Порівняно зі склом та металевими матеріалами, основними характеристиками пластмас є:
1, вартість низька, можна використовувати повторно без дезінфекції, придатний для використання як сировина для виробництва одноразових медичних виробів;
2, обробка проста, використання його пластичності може бути перероблене в різноманітні корисні структури, а метал і скло важко виготовити у складні структури виробів;
3, міцний, еластичний, не такий легкий для розбиття, як скло;
4, з хорошою хімічною інертністю та біологічною безпекою.
Ці переваги в експлуатаційних характеристиках роблять пластмаси широко використовуваними в медичних виробах, зокрема, включаючи полівінілхлорид (ПВХ), поліетилен (ПЕ), поліпропілен (ПП), полістирол (ПС), полікарбонат (ПК), АБС, поліуретан, поліамід, термопластичні еластомери, полісульфон та поліефіретеркетон. Змішування може покращити експлуатаційні характеристики пластмас, що забезпечує найкращі експлуатаційні характеристики різних смол, таких як модифікація змішування полікарбонату/АБС, поліпропілену/еластомеру.
Через контакт з рідкими ліками або з організмом людини, основними вимогами до медичних пластмас є хімічна стабільність та біобезпека. Коротше кажучи, компоненти пластикових матеріалів не можуть осідати в рідких ліках або організмі людини, не викликають токсичності та пошкодження тканин та органів, а також є нетоксичними та нешкідливими для організму людини. Для забезпечення біобезпеки медичних пластмас, медичні пластмаси, що зазвичай продаються на ринку, сертифіковані та випробувані медичними органами, а користувачі чітко інформовані, які марки є медичними.
Медичні пластмаси у Сполучених Штатах зазвичай проходять сертифікацію FDA та біологічне виявлення USPVI, а медичні пластмаси в Китаї зазвичай тестуються в Центрі випробування медичних виробів Шаньдуна. Наразі в країні все ще існує значна кількість медичних пластикових матеріалів, які не мають суворої сертифікації біобезпеки, але з поступовим удосконаленням правил ця ситуація буде дедалі покращуватися.
Відповідно до вимог до структури та міцності виробу, ми вибираємо правильний тип пластику та правильний сорт, а також визначаємо технологію обробки матеріалу. Ці властивості включають продуктивність обробки, механічну міцність, вартість використання, спосіб складання, стерилізацію тощо. Представлено властивості обробки та фізичні та хімічні властивості кількох поширених медичних пластмас.
Сім поширених медичних пластмас
1. Полівінілхлорид (ПВХ)
ПВХ є одним з найпродуктивніших видів пластику у світі. ПВХ-смола являє собою білий або світло-жовтий порошок, чистий ПВХ є атактичним, твердим і крихким, його рідко використовують. Залежно від різних застосувань, можна додавати різні добавки, щоб ПВХ-пластикові деталі мали різні фізичні та механічні властивості. Додавання відповідної кількості пластифікатора до ПВХ-смоли може створювати різноманітні тверді, м'які та прозорі вироби.
Твердий ПВХ не містить або містить невелику кількість пластифікатора, має добру стійкість до розтягування, вигину, стиску та ударів, може використовуватися як конструкційний матеріал окремо. М'який ПВХ містить більше пластифікаторів, що підвищує його м'якість, подовження при розриві та холодостійкість, але знижує крихкість, твердість та міцність на розтяг. Щільність чистого ПВХ становить 1,4 г/см3, а щільність пластикових деталей з ПВХ з пластифікаторами та наповнювачами зазвичай знаходиться в діапазоні 1,15~2,00 г/см3.
Згідно з ринковими оцінками, близько 25% медичних пластикових виробів складаються з ПВХ. Це головним чином пов'язано з низькою вартістю смоли, широким спектром застосування та простотою її обробки. Виробами з ПВХ для медичного застосування є: трубки для гемодіалізу, дихальні маски, кисневі трубки тощо.
2. Поліетилен (ПЕ, поліетилен)
Поліетиленовий пластик є найбільшим різновидом у пластмасовій промисловості, має молочні, без смаку, запаху та нетоксичні блискучі воскоподібні частинки. Він характеризується низькою ціною, хорошими експлуатаційними характеристиками, може широко використовуватися в промисловості, сільському господарстві, пакуванні та повсякденному виробництві, і займає ключове місце в пластмасовій промисловості.
