Verrattuna lasiin ja metalliin, muovien pääominaisuudet ovat:
1, kustannukset ovat alhaiset, niitä voidaan käyttää uudelleen ilman desinfiointia, ja ne soveltuvat käytettäväksi raaka-aineena kertakäyttöisten lääkinnällisten laitteiden tuotannossa;
2, käsittely on yksinkertaista, sen plastisuuden ansiosta sitä voidaan käsitellä erilaisiksi hyödyllisiksi rakenteiksi, ja metallia ja lasia on vaikea valmistaa monimutkaisiksi tuoterakenteiksi;
3, kova, joustava, ei yhtä helppo rikkoa kuin lasi;
4, hyvä kemiallinen inerttiys ja biologinen turvallisuus.
Nämä suorituskykyedut tekevät muoveista laajalti käytettyjä lääkinnällisissä laitteissa, mukaan lukien pääasiassa polyvinyylikloridi (PVC), polyeteeni (PE), polypropeeni (PP), polystyreeni (PS), polykarbonaatti (PC), ABS, polyuretaani, polyamidi, termoplastiset elastomeerit, polysulfoni ja polyeetteri-eetteriketoni. Sekoittamalla voidaan parantaa muovien suorituskykyä, jolloin eri hartsien, kuten polykarbonaatti/ABS-hartsien ja polypropeeni/elastomeeri-sekoitusmodifikaatioiden, parhaat ominaisuudet saavutetaan.
Lääketieteellisten muovien perusvaatimukset ovat kemiallinen stabiilius ja bioturvallisuus, koska ne joutuvat kosketuksiin nestemäisten lääkkeiden tai ihmiskehon kanssa. Lyhyesti sanottuna muovimateriaalien komponentit eivät voi saostua nestemäiseen lääkkeeseen tai ihmiskehoon, eivätkä ne aiheuta myrkyllisyyttä eivätkä vaurioita kudoksille ja elimille, ja ne ovat myrkyttömiä ja vaarattomia ihmiskeholle. Lääketieteellisten muovien bioturvallisuuden varmistamiseksi markkinoilla yleensä myytävät lääketieteelliset muovit ovat lääketieteen viranomaisten sertifioimia ja testaamia, ja käyttäjille kerrotaan selvästi, mitkä laatuluokat ovat lääketieteellisiä.
Yhdysvalloissa lääketieteelliset muovit läpäisevät yleensä FDA:n sertifioinnin ja USPVI:n biologisen havaitsemisen, ja Kiinassa lääketieteellisen luokan muovit testataan yleensä Shandongin lääkinnällisten laitteiden testauskeskuksessa. Tällä hetkellä maassa on vielä huomattava määrä lääketieteellisiä muoveja, joilla ei ole tiukkaa bioturvallisuussertifiointia, mutta määräysten asteittaisen parantamisen myötä nämä tilanteet paranevat entisestään.
Laitetuotteen rakenne- ja lujuusvaatimusten mukaan valitsemme oikean muovityypin ja -laadun sekä määritämme materiaalin prosessointitekniikan. Näitä ominaisuuksia ovat prosessointikyky, mekaaninen lujuus, käyttökustannukset, kokoonpanomenetelmä, sterilointi jne. Esittelyssä on useiden yleisesti käytettyjen lääketieteellisten muovien prosessointiominaisuudet sekä fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet.
Seitsemän yleisesti käytettyä lääketieteellistä muovia
1. Polyvinyylikloridi (PVC)
PVC on yksi maailman tuottavimmista muovilaaduista. PVC-hartsi on valkoista tai vaaleankeltaista jauhetta, kun taas puhdas PVC on ataktista, kovaa ja haurasta, joten sitä käytetään harvoin. Eri käyttötarkoituksista riippuen PVC-muoviosiin voidaan lisätä erilaisia lisäaineita, joiden avulla voidaan saada aikaan erilaisia fysikaalisia ja mekaanisia ominaisuuksia. Sopivan määrän pehmitintä lisäämällä PVC-hartsiin voidaan valmistaa erilaisia kovia, pehmeitä ja läpinäkyviä tuotteita.
