En comparació amb els materials de vidre i metall, les principals característiques dels plàstics són:
1, el cost és baix, es pot reutilitzar sense desinfecció, adequat per al seu ús com a matèria primera per a la producció de dispositius mèdics d'un sol ús;
2, el processament és senzill, l'ús de la seva plasticitat es pot processar en una varietat d'estructures útils, i el metall i el vidre són difícils de fabricar en estructures complexes de productes;
3, resistent, elàstic, no tan fàcil de trencar com el vidre;
4, amb bona inertícia química i seguretat biològica.
Aquests avantatges de rendiment fan que els plàstics s'utilitzin àmpliament en dispositius mèdics, principalment en policlorur de vinil (PVC), polietilè (PE), polipropilè (PP), poliestirè (PS), policarbonat (PC), ABS, poliuretà, poliamida, elastòmers termoplàstics, polisulfona i polieteretercetona. La barreja pot millorar el rendiment dels plàstics, de manera que es reflecteix el millor rendiment de diferents resines, com ara la modificació de la barreja de policarbonat/ABS i polipropilè/elastòmer.
A causa del contacte amb medicaments líquids o del contacte amb el cos humà, els requisits bàsics dels plàstics mèdics són l'estabilitat química i la bioseguretat. En resum, els components dels materials plàstics no poden precipitar-se en el medicament líquid ni en el cos humà, no causaran toxicitat ni danys als teixits i òrgans, i no són tòxics ni inofensius per al cos humà. Per tal de garantir la bioseguretat dels plàstics mèdics, els plàstics mèdics que es venen habitualment al mercat estan certificats i provats per les autoritats mèdiques, i els usuaris estan clarament informats de quins graus són de grau mèdic.
Els plàstics mèdics als Estats Units solen passar la certificació de la FDA i la detecció biològica de l'USPVI, i els plàstics de grau mèdic a la Xina solen ser provats pel Centre de Proves de Dispositius Mèdics de Shandong. Actualment, encara hi ha un nombre considerable de materials plàstics mèdics al país sense un sentit estricte de certificació de bioseguretat, però amb la millora gradual de les regulacions, aquestes situacions milloraran cada cop més.
Segons els requisits d'estructura i resistència del producte dispositiu, escollim el tipus de plàstic i el grau adequats, i determinem la tecnologia de processament del material. Aquestes propietats inclouen el rendiment de processament, la resistència mecànica, el cost d'ús, el mètode de muntatge, l'esterilització, etc. Es presenten les propietats de processament i les propietats físiques i químiques de diversos plàstics mèdics d'ús comú.
Set plàstics mèdics d'ús comú
1. Clorur de polivinil (PVC)
El PVC és una de les varietats de plàstic més productives del món. La resina de PVC és una pols blanca o groc clar, el PVC pur és atàctic, dur i fràgil, i s'utilitza rarament. Segons els diferents usos, es poden afegir diferents additius per fer que les peces de plàstic de PVC mostrin diferents propietats físiques i mecàniques. Afegir una quantitat adequada de plastificant a la resina de PVC pot fer una varietat de productes durs, tous i transparents.
El PVC dur no conté o conté una petita quantitat de plastificant, té una bona resistència a la tracció, flexió, compressió i impacte, i es pot utilitzar com a material estructural sol. El PVC tou conté més plastificants, i augmenta la seva suavitat, allargament a la ruptura i resistència al fred, però redueix la fragilitat, la duresa i la resistència a la tracció. La densitat del PVC pur és d'1,4 g/cm3, i la densitat de les peces de plàstic de PVC amb plastificants i farcits és generalment d'1,15 a 2,00 g/cm3.
Segons les estimacions del mercat, al voltant del 25% dels productes de plàstic mèdics són de PVC. Això es deu principalment al baix cost de la resina, l'àmplia gamma d'aplicacions i el seu fàcil processament. Els productes de PVC per a aplicacions mèdiques són: canonades d'hemodiàlisi, màscares respiratòries, tubs d'oxigen, etc.
2. Polietilè (PE, polietilè)
El plàstic de polietilè és la varietat més gran de la indústria del plàstic, amb partícules ceroses brillants, lletoses, insípides, inodores i no tòxiques. Es caracteritza per un preu econòmic, un bon rendiment, es pot utilitzar àmpliament en la indústria, l'agricultura, l'embalatge i la indústria diària, i ocupa una posició fonamental en la indústria del plàstic.
