Sammenlignet med glass- og metallmaterialer er de viktigste egenskapene til plast:
1, kostnaden er lav, kan gjenbrukes uten desinfisering, egnet for bruk som råmateriale for produksjon av medisinsk engangsutstyr;
2, behandlingen er enkel, bruken av plastisiteten kan bearbeides til en rekke nyttige strukturer, og metall og glass er vanskelige å produsere til komplekse strukturer av produkter;
3, tøff, elastisk, ikke så lett å knuse som glass;
4, med god kjemisk inertitet og biologisk sikkerhet.
Disse ytelsesfordelene gjør at plast er mye brukt i medisinsk utstyr, hovedsakelig inkludert polyvinylklorid (PVC), polyetylen (PE), polypropylen (PP), polystyren (PS), polykarbonat (PC), ABS, polyuretan, polyamid, termoplastiske elastomerer, polysulfon og polyetereterketon. Blanding kan forbedre ytelsen til plast, slik at den beste ytelsen til forskjellige harpikser gjenspeiles, for eksempel polykarbonat/ABS, polypropylen/elastomer-blandingsmodifikasjon.
På grunn av kontakt med flytende medisin eller kontakt med menneskekroppen er de grunnleggende kravene til medisinsk plast kjemisk stabilitet og biosikkerhet. Kort sagt, komponentene i plastmaterialene kan ikke utfelles i flytende medisin eller menneskekroppen, vil ikke forårsake toksisitet og skade på vev og organer, og er giftfri og ufarlig for menneskekroppen. For å sikre biosikkerheten til medisinsk plast er medisinsk plast som vanligvis selges på markedet sertifisert og testet av medisinske myndigheter, og brukerne er tydelig informert om hvilke kvaliteter som er medisinsk kvalitet.
Medisinsk plast i USA består vanligvis FDA-sertifisering og USPVI biologisk deteksjon, og medisinsk plast i Kina testes vanligvis av Shandong Medical Device Testing Center. For tiden er det fortsatt et betydelig antall medisinske plastmaterialer i landet uten streng biosikkerhetssertifisering, men med gradvis forbedring av regelverket vil disse situasjonene bli mer og mer forbedret.
I henhold til strukturen og styrkekravene til enhetsproduktet velger vi riktig type plast og riktig kvalitet, og bestemmer materialets prosesseringsteknologi. Disse egenskapene inkluderer prosesseringsytelse, mekanisk styrke, brukskostnader, monteringsmetode, sterilisering, etc. Prosesseringsegenskapene og de fysiske og kjemiske egenskapene til flere vanlige medisinske plasttyper introduseres.
Syv vanlige medisinske plasttyper
1. Polyvinylklorid (PVC)
PVC er en av de mest produktive plastvariantene i verden. PVC-harpiks er et hvitt eller lysegult pulver, mens ren PVC er ataktisk, hard og sprø, og brukes sjelden. Avhengig av bruksområder kan forskjellige tilsetningsstoffer tilsettes for å gi PVC-plastdeler forskjellige fysiske og mekaniske egenskaper. Ved å tilsette en passende mengde mykner til PVC-harpiks kan man lage en rekke harde, myke og gjennomsiktige produkter.
Hard PVC inneholder ikke eller inneholder en liten mengde myknere, har god strekkfasthet, bøyefasthet, trykkfasthet og slagfasthet, og kan brukes som et strukturelt materiale alene. Myk PVC inneholder flere myknere, og mykheten, bruddforlengelsen og kuldemotstanden øker, men sprøheten, hardheten og strekkfastheten reduseres. Tettheten til ren PVC er 1,4 g/cm3, og tettheten til PVC-plastdeler med myknere og fyllstoffer er vanligvis i området 1,15~2,00 g/cm3.
Ifølge markedsestimater er omtrent 25 % av medisinske plastprodukter laget av PVC. Dette skyldes hovedsakelig den lave kostnaden for harpiksen, det brede bruksområdet og den enkle bearbeidingen. PVC-produkter for medisinske applikasjoner er: hemodialyserør, pustemasker, oksygenslanger og så videre.
2. Polyetylen (PE, polyetylen)
Polyetylenplast er det største varianten i plastindustrien, melkeaktige, smakløse, luktfrie og giftfrie glansende voksaktige partikler. Den kjennetegnes av billig pris, god ytelse, kan brukes mye i industri, landbruk, emballasje og daglig industri, og inntar en sentral posisjon i plastindustrien.
