Ing taun-taun pungkasan, industri piranti medis global njaga pertumbuhan sing cepet lan stabil, kanthi tingkat pertumbuhan rata-rata udakara 4%, sing luwih dhuwur tinimbang tingkat pertumbuhan ekonomi nasional sajrone wektu sing padha. Amerika Serikat, Eropa, lan Jepang bebarengan nyekel posisi pasar utama ing pasar piranti medis global. Amerika Serikat minangka produsen lan konsumen piranti medis paling gedhe ing donya, lan konsumsi kasebut tetep ing posisi paling dhuwur ing industri kasebut. Antarane raksasa piranti medis paling penting ing donya, Amerika Serikat duwe nomer paling akeh perusahaan piranti medis lan nyumbang proporsi paling gedhe.
Artikel iki umume ngenalake plastik teknik medis sing umum digunakake, sing kasusun saka bahan kanthi bentuk sing gampang diolah. Plastik iki cenderung larang banget tinimbang bobot, amarga umume bahan sing ilang amarga lebu nalika diproses.
Pambuka babagan plastik teknik umum ing bidang medis
Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS)
Terpolymer digawe saka SAN (styrene-acrylonitrile) lan karet sintetis butadiene. Saka struktur kasebut, rantai utama ABS bisa dadi BS, AB, AS, lan rantai cabang sing cocog bisa uga AS, S, AB lan komponen liyane.
ABS minangka polimer ing endi fase karet disebar ing fase resin sing terus-terusan. Mula, dudu mung copolymer utawa campuran saka telung monomer kasebut, SAN (styrene-acrylonitrile), sing menehi kekerasan ABS lan permukaan, nanging butadiene Kanggo ketangguhan, rasio telung komponen kasebut bisa diatur yen diperlokake. Plastik biasane digunakake kanggo nggawe piring kandel 4 inci lan batang diameter 6 inci, sing bisa gampang diiket lan dilaminasi kanggo mbentuk piring lan komponen sing luwih kenthel. Amarga larang regane lan gampang diproses, dadi bahan sing populer kanggo prototipe manufaktur numerik komputer (CNC).
ABS asring digunakake kanggo nyerang kerang peralatan medis skala gedhe. Ing taun-taun pungkasan, ABS sing diisi karo serat kaca wis digunakake ing pirang-pirang panggonan.
Resin akrilik (PMMA)
Resin akrilik sejatine minangka plastik alat medis paling dhisik, lan isih umume digunakake kanggo nyetak restorasi anaplastik. * Akrilik biasane polymethyl methacrylate (PMMA).
Resin akrilik kuwat, jelas, bisa diproses lan bisa diikat. Salah sawijining cara akrilik ikatan umum yaiku kanggo ikatan pelarut karo metil klorida. Akrilik duwe jinis rod, lembaran lan piring meh ora winates, lan macem-macem warna. Resin akrilik cocog banget kanggo pipa ringan lan aplikasi optik.
Resin akrilik kanggo tondo asto lan tampilan bisa digunakake kanggo tes pathokan lan prototipe; Nanging, kudu diwaspadakake kanggo nemtokake versi biji medis sadurunge digunakake ing uji klinis. Resin akrilik kelas komersial bisa uga ngemot resistensi UV, tahan api, modifikasi pengaruh lan bahan kimia liyane, saengga ora cocog kanggo panggunaan klinis.
Polivinil klorida (PVC)
PVC duwe rong bentuk, kaku lan fleksibel, gumantung utawa ora ditambahake plasticizer. PVC biasane digunakake kanggo pipa banyu. Kerugian utama PVC yaiku tahan cuaca sing kurang, kekuatan pengaruh sing kurang sithik, lan bobot lembaran termoplastik cukup dhuwur (gravitasi khusus 1,35). Gosok utawa rusak kanthi gampang, lan nduweni titik deformasi termal sing cukup endhek (160).
PVC unplasticized diprodhuksi ing rong formulasi utama: Tipe I (resistansi korosi) lan Tipe II (pengaruh dhuwur). Tipe I PVC minangka PVC sing paling umum digunakake, nanging ing aplikasi sing mbutuhake kekuatan pengaruh sing luwih dhuwur tinimbang Tipe I, Tipe II nduweni resistensi pengaruh sing luwih apik lan resistensi korosi sing rada nyuda. Ing aplikasi sing mbutuhake formulasi suhu tinggi, polivinilida fluorida (PVDF) kanggo aplikasi kemurnian tinggi bisa digunakake udakara 280 ° F.
