Основными требованиями к медицинским пластикам являются химическая стабильность и биологическая безопасность, поскольку они будут контактировать с лекарствами или организмом человека.Компоненты пластикового материала не могут осаждаться в жидкое лекарство или организм человека, не вызывают токсичности и повреждения тканей и органов, нетоксичны и безвредны для организма человека.Чтобы обеспечить биологическую безопасность медицинских пластиков, медицинские пластики, которые обычно продаются на рынке, прошли сертификацию и тестирование медицинских органов, и пользователи четко информируются о том, какие марки являются медицинскими.
Обычно используемыми медицинскими пластиковыми материалами являются полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), поливинилхлорид (ПВХ), полиамид (ПА), политетрафторэтилен (ПТФЭ), поликарбонат (ПК), полистирол (ПС), полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) и т. д. Наибольшее количество приходится на ПВХ и ПЭ – 28% и 24% соответственно;ПС составляет 18%;ПП составляет 16%;инженерные пластмассы составляют 14%.
Ниже представлены пластмассы, обычно используемые в медицине.
1. Полиэтилен (ПЭ, Полиэтилен)
Особенности: Высокая химическая стабильность, хорошая биосовместимость, но не легко склеивается.
PE — это пластик общего назначения с наибольшим объемом производства.Его преимущества заключаются в хорошей производительности обработки, низкой стоимости, нетоксичности и безвкусности, а также хорошей биосовместимости.
ПЭ в основном включает в себя полиэтилен низкой плотности (ПЭВД), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (СВМПЭ) и другие разновидности.СВМПЭ (полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы) – это специальный инженерный пластик, обладающий высокой ударопрочностью, высокой износостойкостью (коронка пластика), малым коэффициентом трения, биологической инертностью и хорошими энергопоглощающими характеристиками.Его химическую стойкость можно сравнить с ПТФЭ.
Общие свойства включают высокую механическую прочность, пластичность и температуру плавления.Полиэтилен плотности имеет температуру плавления от 1200°C до 1800°C, тогда как полиэтилен низкой плотности имеет температуру плавления от 1200°C до 1800°C.Полиэтилен является лучшим пластиком медицинского назначения благодаря своей экономичности, ударопрочности, коррозионной стойкости и прочной структурной целостности благодаря частым циклам стерилизации.Благодаря своей биологической инертности и неразлагаемости в организме.
Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) Применение: медицинская упаковка и контейнеры для внутривенного вливания.
Полиэтилен высокой плотности (HDPE) используется: искусственная уретра, искусственное легкое, искусственная трахея, искусственная гортань, искусственная почка, искусственная кость, материалы для ортопедического ремонта.
Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (СВМПЭ). Применение: искусственные легкие, искусственные суставы и т. д.
2. Поливинилхлорид (ПВХ, Поливинилхлорид)
Особенности: низкая стоимость, широкий спектр применения, простота обработки, хорошая химическая стойкость, но плохая термическая стабильность.
Порошок смолы ПВХ представляет собой белый или светло-желтый порошок, чистый ПВХ атактический, твердый и хрупкий, используется редко.В зависимости от целей можно добавлять разные добавки, чтобы детали из ПВХ имели разные физические и механические свойства.Добавление соответствующего количества пластификатора в смолу ПВХ позволяет получить различные твердые, мягкие и прозрачные изделия.
Двумя основными формами ПВХ, используемыми в производстве медицинских пластмасс, являются гибкий ПВХ и жесткий ПВХ.Жесткий ПВХ не содержит или содержит небольшое количество пластификатора, обладает хорошими свойствами прочности на растяжение, изгиб, сжатие и удар и может использоваться только в качестве конструкционного материала.Мягкий ПВХ содержит больше пластификаторов, увеличивается его мягкость, удлинение при разрыве и морозостойкость, но снижаются хрупкость, твердость и прочность на разрыв.Плотность чистого ПВХ составляет 1,4 г/см3, а плотность пластиковых деталей из ПВХ с пластификаторами и наполнителями обычно находится в диапазоне 1,15–2,00 г/см3.
