V porovnaní so sklom a kovovými materiálmi sú hlavnými vlastnosťami plastov:
1, nízke náklady, možno ich opätovne použiť bez dezinfekcie, vhodné na použitie ako surovina na výrobu jednorazových zdravotníckych pomôcok;
2, spracovanie je jednoduché, vďaka svojej plasticite sa dá spracovať do rôznych užitočných štruktúr a kov a sklo sa ťažko vyrábajú do zložitých štruktúr produktov;
3, húževnatý, elastický, nie tak ľahko rozbiteľný ako sklo;
4, s dobrou chemickou inertnosťou a biologickou bezpečnosťou.
Vďaka týmto výkonnostným výhodám sa plasty široko používajú v zdravotníckych pomôckach, najmä medzi polyvinylchlorid (PVC), polyetylén (PE), polypropylén (PP), polystyrén (PS), polykarbonát (PC), ABS, polyuretán, polyamid, termoplastické elastoméry, polysulfón a polyéteréterketón. Miešanie môže zlepšiť výkonnosť plastov, čím sa dosiahne najlepší výkonnosť rôznych živíc, ako je modifikácia miešaním polykarbonátu/ABS, polypropylénu/elastoméru.
Vzhľadom na kontakt s tekutými liekmi alebo kontakt s ľudským telom sú základnými požiadavkami na medicínske plasty chemická stabilita a biologická bezpečnosť. Stručne povedané, zložky plastových materiálov sa nemôžu vyzrážať v tekutých liekoch ani v ľudskom tele, nespôsobujú toxicitu a poškodenie tkanív a orgánov a sú netoxické a neškodné pre ľudské telo. Aby sa zabezpečila biologická bezpečnosť medicínskych plastov, medicínske plasty bežne predávané na trhu sú certifikované a testované zdravotníckymi orgánmi a používatelia sú jasne informovaní o tom, ktoré triedy sú medicínskej kvality.
Medicínske plasty v Spojených štátoch zvyčajne prechádzajú certifikáciou FDA a biologickou detekciou USPVI a medicínske plasty v Číne sú zvyčajne testované v testovacom centre pre zdravotnícke pomôcky v provincii Shandong. V súčasnosti v krajine stále existuje značný počet medicínskych plastových materiálov bez prísneho zmyslu pre certifikáciu biologickej bezpečnosti, ale s postupným zlepšovaním predpisov sa táto situácia bude čoraz viac zlepšovať.
Podľa požiadaviek na štruktúru a pevnosť zdravotníckeho zariadenia vyberáme správny typ plastu a správnu triedu a určujeme technológiu spracovania materiálu. Medzi tieto vlastnosti patrí spracovateľský výkon, mechanická pevnosť, náklady na použitie, spôsob montáže, sterilizácia atď. Predstavujeme spracovateľské vlastnosti a fyzikálne a chemické vlastnosti niekoľkých bežne používaných medicínskych plastov.
Sedem bežne používaných lekárskych plastov
1. Polyvinylchlorid (PVC)
PVC je jedným z najproduktívnejších druhov plastov na svete. PVC živica je biely alebo svetložltý prášok, čisté PVC je ataktické, tvrdé a krehké, používané zriedkavo. V závislosti od použitia sa môžu pridať rôzne prísady, aby sa dosiahli rôzne fyzikálne a mechanické vlastnosti plastových dielov z PVC. Pridaním vhodného množstva zmäkčovadla do PVC živice sa môžu vytvoriť rôzne tvrdé, mäkké a priehľadné výrobky.
Tvrdé PVC neobsahuje alebo obsahuje malé množstvo zmäkčovadla, má dobrú pevnosť v ťahu, ohybe, tlaku a náraze a môže sa použiť ako samostatný konštrukčný materiál. Mäkké PVC obsahuje viac zmäkčovadiel, čo zvyšuje jeho mäkkosť, predĺženie a odolnosť voči chladu, ale znižuje krehkosť, tvrdosť a pevnosť v ťahu. Hustota čistého PVC je 1,4 g/cm3 a hustota plastových dielov z PVC s zmäkčovadlami a plnivami sa vo všeobecnosti pohybuje v rozmedzí 1,15 až 2,00 g/cm3.
Podľa odhadov trhu je približne 25 % zdravotníckych plastových výrobkov z PVC. Je to spôsobené najmä nízkou cenou živice, širokým spektrom použitia a jej jednoduchým spracovaním. Medzi PVC výrobky na lekárske účely patria: hemodialyzačné rúrky, dýchacie masky, kyslíkové trubice atď.
2. Polyetylén (PE, polyetylén)
Polyetylénový plast je najrozšírenejším druhom v plastikárskom priemysle, s mliečnymi, bez chuti, bez zápachu a netoxickými lesklými voskovými časticami. Vyznačuje sa nízkou cenou, dobrým výkonom, môže byť široko používaný v priemysle, poľnohospodárstve, balení a každodennom priemysle a zaujíma kľúčové miesto v plastikárskom priemysle.
