V primerjavi s steklom in kovinskimi materiali so glavne značilnosti plastike:
1, stroški so nizki, se lahko ponovno uporabijo brez dezinfekcije, primerni za uporabo kot surovina za proizvodnjo medicinskih pripomočkov za enkratno uporabo;
2, obdelava je preprosta, uporaba plastičnosti se lahko predela v različne uporabne strukture, kovino in steklo pa je težko izdelati v izdelke s kompleksno strukturo;
3, trpežen, elastičen, ni tako enostaven za lomljenje kot steklo;
4, z dobro kemijsko inertnostjo in biološko varnostjo.
Zaradi teh prednosti se plastika pogosto uporablja v medicinskih pripomočkih, predvsem med polivinilkloridom (PVC), polietilenom (PE), polipropilenom (PP), polistirenom (PS), polikarbonatom (PC), ABS-om, poliuretanom, poliamidom, termoplastičnimi elastomeri, polisulfonom in polieter eter ketonom. Mešanje lahko izboljša delovanje plastike, tako da se doseže najboljša učinkovitost različnih smol, kot so modifikacije z mešanjem polikarbonata/ABS, polipropilena/elastomera.
Zaradi stika s tekočimi zdravili ali stika s človeškim telesom sta osnovni zahtevi za medicinsko plastiko kemijska stabilnost in biološka varnost. Skratka, komponente plastičnih materialov se ne morejo oboriti v tekočih zdravilih ali človeškem telesu, ne povzročajo toksičnosti in poškodb tkiv in organov ter so nestrupene in neškodljive za človeško telo. Da bi zagotovili biološko varnost medicinske plastike, so medicinske plastike, ki se običajno prodajajo na trgu, certificirane in preizkušene s strani zdravstvenih organov, uporabniki pa so jasno obveščeni, katere kakovosti so medicinske.
Medicinska plastika v Združenih državah Amerike običajno prestane certifikat FDA in biološko detekcijo USPVI, medicinsko plastiko na Kitajskem pa običajno testira center za testiranje medicinskih pripomočkov Shandong. Trenutno je v državi še vedno veliko medicinskih plastičnih materialov brez strogega certifikata biološke varnosti, vendar se bodo s postopnim izboljševanjem predpisov te razmere vedno bolj izboljševale.
Glede na zahteve glede strukture in trdnosti naprave izberemo pravo vrsto plastike in pravo stopnjo ter določimo tehnologijo obdelave materiala. Te lastnosti vključujejo zmogljivost obdelave, mehansko trdnost, stroške uporabe, način sestavljanja, sterilizacijo itd. Predstavljene so lastnosti obdelave ter fizikalne in kemijske lastnosti več pogosto uporabljenih medicinskih plastik.
Sedem pogosto uporabljenih medicinskih plastik
1. Polivinilklorid (PVC)
PVC je ena najbolj produktivnih vrst plastike na svetu. PVC smola je bel ali svetlo rumen prah, čisti PVC je ataktičen, trd in krhek, redko se uporablja. Glede na različne uporabe se lahko dodajo različni dodatki, da se PVC plastični deli razlikujejo po fizikalnih in mehanskih lastnostih. Z dodajanjem ustrezne količine mehčala PVC smoli lahko dobimo različne trde, mehke in prozorne izdelke.
Trdi PVC ne vsebuje ali vsebuje majhno količino mehčala, ima dobro natezno, upogibno, tlačno in udarno odpornost ter se lahko uporablja kot samostojen konstrukcijski material. Mehki PVC vsebuje več mehčal, kar poveča njegovo mehkobo, raztezek pri pretrgu in odpornost proti zmrzali, vendar zmanjša krhkost, trdoto in natezno trdnost. Gostota čistega PVC-ja je 1,4 g/cm3, gostota plastičnih delov PVC-ja z mehčali in polnili pa je običajno v območju od 1,15 do 2,00 g/cm3.
Po tržnih ocenah je približno 25 % medicinskih plastičnih izdelkov iz PVC-ja. To je predvsem posledica nizkih stroškov smole, širokega nabora uporabe in enostavne predelave. PVC izdelki za medicinsko uporabo so: cevi za hemodializo, dihalne maske, kisikove cevi in tako naprej.
2. Polietilen (PE, polietilen)
Polietilenska plastika je največja vrsta v plastični industriji, mlečni, brez okusa, vonja in nestrupeni sijajni voskasti delci. Odlikuje jo nizka cena, dobra zmogljivost, široko se uporablja v industriji, kmetijstvu, embalaži in vsakodnevni industriji ter ima osrednjo vlogo v plastični industriji.
