Ve srovnání se sklem a kovovými materiály jsou hlavními vlastnostmi plastů:
1, nízké náklady, lze znovu použít bez dezinfekce, vhodné pro použití jako surovina pro výrobu jednorázových zdravotnických prostředků;
2, zpracování je jednoduché, použití jeho plasticity může být zpracováno do různých užitečných struktur a kov a sklo je obtížné vyrobit do složitých struktur produktů;
3, houževnatý, elastický, ne tak snadno rozbitelný jako sklo;
4, s dobrou chemickou inertností a biologickou bezpečností.
Díky těmto výkonnostním výhodám se plasty široce používají ve zdravotnických prostředcích, zejména mezi polyvinylchlorid (PVC), polyethylen (PE), polypropylen (PP), polystyren (PS), polykarbonát (PC), ABS, polyuretan, polyamid, termoplastické elastomery, polysulfon a polyetheretherketon. Míchání může zlepšit výkon plastů, čímž se dosáhne nejlepších výsledků při použití různých pryskyřic, jako je modifikace mícháním polykarbonátu/ABS, polypropylenu a elastomerů.
Vzhledem ke kontaktu s tekutými léky nebo kontaktu s lidským tělem jsou základními požadavky na lékařské plasty chemická stabilita a biologická bezpečnost. Stručně řečeno, složky plastových materiálů se nemohou vysrážet do tekutých léků ani do lidského těla, nezpůsobují toxicitu a poškození tkání a orgánů a jsou netoxické a neškodné pro lidské tělo. Aby byla zajištěna biologická bezpečnost lékařských plastů, jsou lékařské plasty obvykle prodávané na trhu certifikovány a testovány zdravotnickými orgány a uživatelé jsou jasně informováni o tom, které druhy jsou lékařské kvality.
Lékařské plasty ve Spojených státech obvykle procházejí certifikací FDA a biologickou detekcí USPVI a lékařské plasty v Číně jsou obvykle testovány v testovacím centru pro zdravotnické prostředky v provincii Shandong. V současné době v zemi stále existuje značný počet lékařských plastů bez přísného smyslu pro certifikaci biologické bezpečnosti, ale s postupným zlepšováním předpisů se tato situace bude stále více zlepšovat.
Podle požadavků na strukturu a pevnost daného zdravotnického prostředku volíme správný typ plastu a jeho jakost a určujeme technologii zpracování materiálu. Mezi tyto vlastnosti patří výkonnost zpracování, mechanická pevnost, provozní náklady, způsob montáže, sterilizace atd. Jsou zde představeny vlastnosti zpracování a fyzikální a chemické vlastnosti několika běžně používaných lékařských plastů.
Sedm běžně používaných lékařských plastů
1. Polyvinylchlorid (PVC)
PVC je jedním z nejproduktivnějších druhů plastů na světě. PVC pryskyřice je bílý nebo světle žlutý prášek, čisté PVC je ataktické, tvrdé a křehké, používá se jen zřídka. V závislosti na různých použitích lze přidat různé přísady, aby se dosáhlo různých fyzikálních a mechanických vlastností plastových dílů z PVC. Přidáním vhodného množství změkčovadla do PVC pryskyřice lze vytvořit různé tvrdé, měkké a průhledné výrobky.
Tvrdé PVC neobsahuje nebo obsahuje malé množství změkčovadla, má dobrou odolnost proti tahu, ohybu, tlaku a nárazu a lze jej použít samostatně jako konstrukční materiál. Měkké PVC obsahuje více změkčovadel, což zvyšuje jeho měkkost, prodloužení a odolnost proti chladu, ale snižuje křehkost, tvrdost a pevnost v tahu. Hustota čistého PVC je 1,4 g/cm3 a hustota plastových dílů z PVC s změkčovadly a plnivy se obvykle pohybuje v rozmezí 1,15~2,00 g/cm3.
Podle odhadů trhu je asi 25 % lékařských plastových výrobků z PVC. To je dáno především nízkou cenou pryskyřice, širokou škálou použití a jejím snadným zpracováním. Mezi PVC výrobky pro lékařské aplikace patří: hemodialyzační trubice, dýchací masky, kyslíkové trubice a tak dále.
2. Polyethylen (PE, polyethylen)
Polyethylen je nejrozšířenějším druhem v plastikářském průmyslu. Jeho mléčné, bez chuti, zápachu a netoxické lesklé voskové částice se vyznačují nízkou cenou a dobrým výkonem, lze je široce používat v průmyslu, zemědělství, balení a každodenním průmyslu a zaujímají klíčové postavení v plastikářském průmyslu.
