Основними вимогами до медичного пластику є хімічна стабільність і біологічна безпека, оскільки він буде контактувати з ліками або організмом людини.Компоненти пластикового матеріалу не можуть осаджуватися в рідких ліках або в організмі людини, не спричиняють токсичності та пошкодження тканин і органів, нетоксичні та нешкідливі для організму людини.Щоб забезпечити біологічну безпеку медичного пластику, медичний пластик, який зазвичай продається на ринку, пройшов сертифікацію та перевірку медичних органів, і користувачі чітко поінформовані про те, які бренди є медичними.
Зазвичай використовуваними медичними пластиковими матеріалами є поліетилен (PE), поліпропілен (PP), полівінілхлорид (PVC), поліамід (PA), політетрафторетилен (PTFE), полікарбонат (PC), полістирол (PS), поліефіретеркетон (PEEK) тощо. Найбільше ПВХ і ПЕ складають 28% і 24% відповідно;ПС становить 18%;ПП становить 16%;інженерні пластмаси становлять 14%.
Нижче представлені пластмаси, які зазвичай використовуються в медицині.
1. Поліетилен (PE, Polyethylene)
Властивості: Висока хімічна стабільність, хороша біосумісність, але непросте склеювання.
ПЕ — це пластик загального призначення з найбільшою продуктивністю.Він має такі переваги, як хороша продуктивність обробки, низька вартість, нетоксичний і несмачний, а також хороша біосумісність.
PE в основному включає поліетилен низької щільності (LDPE), поліетилен високої щільності (HDPE) і поліетилен надвисокої молекулярної маси (UHMWPE) та інші різновиди.UHMWPE (поліетилен надвисокої молекулярної маси) - це спеціальний інженерний пластик з високою ударостійкістю, сильною зносостійкістю (корона пластику), малим коефіцієнтом тертя, біологічною інертністю та хорошими характеристиками поглинання енергії.Його хімічну стійкість можна порівняти з PTFE.
Загальні властивості включають високу механічну міцність, пластичність і температуру плавлення.Поліетилен щільності має температуру плавлення від 1200°C до 1800°C, тоді як поліетилен низької щільності має температуру плавлення від 1200°C до 1800°C.Поліетилен є найкращим медичним пластиком через його економічну ефективність, стійкість до ударів, стійкість до корозії та міцну структурну цілісність через часті цикли стерилізації.Через те, що він біологічно інертний і не розкладається в організмі
Поліетилен низької щільності (LDPE) Застосування: медична упаковка та внутрішньовенні контейнери.
У поліетилені високої щільності (HDPE) використовуються: штучна уретра, штучні легені, штучна трахея, штучна гортань, штучна нирка, штучна кістка, ортопедичні ремонтні матеріали.
Поліетилен надвисокої молекулярної маси (UHMWPE) Застосування: штучні легені, штучні суглоби тощо.
2. Полівінілхлорид (ПВХ, Полівінілхлорид)
Характеристики: низька вартість, широкий спектр застосування, легка обробка, хороша хімічна стійкість, але низька термостабільність.
Порошок полівінілхлоридної смоли білий або світло-жовтий порошок, чистий ПВХ атактичний, твердий і крихкий, використовується рідко.Відповідно до різних цілей можна додавати різні добавки, щоб пластикові деталі з ПВХ демонстрували різні фізичні та механічні властивості.Додавання відповідної кількості пластифікатора до смоли ПВХ може зробити різноманітні тверді, м’які та прозорі продукти.
Дві основні форми ПВХ, які використовуються у виробництві медичного пластику, це гнучкий ПВХ і жорсткий ПВХ.Жорсткий ПВХ не містить або містить невелику кількість пластифікатора, має хороші властивості на розтяг, вигин, стиск і ударостійкість і може використовуватися як самостійний конструкційний матеріал.М’який ПВХ містить більше пластифікаторів, підвищується його м’якість, подовження при розриві, морозостійкість, але знижується крихкість, твердість і міцність на розрив.Щільність чистого ПВХ становить 1,4 г/см3, а щільність пластикових деталей із ПВХ із пластифікаторами та наповнювачами зазвичай знаходиться в діапазоні 1,15–2,00 г/см3.