Produk medis sing digawe saka polivinil klorida plastik (plasticizedpvc) asline digunakake kanggo ngganti karet alam lan kaca ing peralatan medis. Alesan kanggo substitusi yaiku: bahan polivinil klorida plastik dadi luwih gampang disterilake, luwih transparan, lan stabilitas kimia lan efektivitas ekonomi sing luwih apik. Produk polivinil klorida plastik bisa digunakake kanthi gampang, lan amarga alus lan elastisitas dhewe, bisa nyegah jaringan sensitif pasien lan ora nggawe pasien krasa ora nyaman.
Polikarbonat (PC)
Polycarbonate (PC) minangka plastik transparan sing paling angel lan migunani banget kanggo piranti medis prototipe, luwih-luwih yen iketan penyembuhan UV digunakake. PC duwe macem-macem bentuk rod, piring lan sheet, gampang digabung.
Sanajan luwih saka selusin karakteristik kinerja PC bisa digunakake dhewe utawa kombinasi, pitu sing paling asring diandelake. PC duweni pengaruh sing kuat, transparansi banyu transparan, resistensi creep sing apik, kisaran suhu operasi sing wiyar, stabilitas dimensi, tahan aus, atose lan kaku, sanajan kemulurane.
PC gampang ganti warna kanthi sterilisasi radiasi, nanging kasedhiya nilai stabilitas radiasi.
Polipropilena (PP)
PP minangka plastik poliolefin sing murah lan regane leleh, mula cocog banget kanggo thermoforming lan kemasan panganan. PP gampang kobong, dadi yen sampeyan butuh resistensi geni, goleki nilai tahan api (FR). PP tahan mlengkung, umume diarani "lem 100 kali lipat". Kanggo aplikasi sing mbutuhake mlengkung, PP bisa digunakake.
Polyethylene (PE)
Polyethylene (PE) minangka bahan sing umum digunakake ing kemasan lan pangolahan panganan. Polietilen bobot molekul sing dhuwur banget (UHMWPE) tahan resistensi sing dhuwur, koefisien gesekan sing kurang, pelinciran awake, non-adhesi permukaan lan resistensi lemes kimia. Iki uga njaga kinerja dhuwur ing suhu sing sithik banget (kayata nitrogen cair, -259 ° C). UHMWPE wiwit alus sakitar 185 ° F lan ilang resistensi abrasi.
Amarga UHMWPE duwe ekspansi lan tingkat kontraksi sing cukup dhuwur nalika suhu ganti, mula ora dianjurake kanggo aplikasi toleransi sing cedhak ing lingkungan kasebut.
Amarga energi permukaan sing dhuwur, lumahing non-perekat, PE bisa uga angel diikat. Komponen paling gampang pas karo pengikat, gangguan utawa sworo seru. Loctite ngasilake perekat cyanoacrylate (CYA) (LoctitePrism permukaan-sensitif CYA lan primer) kanggo ikatan jinis plastik kasebut.
UHMWPE uga digunakake ing implan ortopedi kanthi sukses banget. Iki minangka bahan sing paling umum digunakake ing cangkir acetabular sajrone total arthroplasty pinggul lan bahan sing paling umum ing komponen plato tibial sajrone total arthroplasty lutut. Cocog kanggo campuran kobalt-kromium sing apik banget. * Elinga yen bahan sing cocog kanggo implan ortopedi yaiku bahan khusus, dudu versi industri. Kelas medis UHMWPE didol kanthi jeneng dagang Lennite dening Westlake Plastics (Lenni, PA).
Polyoxymethylene (POM)
DuPont's Delrin minangka salah sawijining POM sing paling misuwur, lan umume desainer nggunakake jeneng iki kanggo ngrujuk plastik iki. POM disintesis saka formaldehida. POM wiwitane digawe ing wiwitan taun 1950an minangka sulih logam non-ferrous sing tahan panas, umume diarani "Saigang". Iki minangka plastik sing angel kanthi koefisien gesekan lan kekuatan sing dhuwur.