PE vključuje predvsem polietilen nizke gostote (LDPE), polietilen visoke gostote (HDPE) in polietilen ultra visoke molekulske mase (UHDPE) ter druge vrste. HDPE ima manj razvejanih verig na polimerni verigi, višjo relativno molekulsko maso, kristaliničnost in gostoto, večjo trdoto in trdnost, slabo motnost, visoko tališče in se pogosto uporablja v brizgalnih delih. LDPE ima veliko razvejanih verig, zato je relativna molekulska masa majhna, kristaliničnost in gostota nizki, z boljšo mehkobo, odpornostjo na udarce in prosojnostjo, pogosto se uporablja za pihanje folij in je trenutno široko uporabljena alternativa PVC-ju. HDPE in LDPE materiale je mogoče mešati tudi glede na zahteve glede zmogljivosti. UHDPE ima visoko udarno trdnost, nizko trenje, odpornost proti razpokam zaradi napetosti in dobre lastnosti absorpcije energije, zaradi česar je idealen material za umetne konektorje za kolke, kolena in ramena.
3. polipropilen (PP, polipropilen)
Polipropilen je brezbarven, brez vonja in nestrupen. Izgleda kot polietilen, vendar je bolj prozoren in lažji od polietilena. PP je termoplast z odličnimi lastnostmi, z majhno specifično težo (0,9 g/cm3), nestrupen, enostaven za obdelavo, odpornost na udarce, odpornost proti upogibanju in drugimi prednostmi. Ima široko paleto uporabe v vsakdanjem življenju, vključno s tkanimi vrečkami, folijami, škatlami za obračanje, zaščitnimi materiali za žice, igračami, avtomobilskimi odbijači, vlakni, pralnimi stroji in tako naprej.
Medicinski PP ima visoko prosojnost, dobro pregrado in odpornost proti sevanju, zato ima široko paleto uporabe v industriji medicinske opreme in embalaže. Materiali brez PVC-ja s PP kot glavno jedrom se trenutno pogosto uporabljajo kot alternativa PVC materialom.
4. Polistiren (PS) in K smola
PS je tretja največja vrsta plastike, takoj za polivinilkloridom in polietilenom, običajno se uporablja kot enokomponentna plastika za predelavo in uporabo. Glavne značilnosti so lahka teža, prozornost, enostavno barvanje in dobra obdelava pri brizganju, zato se pogosto uporablja v vsakodnevnih plastikah, električnih delih, optičnih instrumentih ter kulturnih in izobraževalnih potrebščinah. Njegova tekstura je trda in krhka ter ima visok koeficient toplotnega raztezanja, kar omejuje njegovo uporabo v inženirstvu. V zadnjih desetletjih so bili razviti modificirani polistiren in kopolimeri na osnovi stirena, da bi do neke mere premagali pomanjkljivosti polistirena. K smola je ena izmed njih.
K smola je narejena iz kopolimerizacije stirena in butadiena. Je amorfni polimer, prozoren, brez okusa, nestrupen, z gostoto 1,01 g/cm3 (nižjo od PS, AS), večjo odpornostjo na udarce kot PS, dobro prosojnostjo (80 ~ 90 %), temperaturo toplotne deformacije 77 ℃. Zaradi količine butadiena, ki ga vsebuje K smola, se razlikuje tudi njena trdota. Zaradi dobre tekočnosti K smole je temperaturno območje obdelave široko, zato je njena obdelovalnost dobra.
Glavne uporabe v vsakdanjem življenju vključujejo skodelice, POKROVE, steklenice, kozmetično embalažo, obešalnike, igrače, izdelke iz nadomestnega PVC materiala, embalažo za živila in medicinsko embalažo.
5. ABS, kopolimeri akrilonitril butadien stirena
ABS ima določeno togost, trdoto, odpornost proti udarcem in kemično odpornost, odpornost proti sevanju in odpornost na dezinfekcijo z etilen oksidom.
ABS se v medicinski uporabi uporablja predvsem kot kirurško orodje, sponke za bobne, plastične igle, škatle za orodje, diagnostične naprave in ohišja za slušne aparate, zlasti nekatera velika ohišja za medicinsko opremo.
6. Polikarbonat (PC, polikarbonat)
Tipične značilnosti PCS so žilavost, trdnost, togost in toplotno odporna sterilizacija s paro, zaradi česar so PCS priljubljeni kot filtri za hemodializo, ročaji za kirurška orodja in kisikove jeklenke (pri uporabi pri kirurški operaciji srca lahko ta instrument odstrani ogljikov dioksid iz krvi in poveča kisik);
Druge uporabe PC v medicini vključujejo sisteme za injiciranje brez igel, perfuzijske instrumente, posode za centrifugiranje krvi in bate. Zaradi visoke prosojnosti so običajna očala za kratkovidnost izdelana iz PC.
7. PTFE (politetrafluoroetilen)
Politetrafluoroetilenska smola je bel prah, voskastega videza, gladek in nelepljiv, najpomembnejša plastika. PTFE ima odlične lastnosti, ki jih ni mogoče primerjati s splošnimi termoplastikami, zato je znan kot "kralj plastike". Njegov koeficient trenja je najnižji med plastikami, ima dobro biokompatibilnost in se lahko uporablja za umetne krvne žile in druge neposredno vsadljive naprave.
Čas objave: 25. oktober 2023