El PE inclou principalment polietilè de baixa densitat (LDPE), polietilè d'alta densitat (HDPE) i polietilè de pes molecular ultra alt (UHDPE) i altres varietats. El HDPE té menys cadenes ramificades a la cadena de polímer, un pes molecular relatiu, cristal·linitat i densitat més elevats, una major duresa i resistència, una opacitat deficient, un punt de fusió alt i s'utilitza sovint en peces d'injecció. El LDPE té moltes cadenes ramificades, de manera que el pes molecular relatiu és petit, la cristal·linitat i la densitat són baixes, amb una millor suavitat, resistència a l'impacte i transparència, sovint s'utilitza per a pel·lícules de bufat, actualment és una alternativa al PVC àmpliament utilitzada. Els materials HDPE i LDPE també es poden barrejar segons els requisits de rendiment. El UHDPE té una alta resistència a l'impacte, baixa fricció, resistència a l'esquerdament per tensió i bones característiques d'absorció d'energia, cosa que el converteix en un material ideal per a connectors artificials de maluc, genoll i espatlla.
3. polipropilè (PP, polipropilè)
El polipropilè és incolor, inodor i no tòxic. Sembla polietilè, però és més transparent i més lleuger que el polietilè. El PP és un termoplàstic amb excel·lents propietats, amb una baixa gravetat específica (0,9 g/cm3), no tòxic, fàcil de processar, resistència a l'impacte, anti-desviació i altres avantatges. Té una àmplia gamma d'aplicacions en la vida quotidiana, incloent bosses teixides, pel·lícules, caixes de càrrega, materials de blindatge de cables, joguines, para-xocs de cotxes, fibres, rentadores, etc.
El PP mèdic té una alta transparència, bona barrera i resistència a la radiació, de manera que té una àmplia gamma d'aplicacions en la indústria dels equips mèdics i l'envasament. Actualment, els materials que no són de PVC amb el PP com a cos principal s'utilitzen àmpliament com a alternatives als materials de PVC.
4. Poliestirè (PS) i resina K
El PS és la tercera varietat de plàstic més gran després del clorur de polivinil i el polietilè, generalment utilitzat com a processament i aplicació de plàstics d'un sol component. Les principals característiques són lleugeresa, transparència, fàcil de tenyir i bon rendiment de processament de modelat, per la qual cosa s'utilitza àmpliament en plàstics diaris, peces elèctriques, instruments òptics i subministraments culturals i educatius. La seva textura és dura i fràgil, i té un alt coeficient de dilatació tèrmica, cosa que limita la seva aplicació en enginyeria. En les últimes dècades, s'han desenvolupat copolímers de poliestirè modificat i a base d'estirè per superar fins a cert punt les deficiències del poliestirè. La resina K n'és una.
La resina K està feta de copolimerització d'estirè i butadiè, és un polímer amorf, transparent, insípid, no tòxic, amb una densitat d'1,01 g/cm3 (inferior a la del PS, AS), una resistència a l'impacte més alta que la del PS, una bona transparència (80 ~ 90%) i una temperatura de deformació tèrmica de 77 ℃. La quantitat de butadiè que conté el material K, la seva duresa també és diferent, a causa de la bona fluïdesa del material K, el rang de temperatura de processament és ampli, de manera que el seu rendiment de processament és bo.
Els principals usos en la vida quotidiana inclouen tasses, TAPES, ampolles, envasos cosmètics, penjadors, joguines, productes de materials substitutius de PVC, envasos d'aliments i subministraments d'envasos mèdics.
5. ABS, copolímers d'acrilonitril butadiè estirè
L'ABS té una certa rigidesa, duresa, resistència a l'impacte i resistència química, resistència a la radiació i resistència a la desinfecció amb òxid d'etilè.
L'ABS en aplicacions mèdiques s'utilitza principalment com a eines quirúrgiques, clips de tambor, agulles de plàstic, caixes d'eines, dispositius de diagnòstic i carcasses per a audiòfons, especialment algunes carcasses d'equips mèdics grans.
6. Policarbonat (PC, policarbonat)
Les característiques típiques dels PCS són la duresa, la força, la rigidesa i l'esterilització amb vapor resistent a la calor, cosa que fa que els PCS siguin preferits com a filtres d'hemodiàlisi, mànecs d'eines quirúrgiques i dipòsits d'oxigen (quan s'utilitzen en cirurgia cardíaca quirúrgica, aquest instrument pot eliminar el diòxid de carboni de la sang i augmentar l'oxigen);
Altres aplicacions del PC en medicina inclouen sistemes d'injecció sense agulla, instruments de perfusió, bols de centrífuga de sang i pistons. Aprofitant la seva alta transparència, les ulleres de miopia habituals estan fetes de PC.
7. PTFE (politetrafluoroetilè)
La resina de politetrafluoroetilè és una pols blanca, d'aspecte cerós, suau i antiadherent, és el plàstic més important. El PTFE té unes propietats excel·lents que no són comparables amb els termoplàstics generals, per la qual cosa es coneix com a "rei del plàstic". El seu coeficient de fricció és el més baix entre els plàstics, té una bona biocompatibilitat i es pot convertir en vasos sanguinis artificials i altres dispositius implantats directament.
Data de publicació: 25 d'octubre de 2023