Kova PVC ei sisällä tai sisältää vain vähän pehmitintä, sillä on hyvä vetolujuus, taivutus-, puristus- ja iskunkestävyys, ja sitä voidaan käyttää yksinään rakennemateriaalina. Pehmeä PVC sisältää enemmän pehmittimiä, ja sen pehmeys, murtovenymä ja kylmänkestävyys paranevat, mutta hauraus, kovuus ja vetolujuus heikkenevät. Puhtaan PVC:n tiheys on 1,4 g/cm3, ja pehmittimiä ja täyteaineita sisältävien PVC-muoviosien tiheys on yleensä 1,15–2,00 g/cm3.
Markkina-arvioiden mukaan noin 25 % lääketieteellisistä muovituotteista on PVC:tä. Tämä johtuu pääasiassa hartsin alhaisesta hinnasta, laajasta käyttöalueesta ja helposta prosessoinnista. Lääketieteellisiin sovelluksiin tarkoitettuja PVC-tuotteita ovat: hemodialyysiputket, hengitysmaskit, happiputket ja niin edelleen.
2. Polyeteeni (PE, polyeteeni)
Polyeteenimuovia käytetään laajalti muoviteollisuudessa. Se on maitomainen, mauton, hajuton ja myrkytön, kiiltävä vahamainen materiaali. Sille on ominaista edullinen hinta ja hyvä suorituskyky. Sitä voidaan käyttää laajalti teollisuudessa, maataloudessa, pakkauksissa ja päivittäisissä teollisuudessa, ja sillä on keskeinen asema muoviteollisuudessa.
PE sisältää pääasiassa matalatiheyksisen polyeteenin (LDPE), korkeatiheyksisen polyeteenin (HDPE) ja erittäin suuren molekyylipainon polyeteenin (UHDPE) sekä muita lajikkeita. HDPE:llä on vähemmän haaraketjuja polymeeriketjussa, suurempi suhteellinen molekyylipaino, kiteisyys ja tiheys, suurempi kovuus ja lujuus, huono läpinäkyvyys, korkea sulamispiste, ja sitä käytetään usein ruiskuvaluosissa. LDPE:llä on paljon haaraketjuja, joten suhteellinen molekyylipaino on pieni, kiteisyys ja tiheys alhaiset, ja sillä on parempi pehmeys, iskunkestävyys ja läpinäkyvyys, ja sitä käytetään usein puhalluskalvona, ja se on tällä hetkellä laajalti käytetty PVC-vaihtoehto. HDPE- ja LDPE-materiaaleja voidaan myös sekoittaa suorituskykyvaatimusten mukaan. UHDPE:llä on korkea iskunkestävyys, alhainen kitka, jännityshalkeilun kestävyys ja hyvät energianabsorptio-ominaisuudet, mikä tekee siitä ihanteellisen materiaalin lonkka-, polvi- ja olkapääproteeseihin.
3. polypropeeni (PP, polypropeeni)
Polypropeeni on väritöntä, hajutonta ja myrkytöntä. Se näyttää polyeteeniltä, mutta on läpinäkyvämpää ja kevyempää kuin polyeteeni. PP on kestomuovi, jolla on erinomaiset ominaisuudet. Sen ominaispaino on pieni (0,9 g/cm3), se on myrkytön, helppo käsitellä, iskunkestävyys, taipumankestävyys ja muita etuja. Sillä on laaja käyttöalue jokapäiväisessä elämässä, kuten kudotut pussit, kalvot, käännettävät laatikot, langansuojausmateriaalit, lelut, autojen puskurit, kuidut, pesukoneet ja niin edelleen.
Lääketieteellisellä PP:llä on korkea läpinäkyvyys, hyvä suojaus ja säteilynkestävyys, joten sillä on laaja käyttöalue lääketieteellisissä laitteissa ja pakkausteollisuudessa. PVC:tä sisältämättömiä materiaaleja, joiden päämateriaali on PP, käytetään tällä hetkellä laajalti PVC-materiaalien vaihtoehtona.
