym obejmują kubki, pokrywki, butelki, opakowania kosmetyczne, wieszaki, zabawki, produkty zastępcze z PVC, opakowania do żywności i opakowania medyczne itp.
5. Kopolimery akrylonitryl-butadien-styren (ABS, kopolimery akrylonitryl-butadien-styren)
Cechy: Twardy, o dużej odporności na uderzenia, zarysowania, stabilność wymiarowa itp., Odporny na wilgoć, odporny na korozję, łatwy w obróbce i dobrej przepuszczalności światła.ABS ma zastosowanie medyczne głównie jako narzędzia chirurgiczne, zaciski rolkowe, plastikowe igły, skrzynki narzędziowe, urządzenia diagnostyczne i obudowy aparatów słuchowych, zwłaszcza obudowy niektórych dużych urządzeń medycznych.
6. Poliwęglan (PC, poliwęglan)
Cechy: Dobra wytrzymałość, wytrzymałość, sztywność i odporna na ciepło sterylizacja parowa, wysoka przezroczystość.Nadaje się do formowania wtryskowego, spawania i innych procesów formowania, podatny na pękanie naprężeniowe.
Te cechy sprawiają, że PC są preferowane jako filtry do hemodializy, uchwyty narzędzi chirurgicznych i zbiorniki tlenu (podczas chirurgicznej chirurgii serca instrument ten może usuwać dwutlenek węgla z krwi i zwiększać ilość tlenu);
Medyczne zastosowania komputerów PC obejmują również bezigłowe systemy wstrzykiwania, instrumenty perfuzyjne, różne obudowy, złącza, uchwyty narzędzi chirurgicznych, zbiorniki z tlenem, misy wirówek do krwi i tłoki.Wykorzystując wysoką przezroczystość, zwykłe okulary dla krótkowzroczności są wykonane z PC.
7. Politetrafluoroetylen (PTFE, politetrafluoroetylen)
Cechy: wysoka krystaliczność, dobra odporność na ciepło, wysoka stabilność chemiczna, mocny kwas i zasady oraz różne rozpuszczalniki organiczne nie mają na to wpływu.Ma dobrą biokompatybilność i zdolność adaptacji do krwi, nie powoduje uszkodzeń fizjologii człowieka, nie powoduje działań niepożądanych po wszczepieniu do organizmu, może być sterylizowany w wysokiej temperaturze i nadaje się do stosowania w medycynie.
Żywica PTFE to biały proszek o woskowym wyglądzie, gładki i nieklejący się, będący najważniejszym tworzywem sztucznym.PTFE ma doskonałe właściwości użytkowe, nieporównywalne ze zwykłymi tworzywami termoplastycznymi, dlatego nazywany jest „królem tworzyw sztucznych”.Ze względu na najniższy współczynnik tarcia wśród tworzyw sztucznych i dobrą biokompatybilność, można z niego wytwarzać sztuczne naczynia krwionośne i inne urządzenia wszczepiane bezpośrednio w organizm człowieka.
Zastosowania: wszelkiego rodzaju sztuczna tchawica, przełyk, przewód żółciowy, cewka moczowa, sztuczna otrzewna, opona twarda mózgu, sztuczna skóra, sztuczna kość itp.
8. Polieteroeteroketon (PEEK, polieteroeteroketon)
Cechy: odporność na ciepło, odporność na zużycie, odporność na zmęczenie, odporność na promieniowanie, odporność na korozję, odporność na hydrolizę, niewielka waga, dobre samosmarowanie i dobra wydajność przetwarzania.Wytrzymuje wielokrotne autoklawowanie.
Zastosowania: Może zastąpić metale w instrumentach chirurgicznych i dentystycznych oraz stopy tytanu w produkcji sztucznych kości.
(Instrumenty metalowe mogą powodować artefakty na obrazie lub wpływać na pole widzenia lekarza podczas operacji klinicznych z zakresu chirurgii małoinwazyjnej. PEEK jest tak wytrzymały jak stal nierdzewna, ale nie powoduje powstawania artefaktów.)
9. Poliamid (PA Poliamid) powszechnie znany jako nylon (Nylon)
Cechy: Ma elastyczność, odporność na zginanie, wysoką wytrzymałość i nie jest łatwy do złamania, odporność na tabletki chemiczne i odporność na ścieranie.Nie wydziela żadnych szkodliwych substancji, dzięki czemu nie powoduje stanów zapalnych skóry i tkanek.
Zastosowanie: węże, złącza, adaptery, tłoki.
10. Termoplastyczny poliuretan (TPU)
Cechy: Ma dobrą przezroczystość, wysoką wytrzymałość i odporność na rozdarcie, odporność chemiczną i odporność na ścieranie;szeroki zakres twardości, gładka powierzchnia, działanie przeciwgrzybiczne i mikroorganizmów oraz wysoka wodoodporność.
Zastosowanie: cewniki medyczne, maski tlenowe, sztuczne serca, sprzęt do uwalniania leków, łączniki dożylne, woreczki gumowe do ciśnieniomierzy, opatrunki na rany do podawania pozaskórnego.
Czas publikacji: 09 grudnia 2023 r