Delrin lan POM sing padha angel diikat, lan mekanik paling apik. Delrin umume digunakake kanggo prototipe piranti medis lan perlengkapan tertutup. Bisa diproses banget, mula cocog banget kanggo prototipe peralatan mesin sing mbutuhake kekuatan, resistensi kimia, lan bahan sing cocog karo standar FDA.
Salah sawijining kekurangan Delrin yaiku sensitivitas kanggo sterilisasi radiasi, sing cenderung nggawe POM rapuh. Yen sterilisasi radiasi, pas snap, mekanisme spring plastik lan bagean sing tipis bisa rusak. Yen sampeyan pengin disterilake bagean B-POM, coba gunakake EtO, Steris utawa autoklaf, gumantung apa piranti kasebut ngemot komponen sensitif, kayata piranti elektronik.
Nilon (PA)
Nylon kasedhiya ing formulasi 6/6 lan 6/12. Nylon angel lan tahan panas. Identifier 6/6 lan 6/12 nuduhake jumlah atom karbon ing rantai polimer, lan 6/12 minangka nilon rantai dawa kanthi resistensi panas sing luwih dhuwur. Nylon ora bisa diproses kaya ABS utawa Delrin (POM) amarga cenderung ninggalake kripik lengket ing pinggir bagean sing bisa uga kudu diburake.
Nylon 6, sing paling umum yaiku nilon cor, sing dikembangake dening DuPont sadurunge Perang Dunia II. Nanging, durung nganti taun 1956, kanthi ditemokake senyawa (katalis katalis lan akselerator) sing nylon nylon dadi bisa digunakake kanthi komersial. Kanthi teknologi anyar iki, kacepetan polimerisasi saya tambah akeh, lan langkah-langkah sing dibutuhake kanggo entuk polimerisasi saya suda.
Amarga watesan pangolahan sing luwih sithik, nylon 6 nyedhiyakake salah sawijining ukuran larik paling gedhe lan bentuk khusus termoplastik apa wae. Casting kalebu bar, tabung, tabung lan piring. Ukurane wiwit 1 pon nganti 400 pon.
Bahan nilon duwe kekuatan mekanik lan rasane ramah kulit sing ora ana bahan biasa. Nanging, peralatan medis nyelehake orthosis, kursi roda rehabilitasi, lan kasur keperawatan medis biasane mbutuhake komponen kanthi kapasitas momotan beban tartamtu, mula PA66 + 15% GF umume dipilih.
Fluorinasi Etilena Propilena (FEP)
Etilen propilena fluorin (FEP) nduweni sifat tetrafluoroethylene (TFE) (polytetrafluoroethylene [PTFE] sing dikarepake, nanging suhu urip luwih murah yaiku 200 ° C (392 ° F). Beda karo PTFE, FEP bisa dicetak injeksi lan diusir menyang bar, tabung lan profil khusus kanthi metode konvensional. Iki dadi kaunggulan desain lan pangolahan tinimbang PTFE. Bar nganti 4,5 inci lan piring nganti 2 inci kasedhiya. Kinerja FEP kanthi sterilisasi radiasi rada luwih apik tinimbang karo PTFE.
Plastik teknik kinerja dhuwur
Polietimid (PEI)
Ultem 1000 minangka polimer termoplastik polimerimida panas tinggi, dirancang dening Perusahaan Listrik Umum kanggo nyetak injeksi. Liwat pangembangan teknologi ekstrusi anyar, pabrikan kayata AL Hyde, Gehr lan Ensinger ngasilake macem-macem model lan ukuran Ultem 1000. Ultem 1000 nggabungake proses sing bisa diproses lan duwe keuntungan ngirit dibandhingake karo PES, PEEK lan Kapton ing aplikasi panas dhuwur (panggunaan terus-terusan nganti 340 ° F). Ultem bisa didandani kanthi otomatis.
Polietherketone (PEEK)
Polyetheretherketone (PEEK) minangka merek dagang saka Victrex plc (UK), termoplastik suhu tinggi kristal kanthi panas banget lan resistensi kimia, uga resistensi aus lan resistensi dinamis sing kuwat. Dianjurake kanggo komponen listrik sing mbutuhake suhu operasi terus-terusan dhuwur (480 ° F), lan asap asap lan asap beracun banget sing kena geni.
