Comparativ cu sticla și metalul, principalele caracteristici ale materialelor plastice sunt:
1, costul este scăzut, poate fi reutilizat fără dezinfectare, potrivit pentru utilizare ca materie primă pentru producerea de dispozitive medicale de unică folosință;
2, prelucrarea este simplă, utilizarea plasticității sale poate fi prelucrată într-o varietate de structuri utile, iar metalul și sticla sunt dificil de fabricat în structuri complexe de produse;
3, rezistent, elastic, nu se sparge la fel de ușor ca sticla;
4, cu o bună inerție chimică și siguranță biologică.
Aceste avantaje de performanță fac ca materialele plastice să fie utilizate pe scară largă în dispozitivele medicale, incluzând în principal clorura de polivinil (PVC), polietilena (PE), polipropilena (PP), polistirenul (PS), policarbonatul (PC), ABS, poliuretanul, poliamida, elastomerii termoplastici, polisulfona și polieteretercetona. Amestecarea poate îmbunătăți performanța materialelor plastice, astfel încât să se reflecte cele mai bune performanțe ale diferitelor rășini, cum ar fi modificarea amestecurilor de policarbonat/ABS, polipropilenă/elastomer.
Datorită contactului cu medicamente lichide sau contactului cu corpul uman, cerințele de bază ale materialelor plastice medicale sunt stabilitatea chimică și biosecuritatea. Pe scurt, componentele materialelor plastice nu pot fi precipitate în medicamentul lichid sau în corpul uman, nu vor provoca toxicitate și deteriorarea țesuturilor și organelor și sunt netoxice și inofensive pentru organismul uman. Pentru a asigura biosecuritatea materialelor plastice medicale, materialele plastice vândute de obicei pe piață sunt certificate și testate de autoritățile medicale, iar utilizatorii sunt informați clar ce clase sunt de grad medical.
Materialele plastice medicale din Statele Unite trec de obicei certificarea FDA și detecția biologică USPVI, iar materialele plastice de grad medical din China sunt de obicei testate de Centrul de Testare a Dispozitivelor Medicale Shandong. În prezent, există încă un număr considerabil de materiale plastice medicale în țară fără un sens strict al certificării de biosecuritate, dar odată cu îmbunătățirea treptată a reglementărilor, aceste situații se vor îmbunătăți din ce în ce mai mult.
În funcție de cerințele de structură și rezistență ale produsului dispozitiv, alegem tipul și gradul potrivit de plastic și determinăm tehnologia de procesare a materialului. Aceste proprietăți includ performanța de procesare, rezistența mecanică, costul de utilizare, metoda de asamblare, sterilizarea etc. Sunt prezentate proprietățile de procesare și proprietățile fizice și chimice ale mai multor materiale plastice medicale utilizate în mod obișnuit.
Șapte materiale plastice medicale utilizate în mod obișnuit
1. Clorură de polivinil (PVC)
PVC-ul este unul dintre cele mai productive soiuri de plastic din lume. Rășina PVC este o pulbere albă sau galben deschis, PVC-ul pur este actic, dur și fragil, fiind rar utilizat. În funcție de diferitele utilizări, se pot adăuga diferiți aditivi pentru a face ca piesele din plastic PVC să prezinte proprietăți fizice și mecanice diferite. Adăugarea unei cantități adecvate de plastifiant la rășina PVC poate produce o varietate de produse dure, moi și transparente.
PVC-ul dur nu conține sau conține o cantitate mică de plastifiant, are o rezistență bună la tracțiune, încovoiere, compresiune și impact, putând fi utilizat ca material structural singur. PVC-ul moale conține mai mulți plastifianți, iar moliciunea, alungirea la rupere și rezistența la rece sunt crescute, dar fragilitatea, duritatea și rezistența la tracțiune sunt reduse. Densitatea PVC-ului pur este de 1,4 g/cm3, iar densitatea pieselor din plastic PVC cu plastifianți și materiale de umplutură este în general cuprinsă între 1,15 și 2,00 g/cm3.
Conform estimărilor pieței, aproximativ 25% din produsele medicale din plastic sunt din PVC. Acest lucru se datorează în principal costului redus al rășinii, gamei largi de aplicații și ușurinței de prelucrare. Produsele din PVC pentru aplicații medicale sunt: țevi de hemodializă, măști de respirat, tuburi de oxigen și așa mai departe.
2. Polietilenă (PE, Polietilenă)
Polietilena plastică este cea mai mare varietate din industria plasticului, având particule ceroase lucioase, lăptoase, insipide, inodore și netoxice. Se caracterizează prin preț redus, performanțe bune, poate fi utilizată pe scară largă în industrie, agricultură, ambalaje și industria de zi cu zi și ocupă o poziție centrală în industria plasticului.
