Osnovni zahtevi za medicinsko plastiko sta kemična stabilnost in biološka varnost, saj bo prišla v stik z zdravili ali človeškim telesom.Komponente v plastičnem materialu se ne morejo oboriti v tekoče zdravilo ali človeško telo, ne bodo povzročile toksičnosti in poškodb tkiv in organov ter so nestrupene in neškodljive za človeško telo.Da bi zagotovili biološko varnost medicinske plastike, je medicinska plastika, ki se običajno prodaja na trgu, prestala certificiranje in testiranje zdravstvenih organov, uporabniki pa so jasno obveščeni, katere znamke so medicinske kakovosti.
Običajno uporabljeni medicinski plastični materiali so polietilen (PE), polipropilen (PP), polivinilklorid (PVC), poliamid (PA), politetrafluoroetilen (PTFE), polikarbonat (PC), polistiren (PS), polietereterketon (PEEK) itd., PVC in PE predstavljata največji znesek, ki predstavljata 28 % oziroma 24 %;PS predstavlja 18 %;PP predstavlja 16 %;inženirske plastike predstavljajo 14 %.
V nadaljevanju je predstavljena plastika, ki se običajno uporablja v medicini.
1. Polietilen (PE, polietilen)
Značilnosti: visoka kemična stabilnost, dobra biokompatibilnost, vendar ni enostavno lepljenje.
PE je plastika za splošno rabo z največjo proizvodnjo.Prednosti so dobra obdelava, nizki stroški, nestrupeno in brez okusa ter dobra biokompatibilnost.
PE v glavnem vključuje polietilen nizke gostote (LDPE), polietilen visoke gostote (HDPE) in polietilen ultra visoke molekulske mase (UHMWPE) ter druge sorte.UHMWPE (polietilen z ultra visoko molekulsko maso) je posebna inženirska plastika z visoko odpornostjo na udarce, močno odpornostjo proti obrabi (krona plastike), majhnim koeficientom trenja, biološko inertnostjo in dobrimi lastnostmi absorpcije energije.Njegovo kemično odpornost lahko primerjamo s primerljivo s PTFE.
Splošne lastnosti vključujejo visoko mehansko trdnost, duktilnost in tališče.Polietilen gostote ima tališče od 1200 °C do 1800 °C, medtem ko ima polietilen nizke gostote tališče od 1200 °C do 1800 °C.Polietilen je vrhunska plastika medicinske kakovosti zaradi svoje stroškovne učinkovitosti, odpornosti proti udarcem, odpornosti proti koroziji in močne strukturne celovitosti zaradi pogostih ciklov sterilizacije.Ker je biološko inerten in v telesu nerazgradljiv
Polietilen nizke gostote (LDPE) Uporaba: medicinska embalaža in IV posode.
Polietilen visoke gostote (HDPE) uporablja: umetno sečnico, umetna pljuča, umetno trahejo, umetno grlo, umetno ledvico, umetno kost, ortopedske materiale za popravilo.
Polietilen z visoko molekulsko maso (UHMWPE) Uporaba: umetna pljuča, umetni sklepi itd.
2. Polivinilklorid (PVC, polivinilklorid)
Lastnosti: nizki stroški, širok spekter uporabe, enostavna obdelava, dobra kemična odpornost, vendar slaba toplotna stabilnost.
Prašek PVC smole je bel ali svetlo rumen prah, čisti PVC je ataktičen, trd in krhek, redko se uporablja.V skladu z različnimi nameni se lahko dodajo različni dodatki, da PVC plastični deli izkazujejo različne fizikalne in mehanske lastnosti.Če PVC smoli dodate ustrezno količino mehčala, lahko naredite različne trde, mehke in prozorne izdelke.
Dve splošni obliki PVC-ja, ki se uporabljata pri izdelavi medicinske plastike, sta fleksibilni PVC in trdi PVC.Trdi PVC ne vsebuje ali vsebuje majhno količino mehčala, ima dobre natezne, upogibne, tlačne in udarne lastnosti in se lahko uporablja samo kot konstrukcijski material.Mehki PVC vsebuje več mehčalcev, njegova mehkoba, raztezek ob pretrganju in odpornost proti mrazu se povečajo, zmanjšajo pa se krhkost, trdota in natezna trdnost.Gostota čistega PVC-ja je 1,4 g/cm3, gostota PVC plastičnih delov z mehčali in polnili pa je na splošno v območju od 1,15 do 2,00 g/cm3.
