Dina taun-taun ayeuna, industri alat médis global parantos ngajaga pertumbuhan gancang sareng stabil, kalayan tingkat pertumbuhan rata-rata sakitar 4%, anu langkung luhur tibatan tingkat pertumbuhan ékonomi nasional dina waktos anu sami. Amérika Serikat, Éropa, sareng Jepang babarengan ngilikan posisi pasar utama dina pasar alat médis global. Amérika Serikat mangrupikeun produser sareng konsumen alat médis pangageungna, sareng konsumsi na pageuh dina posisi pamimpin di industri. Diantara raksasa parangkat médis luhur di dunya, Amérika Serikat ngagaduhan jumlah perusahaan alat médis pangageungna sareng nyumbang proporsi pangageungna.
Tulisan ieu utamina ngenalkeun palastik rékayasa médis anu biasa dianggo, anu diwangun ku bahan anu bentukna gampang diolah. Plastik ieu condong kawilang mahal dibandingkeun beurat, kusabab seuseueurna bahan leungit kusabab lebu nalika diolah.
Bubuka palastik rékayasa umum dina médis
Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS)
Terpolmer didamel tina SAN (styrene-acrylonitrile) sareng karét sintétik butadién. Tina strukturna, ranté utama ABS tiasa janten BS, AB, AS, sareng ranté cabang anu sami tiasa janten AS, S, AB sareng komponén sanés.
ABS mangrupikeun polimér anu fase karét dibubarkeun dina tahapan résin anu teras-terasan. Maka, éta sanés ngan saukur kopolymer atanapi campuran tina tilu monomer ieu, SAN (styrene-acrylonitrile), anu masihan karasa ABS sareng permukaan, tapi butadién masihan Kanggo kateguhan na, babandingan tina tilu komponén ieu tiasa disaluyukeun upami diperyogikeun. Plastik biasana dianggo pikeun ngadamel pelat kandel 4 inci sareng batang diaméter 6 inci, anu tiasa gampil diiket sareng dilaminasi pikeun ngabentuk pelat sareng komponenana anu kandel. Kusabab biaya anu masuk akal sareng pamrosésan anu gampang, éta mangrupikeun bahan populér pikeun prototipe manufaktur numerik kontrol komputer (CNC).
ABS sering dianggo pikeun ngalepatkeun cangkang alat médis skala gedé. Dina taun-taun ayeuna, ABS ngeusi serat gelas parantos dianggo di sababaraha tempat.
Résin akrilik (PMMA)
Résin akrilik saleresna mangrupikeun palastik alat médis pangpayunna, sareng masih biasa dianggo dina nyetak réapasi anaplastik. * Acrylic dasarna nyaéta polymethyl methacrylate (PMMA).
Résin akrilik kuat, jelas, diproses jeung kabeungkeut. Salah sahiji cara umum pikeun ngabeungkeut akrilik nyaéta pikeun ngébréhkeun beungkeutan sareng métil klorida. Akrilik gaduh ampir seueur jinis rod, lambaran sareng bentuk lempengan, sareng sababaraha warna. Résin akrilik hususna cocog pikeun pipa lampu sareng aplikasi optik.
Résin akrilik pikeun plang sareng tampilan tiasa dianggo pikeun tés patokan sareng prototipe; kumaha oge, perawatan kudu dilaksanakeun pikeun nangtukeun versi kelas médis méméh ngagunakeunana dina uji klinis naon waé. Résin akrilik kelas komérsial tiasa ngandung résistansi UV, retardants seuneu, modifier dampak sareng bahan kimia sanésna, ngajantenkeun aranjeunna henteu cocog pikeun panggunaan klinis.
Polivinil klorida (PVC)
PVC ngagaduhan dua bentuk, kaku sareng fleksibel, gumantung kana naha atanapi henteu nambih palastik. PVC biasana dianggo pikeun pipa cai. Karugian utama PVC nyaéta résistansi cuaca anu lemah, kakuatan pangaruh anu relatif rendah, sareng beurat lambaran termoplastik cukup luhur (gravitasi khusus 1,35). Éta gampang kagorés atanapi rusak, sareng ngagaduhan titik deformasi termal anu kawilang rendah (160).
PVC unplasticized dihasilkeun dina dua formulasi utama: Tipe I (résistansi korosi) sareng Type II (high impact). Tipe I PVC mangrupikeun PVC anu paling sering dianggo, tapi dina aplikasi peryogi kakuatan dampak anu langkung luhur tibatan Tipe I, Tipe II ngagaduhan résistansi dampak anu langkung saé sareng tahan korosi sakedik dikurangan. Dina aplikasi anu meryogikeun formulasi suhu luhur, polyvinylidene fluoride (PVDF) pikeun aplikasi purity tinggi tiasa dianggo sakitar 280 ° F.
