В сравнение със стъклото и металните материали, основните характеристики на пластмасите са:
1, цената е ниска, може да се използва повторно без дезинфекция, подходящ за употреба като суровина за производството на медицински изделия за еднократна употреба;
2, обработката е проста, използването на неговата пластичност може да се използва за преработка в различни полезни структури, а металът и стъклото са трудни за производство в сложни структури на продукти;
3, здрав, еластичен, не е толкова лесен за чупене, колкото стъклото;
4, с добра химическа инертност и биологична безопасност.
Тези предимства в производителността правят пластмасите широко използвани в медицинските изделия, включително главно поливинилхлорид (PVC), полиетилен (PE), полипропилен (PP), полистирен (PS), поликарбонат (PC), ABS, полиуретан, полиамид, термопластични еластомери, полисулфон и полиетер етер кетон. Смесването може да подобри производителността на пластмасите, така че да се отразят най-добрите характеристики на различни смоли, като например модификация чрез смесване на поликарбонат/ABS, полипропилен/еластомер.
Поради контакт с течни лекарства или контакт с човешкото тяло, основните изисквания за медицинските пластмаси са химическа стабилност и биобезопасност. Накратко, компонентите на пластмасовите материали не могат да се утаят в течните лекарства или човешкото тяло, не причиняват токсичност и увреждане на тъканите и органите и са нетоксични и безвредни за човешкото тяло. За да се гарантира биобезопасността на медицинските пластмаси, медицинските пластмаси, които обикновено се продават на пазара, са сертифицирани и тествани от медицинските органи, а потребителите са ясно информирани кои класове са медицински.
Медицинските пластмаси в Съединените щати обикновено преминават сертификация от FDA и USPVI за биологично откриване, а медицинските пластмаси в Китай обикновено се тестват от Центъра за тестване на медицински изделия в Шандонг. В момента в страната все още има значителен брой медицински пластмасови материали без строго чувство за сертифициране за биологична безопасност, но с постепенното подобряване на регулациите тези ситуации ще се подобрят все повече и повече.
Според изискванията за структура и здравина на устройството, ние избираме правилния вид пластмаса и правилния клас, както и определяме технологията на обработка на материала. Тези свойства включват производителност на обработка, механична якост, цена на употреба, метод на сглобяване, стерилизация и др. Представени са свойствата на обработка и физичните и химичните свойства на няколко често използвани медицински пластмаси.
Седем често използвани медицински пластмаси
1. Поливинилхлорид (PVC)
PVC е един от най-продуктивните видове пластмаси в света. PVC смолата е бял или светложълт прах, чистият PVC е атактичен, твърд и крехък, рядко се използва. В зависимост от различните приложения, могат да се добавят различни добавки, за да се получат различни физико-механични свойства на PVC пластмасовите части. Добавянето на подходящо количество пластификатор към PVC смолата може да създаде разнообразие от твърди, меки и прозрачни продукти.
Твърдият PVC не съдържа или съдържа малко количество пластификатор, има добра устойчивост на опън, огъване, натиск и удар, може да се използва самостоятелно като конструкционен материал. Мекият PVC съдържа повече пластификатори и неговата мекота, удължение при скъсване и студоустойчивост се увеличават, но крехкостта, твърдостта и якостта на опън се намаляват. Плътността на чистия PVC е 1,4 g/cm3, а плътността на PVC пластмасовите части с пластификатори и пълнители обикновено е в диапазона от 1,15~2,00 g/cm3.
Според пазарните оценки, около 25% от медицинските пластмасови изделия са PVC. Това се дължи главно на ниската цена на смолата, широката гама от приложения и лесната ѝ обработка. PVC продуктите за медицински приложения са: хемодиализни тръби, дихателни маски, кислородни тръби и т.н.
2. Полиетилен (PE, полиетилен)
Полиетиленовата пластмаса е най-разпространената в пластмасовата индустрия, с млечни, безвкусни, без мирис и нетоксични лъскави восъчни частици. Характеризира се с ниска цена, добри характеристики, може да се използва широко в промишлеността, селското стопанство, опаковането и ежедневната индустрия и заема ключово място в пластмасовата индустрия.