PE include în principal polietilenă de joasă densitate (LDPE), polietilenă de înaltă densitate (HDPE) și polietilenă cu greutate moleculară ultra-înaltă (UHDPE) și alte varietăți. HDPE are mai puține lanțuri ramificate pe lanțul polimeric, o greutate moleculară relativă, cristalinitate și densitate mai mari, duritate și rezistență mai mari, opacitate slabă, punct de topire ridicat și este adesea utilizat în piesele injectate. LDPE are multe lanțuri ramificate, astfel încât greutatea moleculară relativă este mică, cristalinitatea și densitatea sunt scăzute, cu o moliciune, rezistență la impact și transparență mai bune, adesea utilizat pentru suflarea peliculelor, fiind în prezent o alternativă utilizată pe scară largă la PVC. Materialele HDPE și LDPE pot fi, de asemenea, amestecate în funcție de cerințele de performanță. UHDPE are o rezistență ridicată la impact, frecare redusă, rezistență la fisurare sub stres și caracteristici bune de absorbție a energiei, ceea ce îl face un material ideal pentru conectori artificiali de șold, genunchi și umăr.
3. polipropilenă (PP, polipropilenă)
Polipropilena este incoloră, inodoră și netoxică. Arată ca polietilena, dar este mai transparentă și mai ușoară decât aceasta. PP este un material termoplastic cu proprietăți excelente, cu o greutate specifică mică (0,9 g/cm3), netoxic, ușor de prelucrat, rezistent la impact, anti-deformare și alte avantaje. Are o gamă largă de aplicații în viața de zi cu zi, inclusiv pungi țesute, folii, cutii de rulare, materiale de ecranare a cablurilor, jucării, bare de protecție auto, fibre, mașini de spălat și așa mai departe.
PP-ul medical are o transparență ridicată, o barieră bună și rezistență la radiații, astfel încât are o gamă largă de aplicații în industria echipamentelor medicale și a ambalajelor. Materialele non-PVC, cu PP ca corp principal, sunt utilizate în prezent pe scară largă ca alternative la materialele PVC.
4. Polistiren (PS) și rășină K
PS este a treia cea mai mare varietate de plastic după clorura de polivinil și polietilenă, fiind de obicei utilizată ca material plastic monocomponent în prelucrarea și aplicarea acestuia. Principalele caracteristici sunt greutatea redusă, transparența, ușor de vopsit și performanța bună a procesului de turnare, fiind utilizată pe scară largă în materiale plastice de uz zilnic, componente electrice, instrumente optice și materiale culturale și educaționale. Textura sa este dură și fragilă și are un coeficient de dilatare termică ridicat, ceea ce îi limitează aplicarea în inginerie. În ultimele decenii, au fost dezvoltați polistiren modificat și copolimeri pe bază de stiren pentru a depăși într-o oarecare măsură deficiențele polistirenului. Rășina K este una dintre acestea.
Rășina K este fabricată din copolimerizare de stiren și butadienă, este un polimer amorf, transparent, fără gust, netoxic, cu o densitate de 1,01 g/cm3 (mai mică decât PS, AS), o rezistență la impact mai mare decât PS, o transparență bună (80 ~ 90%), o temperatură de deformare termică de 77 ℃. Cantitatea de butadienă conținută în materialul K este diferită, iar duritatea acestuia este diferită datorită fluidității bune a materialului K. Intervalul de temperatură de procesare este larg, deci performanța sa de procesare este bună.
Principalele utilizări în viața de zi cu zi includ pahare, capace, sticle, ambalaje cosmetice, umerașe, jucării, produse din materiale de înlocuire a PVC-ului, ambalaje alimentare și consumabile pentru ambalaje medicale.
5. ABS, copolimeri de acrilonitril butadien stiren
ABS-ul are o anumită rigiditate, duritate, rezistență la impact și rezistență chimică, rezistență la radiații și rezistență la dezinfecție cu oxid de etilenă.
ABS-ul în aplicațiile medicale este utilizat în principal ca instrumente chirurgicale, cleme pentru tamburi, ace din plastic, cutii de scule, dispozitive de diagnosticare și carcase pentru aparate auditive, în special pentru unele carcase de echipamente medicale mari.
6. Policarbonat (PC, Policarbonat)
Caracteristicile tipice ale PCS sunt rezistența, rigiditatea și sterilizarea cu abur rezistentă la căldură, ceea ce face ca PCS să fie preferat ca filtre de hemodializă, mânere pentru instrumente chirurgicale și rezervoare de oxigen (atunci când sunt utilizate în chirurgia cardiacă, acest instrument poate elimina dioxidul de carbon din sânge și poate crește oxigenul);
Alte aplicații ale PC-ului în medicină includ sistemele de injecție fără ac, instrumentele de perfuzie, bolurile de centrifugare a sângelui și pistoanele. Profitând de transparența sa ridicată, ochelarii de miopie obișnuiți sunt fabricați din PC.
7. PTFE (politetrafluoretilenă)
Rășina de politetrafluoroetilenă este o pulbere albă, cu aspect ceros, netedă și antiaderentă, fiind cel mai important material plastic. PTFE are proprietăți excelente care nu sunt comparabile cu termoplasticele generale, de aceea este cunoscut sub numele de „regele plasticului”. Coeficientul său de frecare este cel mai mic dintre materialele plastice, are o biocompatibilitate bună și poate fi transformat în vase de sânge artificiale și alte dispozitive implantate direct.
Data publicării: 25 oct. 2023