Produk médis anu didamel tina plastisitas polvinil klorida (plasticizedpvc) asalna dipaké pikeun ngaganti karét alam sareng gelas dina alat-alat médis. Alesan pikeun ngagantianana nyaéta: bahan-bahan polivinil klorida plastisitas langkung gampang disterilisasi, langkung transparan, sareng ngagaduhan stabilitas kimia anu hadé sareng épéktipitas ékonomi. Produk polivinil klorida Plastik gampang dianggo, sareng kusabab kalembutan sareng élastisitasna nyalira, aranjeunna tiasa nyingkahan jaringan sénsitip pasién sareng ngajantenkeun sanés sabar raoseun.
Polikarbonat (PC)
Polycarbonate (PC) mangrupikeun palastik transparan paling tangguh sareng seueur kapaké pikeun alat médis prototipe, utamina upami beungkeutan UV curing bakal dianggo. PC ngagaduhan sababaraha bentuk rod, piring sareng lambaran, éta gampang digabungkeun.
Sanaos langkung ti belasan ciri kinerja PC tiasa dianggo nyalira atanapi kombinasi, tujuh anu paling sering diandelkeun. PC gaduh kakuatan pangaruh tinggi, transparansi cai transparan, résistansi ngarayap anu saé, kisaran suhu operasi anu lega, stabilitas dimensi, tahan maké, karasa sareng kaku, sanaos kaméra na.
PC gampang dirobih ku sterilisasi radiasi, tapi tingkat stabilitas radiasi sayogi.
Polipropilén (PP)
PP mangrupikeun palastik poli-polinfin murah-beurat sareng titik lebur anu handap, janten cocog pisan pikeun thermoforming sareng bungkus tuangeun. PP gampang kabeuleum, janten upami anjeun peryogi tahan seuneu, milari nilai tahan seuneu (FR). PP tahan ngabengkokkeun, umum dikenal salaku "lem 100 kali lipat". Pikeun aplikasi anu meryogikeun bending, PP tiasa dianggo.
Poliétilén (PE)
Poliétilén (PE) mangrupikeun bahan anu biasa dianggo dina bungkus pangan sareng pamrosésan. Poliétilén beurat molekul luhur-luhur (UHMWPE) ngagaduhan résistansi maké tinggi, koefisien gesekan low, self-lubricity, permukaan non-adhesion sareng résistansi kacapean kimia anu hadé. Éta ogé ngajaga performa tinggi dina suhu anu handap pisan (contona, nitrogén cair, -259 ° C). UHMWPE mimiti lemes sakitar 185 ° F sareng kaleungitan résistansi abrasi.
Kusabab UHMWPE ngagaduhan tingkat ékspansi sareng kontraksi anu kawilang tinggi nalika parobihan suhu, henteu disarankeun pikeun aplikasi toleransi anu caket dina lingkungan ieu.
Kusabab énergi permukaanna anu luhur, permukaan non-napel, PE tiasa janten hésé ngabeungkeut. Komponén panggampangna pikeun nyocogkeun sareng pengikat, gangguan atanapi snap. Loctite ngahasilkeun perekat cyanoacrylate (CYA) (LoctitePrism permukaan-henteu peka CYA sareng primer) pikeun ngariung jinis-jinis plastik ieu.
UHMWPE ogé dipaké dina implan orthopedic kalayan suksés hébat. Éta mangrupikeun bahan anu paling sering dianggo dina cangkir asétabular nalika total hiproproplasti hip sareng bahan anu paling umum dina komponén dataran tibial nalika total arthroplasty tuur. Éta cocog pikeun paduan kobalt-kromium anu paling digosok. * Punten perhatoskeun yén bahan anu cocog pikeun implan orthopedic mangrupikeun bahan khusus, sanés versi industri. Kelas médis UHMWPE dijual kalayan nami dagang Lennite ku Westlake Plastics (Lenni, PA).
Polyoxymethylene (POM)
DuPont's Delrin mangrupikeun POM anu paling terkenal, sareng kaseueuran désainer nganggo nami ieu pikeun ngarujuk plastik ieu. POM disintésis tina formaldehida. POM mimitina dikembangkeun dina awal taun 1950an salaku gaganti logam, tahan panas henteu tahan panas, biasa dikenal salaku "Saigang". Mangrupikeun palastik tangguh sareng koefisien gesekan sareng kakuatan tinggi.