Po nepopolnih ocenah je okoli 25 % izdelkov iz medicinske plastike PVC.Predvsem zaradi nizke cene smole, širokega spektra uporabe in enostavne obdelave.PVC izdelki za uporabo v medicini vključujejo: hemodializne cevi, dihalne maske, kisikove cevi, srčne katetre, protetične materiale, krvne vrečke, umetni peritonej itd.
3. Polipropilen (PP, polipropilen)
Lastnosti: nestrupen, brez okusa, dobre mehanske lastnosti, kemična stabilnost in toplotna odpornost.Dobra izolacija, nizka absorpcija vode, dobra odpornost na topila, odpornost na olje, odpornost na šibke kisline, odpornost na šibke alkalije, dobro oblikovanje, brez okoljskih težav z razpokami.PP je termoplast z odlično zmogljivostjo.Prednosti so majhna specifična teža (0,9 g/cm3), enostavna obdelava, odpornost na udarce, odpornost na upogibanje in visoko tališče (približno 1710C).Ima širok spekter uporabe v vsakdanjem življenju, stopnja krčenja pri oblikovanju pp je velika, proizvodnja debelejših izdelkov pa je nagnjena k napakam.Površina je inertna in jo je težko tiskati in lepiti.Lahko je ekstrudiran, brizgan, varjen, penjen, termoformiran, strojno obdelan.
Medicinski PP ima visoko preglednost, dobro pregrado in odpornost proti sevanju, zaradi česar se pogosto uporablja v industriji medicinske opreme in embalaže.Material, ki ni PVC, s PP kot glavnim delom je nadomestek za trenutno široko uporabljen material PVC.
Uporaba: brizge za enkratno uporabo, konektorji, prozorni plastični pokrovi, slamice, embalaža za parenteralno prehrano, dializni filmi.
Druge industrije vključujejo tkane vrečke, folije, škatle za obračanje, materiale za zaščito žic, igrače, avtomobilske odbijače, vlakna, pralne stroje itd.
4. Polistiren (PS, Polystyrene) in Kresin
Lastnosti: poceni, nizka gostota, transparentnost, dimenzijska stabilnost, odpornost na sevanje (sterilizacija).
PS je vrsta plastike, takoj za polivinilkloridom in polietilenom.Običajno se obdeluje in nanaša kot enokomponentna plastika.Njegove glavne značilnosti so majhna teža, prosojnost, enostavno barvanje in dobra zmogljivost oblikovanja.Električni deli, optični inštrumenti ter kulturni in izobraževalni pripomočki.Tekstura je trda in krhka ter ima visok koeficient toplotnega raztezanja, kar omejuje njegovo uporabo v inženirstvu.V zadnjih desetletjih so razvili modificiran polistiren in kopolimere na osnovi stirena, da bi do določene mere odpravili pomanjkljivosti polistirena.K smola je ena izmed njih.
Kresin nastane s kopolimerizacijo stirena in butadiena.Je amorfen polimer, prozoren, brez vonja, netoksičen, z gostoto približno 1,01 g/cm3 (nižjo kot PS in AS) in večjo odpornostjo na udarce kot PS., preglednost (80-90%) je dobra, temperatura toplotnega popačenja je 77 ℃, koliko butadiena vsebuje material K, njegova trdota pa je tudi drugačna, ker ima material K dobro fluidnost in širok razpon temperatur obdelave, zato ima dobro zmogljivost obdelave.
Kristalni polistiren Uporaba: Laboratorijska oprema, petrijeve posode in posodice za tkivne kulture, oprema za dihanje in posode za sesanje.
Uporaba visokoodpornega polistirena: pladnji za katetre, srčne črpalke, duralni pladnji, oprema za dihanje in priseski.
Glavne uporabe v vsakdanjem življenju vključujejo skodelice, pokrove, steklenice, kozmetično embalažo, obešalnike, igrače, nadomestne izdelke iz PVC-ja, embalažo za hrano in medicinsko embalažo itd.