PEEK ketemu Underwriter Laboratories (UL) persyaratan 94 V-0, 0,080 inci. Produk kasebut tahan banget tumrap radiasi gamma, sanajan luwih gedhe tinimbang polistirena. Siji-sijine pelarut umum sing bisa nyerang PEEK yaiku asam sulfat klempakan. PEEK duwe resistensi hidrolisis sing apik banget lan bisa digunakake nganti uap nganti 500 ° F.
Polytetrafluoroethylene (PTFE)
TFE utawa PTFE (polytetrafluoroethylene), biasane diarani Teflon, minangka salah siji saka telung resin fluorokarbon ing klompok fluorokarbon, sing kabeh kasusun saka fluor lan karbon. Resin liyane ing grup iki, uga dikenal kanthi jeneng Teflon, yaiku perfluoroalkoxy fluorocarbon (PFA) lan FEP.
Pasukan sing ngubungake fluor lan karbon bebarengan nyedhiyakake salah sawijining ikatan kimia paling kuat ing antarane atom sing disusun kanthi simetris. Asil saka kekuatan ikatan plus konfigurasi rantai yaiku polimer sing cukup kandhel, kimia, lan polimer sing stabil sacara termal.
TFE nolak panas lan meh kabeh zat kimia. Kajaba sawetara spesies manca, ora larut ing kabeh bahan organik. Kinerja listrik sing apik banget. Sanajan duwe pengaruh sing kuat, dibandhingake karo thermoplastics rekayasa liyane, resistensi aus, kekuatan tarik lan resistensi creep kurang.
TFE nduweni konstanta dielektrik paling murah lan faktor disipasi paling murah kanggo kabeh bahan padhet. Amarga sesambungan kimia sing kuat, TFE meh ora nyenengake molekul sing beda. Iki nyebabake koefisien gesekan paling murah 0,05. Sanajan PTFE duwe koefisien gesekan sing kurang, ora cocog kanggo aplikasi ortopedi kanthi bantalan beban amarga resistensi creep sing kurang lan sifat keausan sing kurang. Sir John Charnley nemokake masalah iki nalika ngrintis babagan penggantian pinggul total ing pungkasan taun 1950an.
Polysulfone
Polysulfone wiwitane dikembangake dening BP Amoco lan saiki diprodhuksi dening Solvay kanthi jeneng dagang Udel, lan polyphenylsulfone didol kanthi jeneng dagang Radel.
Polysulfone minangka termoplastik (amber) transparan sing kuat, kaku, kekuatan tinggi sing bisa njaga sifat-sifat ing kisaran suhu -150 ° F nganti 300 ° F. Dirancang kanggo peralatan sing disetujoni FDA, uga wis lulus kabeh tes USP Kelas VI (biologis). Iki cocog karo standar banyu ngombe Yayasan Sanitasi Nasional, nganti 180 ° F. Polysulfone nduweni stabilitas dimensi sing dhuwur banget. Sawise kena banyu sing nggodhok utawa udhara ing 300 ° F, pangowahan dimensi linear biasane sepersepuluh 1% utawa kurang. Polysulfone duwe resistensi dhuwur kanggo asam anorganik, alkali lan larutan uyah; sanajan suhu dhuwur ing tingkat stres moderat, resistensi sing apik kanggo deterjen lan minyak hidrokarbon. Polysulfone ora tahan karo pelarut organik polar kayata keton, hidrokarbon klorin lan hidrokarbon aromatik.
Radel digunakake kanggo nampan instrumen sing mbutuhake resistensi panas sing dhuwur lan kekuatan pengaruh sing gedhe, lan kanggo aplikasi tray autoklaf rumah sakit. Resin rekayasa polysulfone nggabungake kekuatan dhuwur lan resistensi jangka panjang kanggo sterilisasi uap sing bola-bali. Polimer kasebut kabukten minangka alternatif kanggo stainless steel lan kaca. Polysulfone kelas medis inert sacara biologis, dawane umur dawa sajrone proses sterilisasi, bisa transparan utawa buram, lan tahan karo bahan kimia rumah sakit sing paling umum.