PE в основному включає поліетилен низької щільності (LDPE), поліетилен високої щільності (HDPE) та поліетилен надвисокої молекулярної маси (UHDPE) та інші різновиди. HDPE має менше розгалужених ланцюгів у полімерному ланцюзі, вищу відносну молекулярну масу, кристалічність та щільність, більшу твердість та міцність, погану непрозорість, високу температуру плавлення та часто використовується у виробництві деталей для інжекцій. LDPE має багато розгалужених ланцюгів, тому відносна молекулярна маса невелика, кристалічність та щільність низькі, з кращою м'якістю, ударостійкістю та прозорістю, часто використовується для видування плівки, наразі є широко використовуваною альтернативою ПВХ. Матеріали HDPE та LDPE також можна змішувати відповідно до вимог щодо продуктивності. UHDPE має високу ударну в'язкість, низьке тертя, стійкість до розтріскування під напругою та хороші характеристики поглинання енергії, що робить його ідеальним матеріалом для штучних з'єднувачів стегна, коліна та плеча.
3. поліпропілен (ПП, поліпропілен)
Поліпропілен безбарвний, без запаху та нетоксичний. Зовні схожий на поліетилен, але прозоріший та легший за нього. ПП – це термопластик із чудовими властивостями, малою питомою вагою (0,9 г/см3), нетоксичний, легкий в обробці, стійкий до ударів, стійкий до прогину та інші переваги. Він має широкий спектр застосування у повсякденному житті, включаючи ткані сумки, плівки, коробки для повороту, матеріали для екранування дроту, іграшки, автомобільні бампери, волокна, пральні машини тощо.
Медичний поліпропілен (ПП) має високу прозорість, хороший бар'єр та стійкість до випромінювання, завдяки чому він має широкий спектр застосування в медичному обладнанні та пакувальній промисловості. Матеріали, що не містять ПВХ, з основним корпусом з ПП, наразі широко використовуються як альтернатива ПВХ-матеріалам.
4. Полістирол (PS) та K-смола
PS є третім за величиною різновидом пластику після полівінілхлориду та поліетилену, який зазвичай використовується як однокомпонентний пластик для обробки та застосування. Основними характеристиками є легка вага, прозорість, легкість фарбування, хороші показники обробки литтям, тому його широко використовують у повсякденному виробництві пластмас, електричних деталей, оптичних приладів та культурних та освітніх товарів. Він має тверду та крихку текстуру, а також високий коефіцієнт теплового розширення, що обмежує його застосування в машинобудуванні. В останні десятиліття були розроблені модифікований полістирол та кополімери на основі стиролу, щоб певною мірою подолати недоліки полістиролу. K-смола є однією з них.
Смола K виготовлена з кополімеризації стиролу та бутадієну, це аморфний полімер, прозорий, без смаку, нетоксичний, щільність 1,01 г/см3 (нижче, ніж у PS, AS), вища ударна стійкість, ніж у PS, добра прозорість (80 ~ 90%), температура термічної деформації 77 ℃. Кількість бутадієну, що міститься в матеріалі K, також впливає на його твердість. Завдяки хорошій текучості матеріалу K, діапазон температур обробки широкий, тому його продуктивність обробки хороша.
Основне використання у повсякденному житті включає чашки, КРИШКИ, пляшки, косметичну упаковку, вішалки, іграшки, вироби із замінників ПВХ, харчову упаковку та медичне пакування.
5. ABS, сополімери акрилонітрилу-бутадієну-стиролу
АБС-пластик має певну жорсткість, твердість, ударостійкість та хімічну стійкість, стійкість до радіації та стійкість до дезінфекції оксидом етилену.
АБС-пластик у медичному застосуванні в основному використовується як хірургічні інструменти, барабанні затискачі, пластикові голки, ящики для інструментів, діагностичні пристрої та корпуси для слухових апаратів, особливо деякі корпуси великого медичного обладнання.
6. Полікарбонат (ПК, полікарбонат)
Типовими характеристиками ПКС є міцність, жорсткість, жорсткість та термостійка стерилізація парою, що робить ПКС кращим вибором для використання в якості фільтрів для гемодіалізу, рукояток хірургічних інструментів та кисневих балонів (при використанні в хірургічній хірургії серця цей інструмент може видаляти вуглекислий газ з крові та збільшувати рівень кисню);
Інші застосування ПК у медицині включають системи безголкових ін'єкцій, перфузійні інструменти, центрифуги для крові та поршні. Завдяки високій прозорості ПК виготовляють звичайні окуляри для короткозорості.
7. ПТФЕ (політетрафторетилен)
Політетрафторетиленова смола — це білий порошок воскоподібного вигляду, гладкий та антипригарний, найважливіший пластик. ПТФЕ має чудові властивості, які не можна порівняти із звичайними термопластами, тому його називають «королем пластику». Його коефіцієнт тертя найнижчий серед пластмас, він має добру біосумісність і може бути використаний для виготовлення штучних кровоносних судин та інших пристроїв для безпосередньої імплантації.
Час публікації: 25 жовтня 2023 р.