4. Polystyreeni (PS) ja K-hartsi
PS on polyvinyylikloridin ja polyeteenin jälkeen kolmanneksi suurin muovilajike, jota käytetään yleensä yksikomponenttisena muovin prosessointi- ja levitysmateriaalina. Sen tärkeimmät ominaisuudet ovat keveys, läpinäkyvyys, helppo värjätä ja hyvä muovauskyky, joten sitä käytetään laajalti päivittäisissä muoveissa, sähköosissa, optisissa instrumenteissa sekä kulttuuri- ja koulutustarvikkeissa. Sen rakenne on kova ja hauras, ja sillä on korkea lämpölaajenemiskerroin, mikä rajoittaa sen käyttöä tekniikassa. Viime vuosikymmeninä on kehitetty modifioitua polystyreeniä ja styreenipohjaisia kopolymeerejä polystyreenin puutteiden tietyssä määrin poistamiseksi. K-hartsi on yksi niistä.
K-hartsi on valmistettu styreenin ja butadieenin kopolymeroinnista. Se on amorfinen polymeeri, läpinäkyvä, mauton ja myrkytön. Tiheys on 1,01 g/cm3 (alhaisempi kuin PS:llä tai AS:llä), iskunkestävyys on parempi kuin PS:llä. Läpinäkyvyys on hyvä (80–90 %) ja lämpömuodonmuutoslämpötila on 77 ℃. K-materiaalin butadieenin määrä ja kovuus vaihtelevat. K-materiaalin hyvän juoksevuuden ja laajan käsittelylämpötilan ansiosta sen käsittelyominaisuudet ovat hyvät.
Tärkeimpiä käyttötarkoituksia jokapäiväisessä elämässä ovat kupit, kannet, pullot, kosmetiikkapakkaukset, henkarit, lelut, PVC:tä korvaavat materiaalit, elintarvikepakkaukset ja lääketieteelliset pakkaustarvikkeet.
5. ABS, akryylinitriilibutadieenistyreeni-kopolymeerit
ABS-muovilla on tietty jäykkyys, kovuus, iskunkestävyys ja kemikaalien kestävyys, säteilynkestävyys ja etyleenioksidin desinfiointikestävyys.
Lääketieteellisissä sovelluksissa ABS-muovia käytetään pääasiassa kirurgisissa työkaluissa, rumpuklipseissä, muovisissa neuloissa, työkalulaatikoissa, diagnostiikkalaitteissa ja kuulolaitteiden koteloissa, erityisesti joissakin suurissa lääketieteellisten laitteiden koteloissa.
6. Polykarbonaatti (PC, polykarbonaatti)
PCS:n tyypillisiä ominaisuuksia ovat sitkeys, lujuus, jäykkyys ja lämmönkestävä höyrysterilointi, minkä vuoksi PCS:ää käytetään ensisijaisesti hemodialyysisuodattimina, kirurgisten työkalujen kahvoina ja happisäiliöinä (kirurgisessa sydänleikkauksessa tämä instrumentti voi poistaa hiilidioksidia verestä ja lisätä happipitoisuutta);
Muita PC:n lääketieteellisiä sovelluksia ovat neulattomat injektiojärjestelmät, perfuusioinstrumentit, verisentrifugimaljat ja männät. Tavalliset likinäkölasit valmistetaan PC:stä sen suuren läpinäkyvyyden ansiosta.
7. PTFE (polytetrafluorieteeni)
Polytetrafluorieteenihartsi on valkoista jauhetta, vahamaista ulkonäköä, sileää ja tarttumatonta, ja se on tärkein muovi. PTFE:llä on erinomaiset ominaisuudet, jotka eivät ole verrattavissa yleisiin kestomuoveihin, joten sitä kutsutaan "muovikuninkaaksi". Sen kitkakerroin on muovien alhaisin, sillä on hyvä bioyhteensopivuus ja siitä voidaan tehdä keinotekoisia verisuonia ja muita suoraan implantoituja laitteita.
Julkaisun aika: 25.10.2023