PE zahrnuje hlavně nízkohustotní polyethylen (LDPE), vysokohustotní polyethylen (HDPE) a ultravysokomolekulární polyethylen (UHDPE) a další varianty. HDPE má méně rozvětvených řetězců v polymerním řetězci, vyšší relativní molekulovou hmotnost, krystalinitu a hustotu, větší tvrdost a pevnost, nízkou opacitu, vysoký bod tání a často se používá ve vstřikovaných dílech. LDPE má mnoho rozvětvených řetězců, takže relativní molekulová hmotnost je malá, krystalinita a hustota nízká, s lepší měkkostí, odolností proti nárazu a průhledností, často se používá pro vyfukování fólií a v současnosti je široce používanou alternativou PVC. Materiály HDPE a LDPE lze také míchat podle požadavků na výkon. UHDPE má vysokou rázovou houževnatost, nízké tření, odolnost proti praskání v důsledku napětí a dobré vlastnosti absorpce energie, což z něj činí ideální materiál pro umělé spojky kyčlí, kolen a ramen.
3. polypropylen (PP, polypropylen)
Polypropylen je bezbarvý, bez zápachu a netoxický. Vypadá jako polyethylen, ale je průhlednější a lehčí než polyethylen. PP je termoplast s vynikajícími vlastnostmi, s nízkou měrnou hmotností (0,9 g/cm3), netoxický, snadno zpracovatelný, odolný proti nárazu, odolný proti deformaci a další výhody. Má širokou škálu uplatnění v každodenním životě, včetně tkaných tašek, fólií, přepravek na odpad, materiálů na stínící dráty, hraček, nárazníků do automobilů, vláken, praček a tak dále.
Lékařský PP má vysokou průhlednost, dobrou bariéru a odolnost vůči záření, takže má široké uplatnění v průmyslu zdravotnických zařízení a obalů. Materiály bez PVC s PP jako hlavní částí se v současné době široce používají jako alternativa k PVC materiálům.
4. Polystyren (PS) a pryskyřice K
PS je třetí největší druh plastu po polyvinylchloridu a polyethylenu, obvykle se používá jako jednosložkový plastový materiál. Jeho hlavní vlastnosti jsou nízká hmotnost, průhlednost, snadné barvení a dobrý výkon při lisování, proto se široce používá v každodenním používání plastů, elektrických součástek, optických přístrojů a kulturních a vzdělávacích potřeb. Jeho textura je tvrdá a křehká a má vysoký koeficient tepelné roztažnosti, což omezuje jeho použití ve strojírenství. V posledních desetiletích byly vyvinuty modifikované polystyrenové a styrenové kopolymery, které do určité míry překonaly nedostatky polystyrenu. K pryskyřice je jednou z nich.
Pryskyřice K je vyrobena z kopolymerace styrenu a butadienu. Jedná se o amorfní polymer, transparentní, bez chuti, netoxický, s hustotou 1,01 g/cm3 (nižší než PS, AS), vyšší rázovou houževnatostí než PS, dobrou průhledností (80 ~ 90 %) a teplotou tepelné deformace 77 °C. Díky množství butadienu obsaženého v materiálu K se liší i jeho tvrdost. Díky dobré tekutosti materiálu K je jeho teplotní rozsah široký, takže má dobrý zpracovatelský výkon.
Mezi hlavní použití v každodenním životě patří kelímky, VÍČKA, lahve, kosmetické obaly, ramínka, hračky, výrobky z náhražek PVC, obaly na potraviny a zdravotnické obaly.
5. ABS, kopolymery akrylonitrilu, butadienu a styrenu
ABS má určitou tuhost, tvrdost, odolnost proti nárazu a chemickou odolnost, odolnost proti záření a odolnost proti dezinfekci ethylenoxidem.
ABS se v lékařství používá hlavně jako chirurgické nástroje, klipy na bubínky, plastové jehly, bedny na nářadí, diagnostické přístroje a pouzdra pro naslouchátka, zejména některá velká pouzdra pro lékařské přístroje.
6. Polykarbonát (PC, polykarbonát)
Typickými vlastnostmi PCS jsou houževnatost, pevnost, tuhost a tepelně odolná sterilizace párou, díky čemuž je PCS preferováno jako hemodialyzační filtry, rukojeti chirurgických nástrojů a kyslíkové nádrže (při použití v chirurgické chirurgii srdce může tento nástroj odstranit oxid uhličitý z krve a zvýšit obsah kyslíku);
Mezi další aplikace PC v medicíně patří bezjehlové injekční systémy, perfuzní nástroje, misky pro krevní centrifugy a písty. Vzhledem k jeho vysoké průhlednosti se z PC vyrábějí obvyklé brýle pro krátkozrakost.
7. PTFE (polytetrafluorethylen)
Polytetrafluorethylenová pryskyřice je bílý prášek voskového vzhledu, hladký a nepřilnavý, je nejdůležitějším plastem. PTFE má vynikající vlastnosti, které nelze srovnat s běžnými termoplasty, proto je známý jako "král plastů". Jeho koeficient tření je nejnižší mezi plasty, má dobrou biokompatibilitu a lze jej použít k výrobě umělých cév a dalších přímo implantovatelných zařízení.
Čas zveřejnění: 25. října 2023