По неполным оценкам, около 25% изделий из медицинского пластика – это ПВХ.Главным образом из-за низкой стоимости смолы, широкого спектра применения и простоты обработки.К изделиям из ПВХ для медицинского применения относятся: трубки для гемодиализа, дыхательные маски, кислородные трубки, сердечные катетеры, протезные материалы, пакеты для крови, искусственная брюшина и т. д.
3. Полипропилен (ПП, полипропилен)
Особенности: нетоксичный, безвкусный, хорошие механические свойства, химическая стабильность и термостойкость.Хорошая изоляция, низкое водопоглощение, хорошая стойкость к растворителям, маслостойкость, устойчивость к слабым кислотам, устойчивость к слабым щелочам, хорошее формование, отсутствие проблем с растрескиванием под воздействием окружающей среды.ПП — термопласт с отличными характеристиками.Его преимущества заключаются в небольшом удельном весе (0,9 г/см3), простоте обработки, ударопрочности, устойчивости к изгибу и высокой температуре плавления (около 1710°С).Он имеет широкий спектр применения в повседневной жизни, степень усадки полипропилена при формовании велика, а производство более толстых изделий подвержено дефектам.Поверхность инертна, ее трудно печатать и склеивать.Может подвергаться экструдированию, литью под давлением, сварке, вспениванию, термоформованию, механической обработке.
Медицинский полипропилен обладает высокой прозрачностью, хорошей барьерной и радиационной стойкостью, что делает его широко используемым в медицинском оборудовании и упаковочной промышленности.Материал, не содержащий ПВХ, в основе которого лежит ПП, является заменой широко используемого в настоящее время материала ПВХ.
Применение: одноразовые шприцы, коннекторы, прозрачные пластиковые чехлы, соломинки, упаковка для парентерального питания, пленки для диализа.
Другие отрасли включают тканые мешки, пленки, упаковочные коробки, материалы для защиты проводов, игрушки, автомобильные бамперы, волокна, стиральные машины и т. д.
4. Полистирол (ПС, Полистирол) и Кресин.
Особенности: низкая стоимость, малая плотность, прозрачность, стабильность размеров, радиационная стойкость (стерилизация).
ПС – разновидность пластика, уступающая только поливинилхлориду и полиэтилену.Обычно его обрабатывают и наносят как однокомпонентный пластик.Его основными особенностями являются легкий вес, прозрачность, легкость окрашивания и хорошие характеристики формования.Электрические детали, оптические приборы и культурно-образовательные принадлежности.Текстура твердая и хрупкая, имеет высокий коэффициент теплового расширения, что ограничивает ее применение в технике.В последние десятилетия были разработаны модифицированный полистирол и сополимеры на его основе, позволяющие в определенной степени преодолеть недостатки полистирола.К-смола – одна из них.
Крезин образуется в результате сополимеризации стирола и бутадиена.Это аморфный полимер, прозрачный, без запаха, нетоксичный, плотностью около 1,01 г/см3 (ниже, чем ПС и АС), и более высокой ударопрочностью, чем ПС., прозрачность (80-90%) хорошая, температура теплового искажения 77 ℃, сколько бутадиена содержится в материале К, а его твердость также различна, поскольку материал К имеет хорошую текучесть и широкий диапазон температур обработки, так что это хорошая производительность обработки.
Кристаллический полистирол. Применение: лабораторная посуда, чашки Петри и тканевых культур, дыхательное оборудование и банки для отсасывания.
Ударопрочный полистирол. Применение: катетерные лотки, сердечные насосы, дурацкие лотки, респираторное оборудование и присоски.
Основные виды использования в повседневной жизни включают чашки, крышки, бутылки, косметическую упаковку, вешалки, игрушки, изделия-заменители ПВХ, упаковку для пищевых продуктов и медицинскую упаковку и т. д.