PE включва главно полиетилен с ниска плътност (LDPE), полиетилен с висока плътност (HDPE) и полиетилен с ултрависоко молекулно тегло (UHDPE) и други разновидности. HDPE има по-малко разклонени вериги в полимерната верига, по-високо относително молекулно тегло, кристалност и плътност, по-голяма твърдост и якост, лоша непрозрачност, висока точка на топене и често се използва в инжекционни части. LDPE има много разклонени вериги, така че относителното молекулно тегло е малко, кристалност и плътност са ниски, с по-добра мекота, устойчивост на удар и прозрачност, често се използва за раздуване на фолио, в момента е широко използвана алтернатива на PVC. HDPE и LDPE материалите могат да се смесват според изискванията за производителност. UHDPE има висока ударна якост, ниско триене, устойчивост на напукване от напрежение и добри характеристики на абсорбиране на енергия, което го прави идеален материал за изкуствени конектори за тазобедрени, колянни и раменни стави.
3. полипропилен (PP, полипропилен)
Полипропиленът е безцветен, без мирис и нетоксичен. Прилича на полиетилен, но е по-прозрачен и по-лек от него. PP е термопластичен материал с отлични свойства, с малко специфично тегло (0,9 g/cm3), нетоксичен, лесен за обработка, устойчивост на удар, устойчивост на деформация и други предимства. Той има широк спектър от приложения в ежедневието, включително тъкани торби, фолиа, кутии за опаковане, материали за екраниране на тел, играчки, автомобилни брони, влакна, перални машини и т.н.
Медицинският PP има висока прозрачност, добра бариерна и радиационна устойчивост, така че има широк спектър от приложения в индустрията за медицинско оборудване и опаковки. Не-PVC материали с PP като основна част в момента се използват широко като алтернатива на PVC материалите.
4. Полистирен (PS) и K смола
PS е третият по големина вид пластмаса след поливинилхлорида и полиетилена, обикновено използван като еднокомпонентна пластмаса за обработка и приложение. Основните му характеристики са леко тегло, прозрачност, лесна за боядисване и добри производствени показатели при формоване, поради което се използва широко в ежедневните пластмаси, електрическите части, оптичните инструменти и културните и образователни материали. Текстурата му е твърда и крехка, а коефициентът на термично разширение е висок, което ограничава приложението му в инженерството. През последните десетилетия бяха разработени модифициран полистирол и съполимери на базата на стирен, за да се преодолеят до известна степен недостатъците на полистирола. К смолата е една от тях.
К смолата е направена от съполимеризация на стирен и бутадиен. Тя е аморфен полимер, прозрачен, безвкусен, нетоксичен, с плътност 1,01 g/cm3 (по-ниска от PS, AS), по-висока удароустойчивост от PS, добра прозрачност (80 ~ 90%) и температура на термична деформация 77 ℃. Количеството бутадиен, съдържащ се в К материала, също така има различна твърдост. Поради добрата течливост на К материала, температурният диапазон на обработка е широк, което прави обработката му добра.
Основните приложения в ежедневието включват чаши, капаци, бутилки, козметични опаковки, закачалки, играчки, продукти от PVC заместители, опаковки за храни и медицински опаковъчни материали.
5. ABS, съполимери на акрилонитрил бутадиен стирен
ABS има определена твърдост, устойчивост на удар и химическа устойчивост, радиационна устойчивост и устойчивост на дезинфекция с етиленов оксид.
ABS в медицинското приложение се използва главно като хирургически инструменти, скоби за барабани, пластмасови игли, кутии за инструменти, диагностични устройства и корпуси за слухови апарати, особено някои големи корпуси за медицинско оборудване.
6. Поликарбонат (PC, поликарбонат)
Типичните характеристики на PCS са здравина, якост, твърдост и топлоустойчива стерилизация с пара, което прави PCS предпочитан като хемодиализни филтри, дръжки за хирургически инструменти и кислородни резервоари (когато се използва в хирургична сърдечна хирургия, този инструмент може да отстрани въглеродния диоксид от кръвта и да увеличи кислорода);
Други приложения на PC в медицината включват безиглени инжекционни системи, перфузионни инструменти, съдове за кръвни центрофуги и бутала. Възползвайки се от високата му прозрачност, обичайните очила за миопия се изработват от PC.
7. PTFE (политетрафлуороетилен)
Политетрафлуоретиленовата смола е бял прах с восъчен вид, гладък и незалепващ, най-важната пластмаса. PTFE има отлични свойства, несравними с обикновените термопластични пластмаси, затова е известен като "крал на пластмасите". Коефициентът му на триене е най-нисък сред пластмасите, има добра биосъвместимост и може да се използва за производство на изкуствени кръвоносни съдове и други директно имплантирани устройства.
Време на публикуване: 25 октомври 2023 г.