PE zahŕňa najmä polyetylén s nízkou hustotou (LDPE), polyetylén s vysokou hustotou (HDPE) a polyetylén s ultravysokou molekulovou hmotnosťou (UHDPE) a ďalšie varianty. HDPE má menej rozvetvených reťazcov v polymérnom reťazci, vyššiu relatívnu molekulovú hmotnosť, kryštalinitu a hustotu, väčšiu tvrdosť a pevnosť, nízku nepriehľadnosť, vysoký bod topenia a často sa používa vo vstrekovaných dieloch. LDPE má veľa rozvetvených reťazcov, takže relatívna molekulová hmotnosť je malá, kryštalinita a hustota sú nízke, s lepšou mäkkosťou, odolnosťou voči nárazu a priehľadnosťou, často sa používa na vyfukovanie fólií a v súčasnosti je široko používanou alternatívou PVC. HDPE a LDPE materiály sa tiež môžu miešať podľa požiadaviek na výkon. UHDPE má vysokú rázovú húževnatosť, nízke trenie, odolnosť voči praskaniu pod napätím a dobré vlastnosti absorpcie energie, vďaka čomu je ideálnym materiálom pre umelé spojky bedrových, kolenných a ramenných kĺbov.
3. polypropylén (PP, polypropylén)
Polypropylén je bezfarebný, bez zápachu a netoxický. Vyzerá ako polyetylén, ale je priehľadnejší a ľahší ako polyetylén. PP je termoplast s vynikajúcimi vlastnosťami, s nízkou špecifickou hmotnosťou (0,9 g/cm3), netoxický, ľahko spracovateľný, odolný voči nárazom, odolný voči deformácii a ďalším výhodám. Má široké uplatnenie v každodennom živote, vrátane tkaných tašiek, fólií, prepravných krabíc, materiálov na tienenie drôtov, hračiek, nárazníkov do áut, vlákien, práčok atď.
Medicínsky PP má vysokú transparentnosť, dobrú bariéru a odolnosť voči žiareniu, takže má široké uplatnenie v priemysle zdravotníckych zariadení a obalov. Materiály bez PVC s PP ako hlavnou zložkou sa v súčasnosti široko používajú ako alternatívy k PVC materiálom.
4. Polystyrén (PS) a živica K
PS je tretí najväčší druh plastu po polyvinylchloride a polyetyléne, zvyčajne sa používa ako jednozložkový plastový materiál. Jeho hlavnými vlastnosťami sú nízka hmotnosť, priehľadnosť, ľahké farbenie a dobrý výkon pri lisovaní, preto sa široko používa v každodenných plastoch, elektrických súčiastkach, optických prístrojoch a kultúrnych a vzdelávacích pomôckach. Jeho textúra je tvrdá a krehká a má vysoký koeficient tepelnej rozťažnosti, čo obmedzuje jeho použitie v strojárstve. V posledných desaťročiach boli vyvinuté modifikované polystyrény a kopolyméry na báze styrénu, aby sa do určitej miery prekonali nedostatky polystyrénu. K živica je jednou z nich.
Živica K je vyrobená kopolymerizáciou styrénu a butadiénu, je to amorfný polymér, transparentný, bez chuti, netoxický, s hustotou 1,01 g/cm3 (nižšia ako PS, AS), vyššou odolnosťou proti nárazu ako PS, dobrou priehľadnosťou (80 ~ 90%), teplotou tepelnej deformácie 77 ℃. Množstvo butadiénu obsiahnutého v materiáli K sa líši aj jeho tvrdosťou. Vďaka dobrej tekutosti materiálu K je rozsah teplôt spracovania široký, takže jeho spracovateľský výkon je dobrý.
Medzi hlavné použitia v každodennom živote patria poháre, VRCHNÁ, fľaše, kozmetické obaly, vešiaky, hračky, výrobky z náhradného PVC materiálu, obaly na potraviny a zdravotnícke obalové potreby.
5. ABS, kopolyméry akrylonitril-butadién-styrénu
ABS má určitú tuhosť, tvrdosť, odolnosť voči nárazu a chemickú odolnosť, odolnosť voči žiareniu a odolnosť voči dezinfekcii etylénoxidom.
ABS sa v medicínskych aplikáciách používa hlavne ako chirurgické nástroje, svorky na bubny, plastové ihly, skrinky na náradie, diagnostické zariadenia a puzdrá na načúvacie prístroje, najmä niektoré puzdrá veľkých zdravotníckych zariadení.
6. Polykarbonát (PC, polykarbonát)
Typickými vlastnosťami PCS sú húževnatosť, pevnosť, tuhosť a tepelne odolná sterilizácia parou, vďaka čomu sa PCS uprednostňuje ako hemodialyzačné filtre, rukoväte chirurgických nástrojov a kyslíkové nádrže (pri použití v chirurgickej chirurgii srdca dokáže tento nástroj odstrániť oxid uhličitý z krvi a zvýšiť obsah kyslíka);
Medzi ďalšie aplikácie PC v medicíne patria bezihlové injekčné systémy, perfúzne nástroje, misky na krvné centrifugy a piesty. Vďaka vysokej priehľadnosti sa z PC vyrábajú bežné okuliare na krátkozrakosť.
7. PTFE (polytetrafluóretylén)
Polytetrafluóretylénová živica je biely prášok s voskovým vzhľadom, hladký a nepriľnavý, je najdôležitejším plastom. PTFE má vynikajúce vlastnosti, ktoré nie sú porovnateľné s bežnými termoplastmi, preto je známy ako „kráľ plastov“. Jeho koeficient trenia je najnižší spomedzi plastov, má dobrú biokompatibilitu a možno ho použiť na výrobu umelých ciev a iných priamo implantovateľných zariadení.
Čas uverejnenia: 25. októbra 2023