5. Kopolimeri akrilonitril-butadien-stirena (ABS, kopolimeri akrilonitril-butadien-stirena)
Značilnosti: Trden, z močno odpornostjo na udarce, odpornost na praske, dimenzijsko stabilnost itd., odporen na vlago, odporen proti koroziji, enostaven za obdelavo in dobro prepušča svetlobo.Medicinska uporaba ABS se v glavnem uporablja kot kirurška orodja, valjčne sponke, plastične igle, škatle za orodje, diagnostične naprave in ohišja za slušne aparate, zlasti ohišja nekaterih večjih medicinskih naprav.
6. Polikarbonat (PC, polikarbonat)
Značilnosti: dobra žilavost, trdnost, togost in toplotno odporna sterilizacija s paro, visoka preglednost.Primerno za brizganje, varjenje in druge postopke oblikovanja, nagnjeni k napetostnim razpokam.
Zaradi teh lastnosti je PC bolj priljubljen kot filtri za hemodializo, ročaji kirurških orodij in rezervoarji za kisik (pri operaciji srca lahko ta instrument odstrani ogljikov dioksid v krvi in poveča kisik);
Medicinske aplikacije osebnih računalnikov vključujejo tudi sisteme za vbrizgavanje brez igel, instrumente za perfuzijo, različna ohišja, konektorje, ročaje za kirurška orodja, rezervoarje za kisik, posode krvnih centrifug in bate.Običajna očala za kratkovidnost so izdelana iz osebnega računalnika zaradi svoje visoke preglednosti.
7. Politetrafluoroetilen (PTFE, politetrafluoroetilen)
Značilnosti: visoka kristaliničnost, dobra toplotna odpornost, visoka kemična stabilnost, močne kisline in alkalije ter različna organska topila ne vplivajo.Ima dobro biokompatibilnost in prilagodljivost krvi, ne škoduje človeški fiziologiji, nima stranskih reakcij pri vsaditvi v telo, lahko se sterilizira pri visoki temperaturi in je primeren za uporabo v medicini.
PTFE smola je bel prah voskastega videza, gladek in nelepljiv ter je najpomembnejša plastika.PTFE ima odlično zmogljivost, ki je neprimerljiva z običajnimi termoplasti, zato je znan kot "kralj plastike".Ker je njen koeficient trenja najnižji med plastiko in ima dobro biokompatibilnost, jo je mogoče izdelati v umetne krvne žile in druge naprave, ki se neposredno vsadijo v človeško telo.
Uporaba: vse vrste umetnih sapnikov, požiralnika, žolčevodov, sečnice, umetnega peritoneja, možganske trde možganske ovojnice, umetne kože, umetne kosti itd.
8. Polieter eter keton (PEEK, polieter eter ketoni)
Značilnosti: toplotna odpornost, odpornost proti obrabi, odpornost proti utrujenosti, odpornost proti sevanju, odpornost proti koroziji, odpornost proti hidrolizi, majhna teža, dobro samomazanje in dobra obdelava.Lahko prenese večkratno avtoklaviranje.
Uporaba: lahko nadomesti kovine v kirurških in zobozdravstvenih instrumentih ter nadomesti titanove zlitine pri izdelavi umetnih kosti.
(Kovinski instrumenti lahko povzročijo artefakte slike ali vplivajo na zdravnikovo kirurško vidno polje med minimalno invazivnimi kirurškimi kliničnimi operacijami. PEEK je trd kot nerjaveče jeklo, vendar ne bo povzročil artefaktov.)
9. Poliamid (PA poliamid), splošno znan kot najlon, (najlon)
Značilnosti: Je prožen, odporen na upogibanje, visoko žilavost in ga ni enostavno zlomiti, odporen na kemične tablete in odporen proti obrabi.Ne sprošča nobenih škodljivih snovi in zato ne povzroča vnetja kože ali tkiva.
Uporaba: cevi, konektorji, adapterji, bati.
10. Termoplastični poliuretan (TPU)
Značilnosti: ima dobro preglednost, visoko trdnost in zmogljivost trganja, kemično odpornost in odpornost proti obrabi;širok razpon trdote, gladka površina, odpornost proti glivicam in mikroorganizmom ter visoka vodoodpornost.
Uporaba: medicinski katetri, kisikove maske, umetna srca, oprema za sproščanje zdravil, IV konektorji, gumijaste vrečke za merilnike krvnega tlaka, obloge za rane za ekstrakutano aplikacijo.
Čas objave: 9. december 2023