За неповними оцінками, близько 25% медичних пластикових виробів є ПВХ.Головним чином завдяки низькій вартості смоли, широкому спектру застосування та простоті обробки.Вироби з ПВХ для медичного застосування включають: гемодіалізні трубки, дихальні маски, кисневі трубки, серцеві катетери, протезні матеріали, пакети для крові, штучну очеревину тощо.
3. Поліпропілен (ПП, поліпропілен)
Властивості: нетоксичний, несмачний, хороші механічні властивості, хімічна стабільність і термостійкість.Хороша ізоляція, низьке водопоглинання, хороша стійкість до розчинників, маслостійкість, стійкість до слабких кислот, стійкість до слабких лугів, хороше формування, відсутність проблеми з розтріскуванням під впливом навколишнього середовища.ПП – це термопласт із чудовими характеристиками.Він має такі переваги, як мала питома вага (0,9 г/см3), легка обробка, ударостійкість, стійкість до згинання та висока температура плавлення (близько 1710C).Він має широкий спектр застосувань у повсякденному житті, швидкість усадки при формуванні поліпропілену велика, а виробництво більш товстих виробів схильне до дефектів.Поверхня інертна, її важко друкувати та склеювати.Може бути екструдований, литий під тиском, зварений, спінений, термоформований, оброблений.
Медичний поліпропілен має високу прозорість, гарний бар’єр і радіаційну стійкість, що робить його широко використовуваним у медичному обладнанні та пакувальній промисловості.Матеріал без ПВХ з ПП як основний корпус є заміною широко використовуваного ПВХ матеріалу в даний час.
Застосування: одноразові шприци, конектори, прозорі пластикові кришки, соломинки, упаковка для парентерального харчування, діалізні плівки.
Інші галузі промисловості включають ткані мішки, плівки, оборотні коробки, матеріали для екранування дроту, іграшки, автомобільні бампери, волокна, пральні машини тощо.
4. Полістирол (PS, Polystyrene) і Крезин
Характеристики: низька вартість, низька щільність, прозорість, стабільність розмірів, радіаційна стійкість (стерилізація).
ПС – це різновид пластику, що поступається лише полівінілхлориду та поліетилену.Зазвичай його обробляють і застосовують як однокомпонентний пластик.Його головними особливостями є легка вага, прозорість, легкість фарбування та хороші характеристики формування.Електричні частини, оптичні прилади та культурно-освітні приладдя.Текстура тверда і крихка, має високий коефіцієнт теплового розширення, що обмежує її застосування в техніці.В останні десятиліття модифікований полістирол і сополімери на основі стиролу були розроблені, щоб певною мірою подолати недоліки полістиролу.K смола є одним з них.
Крезин утворюється кополімеризацією стиролу і бутадієну.Це аморфний полімер, прозорий, без запаху, нетоксичний, з щільністю близько 1,01 г/см3 (нижче, ніж PS та AS), і має вищу ударостійкість, ніж PS., прозорість (80-90%) хороша, температура теплової деформації становить 77 ℃, скільки бутадієну міститься в матеріалі K, і його твердість також відрізняється, оскільки матеріал K має хорошу текучість і широкий діапазон температур обробки, тому його хороша продуктивність обробки.
Кристалічний полістирол Застосування: лабораторний посуд, чашки Петрі та культури тканин, респіраторне обладнання та відсмоктувачі.
Застосування ударопрочного полістиролу: лотки для катетерів, серцеві насоси, дроти з твердої пластики, респіраторне обладнання та присоски.
Основне використання в повсякденному житті включає чашки, кришки, пляшки, косметичну упаковку, вішалки, іграшки, замінники ПВХ, харчову та медичну упаковку тощо.