PE omfatter hovedsakelig lavdensitetspolyetylen (LDPE), høydensitetspolyetylen (HDPE) og ultrahøymolekylær polyetylen (UHDPE) og andre varianter. HDPE har færre forgreninger i polymerkjeden, høyere relativ molekylvekt, krystallinitet og tetthet, større hardhet og styrke, dårlig opasitet, høyt smeltepunkt og brukes ofte i injeksjonsdeler. LDPE har mange forgreninger, så den relative molekylvekten er liten, krystalliniteten og tettheten er lav, med bedre mykhet, slagfasthet og gjennomsiktighet, ofte brukt til blåsefilm, er for tiden et mye brukt PVC-alternativ. HDPE- og LDPE-materialer kan også blandes i henhold til ytelseskravene. UHDPE har høy slagfasthet, lav friksjon, motstand mot spenningssprekker og gode energiabsorpsjonsegenskaper, noe som gjør det til et ideelt materiale for kunstige hofte-, kne- og skulderforbindelser.
3. polypropylen (PP, polypropylen)
Polypropylen er fargeløs, luktfri og giftfri. Ser ut som polyetylen, men er mer gjennomsiktig og lettere enn polyetylen. PP er en termoplast med utmerkede egenskaper, med liten spesifikk vekt (0,9 g/cm3), giftfri, enkel å bearbeide, slagfast, anti-avbøyning og andre fordeler. Den har et bredt spekter av bruksområder i dagliglivet, inkludert vevde vesker, filmer, omslagsbokser, trådskjermingsmaterialer, leker, bilstøtfangere, fibre, vaskemaskiner og så videre.
Medisinsk PP har høy gjennomsiktighet, god barriere- og strålingsmotstand, slik at den har et bredt spekter av bruksområder innen medisinsk utstyr og emballasjeindustrien. Ikke-PVC-materialer med PP som hoveddel er for tiden mye brukt som alternativer til PVC-materialer.
4. Polystyren (PS) og K-harpiks
PS er den tredje største plastvarianten etter polyvinylklorid og polyetylen, vanligvis brukt som enkomponentplast for bearbeiding og anvendelse. Hovedegenskapene er lett vekt, gjennomsiktighet, enkel å farge, god støpeprosessytelse, så den er mye brukt i daglig plast, elektriske deler, optiske instrumenter og kultur- og utdanningsartikler. Teksturen er hard og sprø, og den har en høy termisk utvidelseskoeffisient, noe som begrenser bruken innen ingeniørfag. I de siste tiårene har modifisert polystyren og styrenbaserte kopolymerer blitt utviklet for å overvinne manglene ved polystyren til en viss grad. K-harpiks er en av dem.
K-harpiks er laget av styren- og butadien-kopolymerisasjon. Det er en amorf polymer, gjennomsiktig, smakløs, giftfri, tetthet på 1,01 g/cm3 (lavere enn PS, AS), høyere slagfasthet enn PS, god gjennomsiktighet (80 ~ 90%), termisk deformasjonstemperatur på 77 ℃. Mengden butadien i K-materialet er også forskjellig, og hardheten er også forskjellig. På grunn av K-materialets gode fluiditet er behandlingstemperaturområdet bredt, slik at behandlingsytelsen er god.
De viktigste bruksområdene i dagliglivet inkluderer kopper, lokk, flasker, kosmetikkemballasje, kleshengere, leker, PVC-erstatningsmaterialer, matemballasje og medisinsk emballasjeutstyr.
5. ABS, akrylnitrilbutadienstyren-kopolymerer
ABS har en viss stivhet, hardhet, slagfasthet og kjemisk motstand, strålingsbestandighet og desinfeksjonsmotstand mot etylenoksid.
ABS brukes hovedsakelig i medisinsk bruk som kirurgiske verktøy, trommelklemmer, plastnåler, verktøykasser, diagnostiske apparater og høreapparathus, spesielt noe stort medisinsk utstyrshus.
6. Polykarbonat (PC, polykarbonat)
De typiske egenskapene til PCS er seighet, styrke, stivhet og varmebestandig dampsterilisering, noe som gjør PCS foretrukket som hemodialysefiltre, håndtak til kirurgiske verktøy og oksygentanker (når det brukes i kirurgisk hjertekirurgi, kan dette instrumentet fjerne karbondioksid fra blodet og øke oksygenmengden);
Andre bruksområder for PC innen medisin inkluderer nålefrie injeksjonssystemer, perfusjonsinstrumenter, blodsentrifugeboller og stempler. Ved å dra nytte av den høye gjennomsiktigheten er vanlige myopibriller laget av PC.
7. PTFE (polytetrafluoretylen)
Polytetrafluoretylenharpiks er et hvitt pulver, voksaktig utseende, glatt og ikke-klebende, og er den viktigste plasten. PTFE har utmerkede egenskaper som ikke kan sammenlignes med vanlige termoplaster, så den er kjent som "plastkongen". Friksjonskoeffisienten er den laveste blant plaster, har god biokompatibilitet og kan lages til kunstige blodkar og andre direkte implanterte enheter.
Publisert: 25. oktober 2023