5. Сополимеры акрилонитрил-бутадиен-стирола (АБС, Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymers)
Особенности: Твердый, с высокой ударопрочностью, устойчивостью к царапинам, стабильностью размеров и т. д., влагостойкий, устойчивый к коррозии, простой в обработке и хорошей светопроницаемости.Медицинское применение ABS в основном используется в качестве хирургических инструментов, роликовых зажимов, пластиковых игл, ящиков для инструментов, диагностических устройств и корпусов слуховых аппаратов, особенно корпусов некоторого крупного медицинского оборудования.
6. Поликарбонат (ПК, Поликарбонат)
Особенности: Хорошая ударная вязкость, прочность, жесткость и термостойкость, стерилизация паром, высокая прозрачность.Подходит для литья под давлением, сварки и других процессов формования, склонен к растрескиванию под напряжением.
Эти характеристики делают ПК предпочтительными в качестве фильтров для гемодиализа, ручек хирургических инструментов и кислородных баллонов (при хирургической операции на сердце этот инструмент может удалять углекислый газ из крови и увеличивать содержание кислорода);
Медицинские применения ПК также включают системы безыгольных инъекций, перфузионные инструменты, различные корпуса, разъемы, рукоятки хирургических инструментов, кислородные баллоны, чаши для центрифугирования крови и поршни.Благодаря высокой прозрачности обычные очки для близорукости изготавливаются из ПК.
7. Политетрафторэтилен (ПТФЭ, политетрафторэтилен)
Особенности: высокая кристалличность, хорошая термостойкость, высокая химическая стабильность, на него не влияют сильные кислоты и щелочи, а также различные органические растворители.Он обладает хорошей биосовместимостью и адаптируемостью крови, не наносит вреда физиологии человека, не вызывает побочных реакций при имплантации в организм, может стерилизоваться при высокой температуре и пригоден для использования в медицинской сфере.
Смола ПТФЭ представляет собой белый порошок воскового вида, гладкий и нелипкий и является наиболее важным пластиком.ПТФЭ обладает превосходными характеристиками, не имеющими себе равных среди обычных термопластов, поэтому его называют «королем пластмасс».Поскольку его коэффициент трения самый низкий среди пластиков и он обладает хорошей биосовместимостью, из него можно изготавливать искусственные кровеносные сосуды и другие устройства, которые имплантируются непосредственно в тело человека.
Применение: все виды искусственной трахеи, пищевода, желчных протоков, уретры, искусственной брюшины, твердой мозговой оболочки, искусственной кожи, искусственной кости и т. д.
8. Полиэфирэфиркетон (PEEK, Polyetherester ketones)
Особенности: термостойкость, износостойкость, усталостная стойкость, радиационная стойкость, коррозионная стойкость, стойкость к гидролизу, легкий вес, хорошая самосмазка и хорошие характеристики обработки.Выдерживает многократное автоклавирование.
Применение: он может заменить металлы в хирургических и стоматологических инструментах, а также заменить титановые сплавы при производстве искусственных костей.
(Металлические инструменты могут вызывать искажения изображения или влиять на хирургическое поле зрения врача во время клинических операций минимально инвазивной хирургии. PEEK такой же прочный, как нержавеющая сталь, но не создает артефактов.)
9. Полиамид (ПА Полиамид), широко известный как нейлон (Nylon).
Особенности: Он обладает гибкостью, устойчивостью к изгибу, высокой прочностью, его нелегко сломать, устойчивостью к химическим таблеткам и устойчивостью к истиранию.Не выделяет вредных веществ и поэтому не вызывает воспаления кожи и тканей.
Применение: шланги, соединители, адаптеры, поршни.
10. Термопластичный полиуретан (ТПУ).
Особенности: Он имеет хорошую прозрачность, высокую прочность и устойчивость к разрыву, химическую стойкость и стойкость к истиранию;Широкий диапазон твердости, гладкая поверхность, защита от грибков и микроорганизмов, высокая водостойкость.
Область применения: медицинские катетеры, кислородные маски, искусственное сердце, оборудование для высвобождения лекарств, разъемы для внутривенного вливания, резиновые мешочки для тонометров, повязки на раны для внекожного введения.
Время публикации: 9 декабря 2023 г.