5. Акрилонітрил-бутадієн-стирольні сополімери (АБС, акрилонітрил-бутадієн-стирольні сополімери)
Характеристики: твердий, з сильною ударостійкістю, стійкістю до подряпин, стабільністю розмірів тощо, вологостійкий, стійкий до корозії, простий у обробці та добре пропускає світло.Медичне застосування ABS в основному використовується як хірургічні інструменти, роликові затискачі, пластикові голки, ящики для інструментів, діагностичні пристрої та корпуси слухових апаратів, особливо корпуси деякого великого медичного обладнання.
6. Полікарбонат (PC, Polycarbonate)
Характеристики: Хороша в'язкість, міцність, жорсткість і термостійка парова стерилізація, висока прозорість.Підходить для лиття під тиском, зварювання та інших процесів формування, схильних до розтріскування під напругою.
Завдяки цим характеристикам ПК віддають перевагу в якості фільтрів для гемодіалізу, рукояток хірургічних інструментів і кисневих резервуарів (під час хірургічних операцій на серці цей інструмент може видаляти вуглекислий газ у крові та збільшувати кисень);
Медичні застосування ПК також включають системи безголкових ін’єкцій, інструменти для перфузії, різні корпуси, роз’єми, ручки хірургічних інструментів, кисневі баки, чаші центрифуг для крові та поршні.Завдяки високій прозорості звичайні короткозорі окуляри виготовлені з ПК.
7. Політетрафторетилен (PTFE, Polytetrafluoroethylene)
Особливості: висока кристалічність, хороша термостійкість, висока хімічна стабільність, сильні кислоти та луги та різні органічні розчинники не впливають на це.Він має хорошу біосумісність і здатність адаптуватися до крові, не шкодить фізіології людини, не викликає негативних реакцій при імплантації в організм, може бути стерилізований при високій температурі та підходить для використання в медичній сфері.
PTFE смола — це білий порошок із восковим виглядом, гладкий і нелипкий, і є найважливішим пластиком.PTFE має чудові характеристики, які не поступаються звичайним термопластам, тому його називають «королем пластмас».Оскільки його коефіцієнт тертя є найнижчим серед пластмас і має добру біосумісність, з нього можна виготовляти штучні кровоносні судини та інші пристрої, які безпосередньо імплантуються в тіло людини.
Використання: всі види штучної трахеї, стравоходу, жовчної протоки, уретри, штучної очеревини, твердої мозкової оболонки, штучної шкіри, штучної кістки тощо.
8. Поліефірефіркетон (PEEK, поліефірефіркетони)
Характеристики: термостійкість, зносостійкість, стійкість до втоми, радіаційна стійкість, стійкість до корозії, стійкість до гідролізу, легка вага, хороше самозмащування та хороша продуктивність обробки.Витримує багаторазове автоклавування.
Використання: він може замінити метали в хірургічних і стоматологічних інструментах, а також замінити титанові сплави у виробництві штучних кісток.
(Металеві інструменти можуть спричиняти артефакти зображення або впливати на хірургічне поле зору лікаря під час мінімально інвазивних хірургічних клінічних операцій. PEEK такий же міцний, як і нержавіюча сталь, але він не спричиняє артефактів.)
9. Поліамід (PA Polyamide), широко відомий як нейлон, (Nylon)
Характеристики: він має гнучкість, стійкість до згинання, високу міцність і його нелегко зламати, стійкість до хімічних таблеток і стійкість до стирання.Не виділяє шкідливих речовин і тому не викликає запалення шкіри або тканин.
Використання: Шланги, з’єднувачі, адаптери, поршні.
10. Термопластичний поліуретан (TPU)
Характеристики: має гарну прозорість, високу міцність і продуктивність на розрив, хімічну стійкість і стійкість до стирання;широкий діапазон твердості, гладка поверхня, захист від грибків і мікроорганізмів, а також висока водостійкість.
Застосування: медичні катетери, кисневі маски, штучне серце, обладнання для вивільнення ліків, крапельниці, гумові мішечки для тонометрів, ранові пов’язки для позашкірного введення.
Час публікації: 09 грудня 2023 р