Delrin sareng POM anu sami sesah pikeun ngariung, sareng perakitan mékanis anu pangsaéna. Delrin ilahar dianggo pikeun prototipe alat médis mesin sareng fixtures anu ditutup. Éta tiasa pisan diolah, janten cocog pisan pikeun prototipe alat-alat mesin anu meryogikeun kakuatan, tahan kimia, sareng bahan-bahan anu cocog sareng standar FDA.
Salah sahiji karugian Delrin nyaéta sensitipitasna kana sterilisasi radiasi, anu condong ngajantenkeun POM rapuh. Upami sterilisasi radiasi, pas snap, mékanisme spring plastik sareng bagian ipis dina beban tiasa rusak. Upami anjeun hoyong nga-sterilkeun bagian B-POM, punten timbang nganggo EtO, Steris atanapi autoclaves, gumantung kana naha alatna ngandung komponén anu sénsitip, sapertos alat éléktronik.
Nilon (PA)
Nylon sayogi dina formulasi 6/6 sareng 6/12. Nylon tangguh sareng tahan panas. Identifier 6/6 sareng 6/12 ngarujuk kana jumlah atom karbon dina ranté polimér, sareng 6/12 mangrupikeun ranté panjang nilon sareng résistansi panas langkung luhur. Nylon henteu tiasa diolah sapertos ABS atanapi Delrin (POM) sabab condong ngantepkeun caket caket dina sisir bagian anu panginten kedah dirobih.
Nylon 6, anu paling umum nyaéta nilon tuang, anu dikembangkeun ku DuPont sateuacan Perang Dunya II. Nanging, dugi ka taun 1956, ku ayana sanyawa (ko-katalis sareng akselerator) anu matak nilon janten lumayan sacara komersil. Kalayan téknologi énggal ieu, laju polimérisasi ningkat pisan, sareng léngkah-léngkah anu diperlukeun pikeun ngahontal polimérisasi dikirangan.
Kusabab larangan pangolahan anu langkung saeutik, cor nilon 6 nyayogikeun salah sahiji ukuran Asép Sunandar Sunarya anu panggedéna sareng bentuk khusus tina termoplastik naon waé. Casting kalebet batang, tabung, tabung sareng piring. Ukuranana dibasajankeun 1 pon dugi ka 400 pon.
Bahan nilon gaduh kakuatan mékanis sareng raos ramah kulit anu henteu dipimilik ku bahan biasa. Nanging, peralatan médis ngagentos orthoses, korsi roda réhabilitasi, sareng ranjang perawat médis biasana meryogikeun bagian-bagian kalayan kapasitas beban-beban anu tangtu, janten PA66 + 15% GF umumna dipilih.
Fluorinasi Étiléna Propilén (FEP)
Fluorinasi étiléna propilén (FEP) ngagaduhan sadayana sipat anu dipikahoyong tina tetrafluoroethylene (TFE) (polytetrafluoroethylene [PTFE]), tapi ngagaduhan suhu salamet anu langkung handap 200 ° C (392 ° F). Beda sareng PTFE, FEP tiasa disuntik dibentuk sareng diasingkeun kana batang, tabung sareng profil khusus ku metode konvensional. Ieu janten kaunggulan desain sareng pamrosésan tibatan PTFE. Bar dugi ka 4,5 inci sareng piring dugi ka 2 inci sayogi. Kinerja FEP dina sterilisasi radiasi rada langkung saé tibatan PTFE.
Plastik rékayasa kinerja tinggi
Poléterimida (PEI)
Ultem 1000 mangrupikeun polimérimid polimérimida polimérimida panas tinggi, dirancang ku Perusahaan Listrik Umum pikeun nyetak suntikan. Ngaliwatan pamekaran téknologi ékstrusi énggal, pabrik sapertos AL Hyde, Gehr sareng ensinger ngahasilkeun sababaraha modél sareng ukuran Ultem 1000. Ultem 1000 ngagabungkeun pamrosésan anu saé sareng gaduh hemat biaya dibandingkeun sareng PES, PEEK sareng Kapton dina aplikasi panén anu luhur (panggunaan kontinyu nepi ka 340 ° F). Ultem tiasa autoclavable.
Poléderétététon (PEEK)
Polyetheretherketone (PEEK) mangrupikeun mérék dagang tina Victrex plc (UK), termoplastik suhu luhur kristalin kalayan panas sareng tahan kimia anu hadé, ogé résistansi maké anu hadé sareng tahan kacapean anu dinamis. Disarankeun pikeun komponén listrik anu meryogikeun suhu operasi anu terus-terusan (480 ° F), sareng émisi haseup sareng haseup toksik anu kakeunaan seuneu.
PEEK minuhan Underwriters Laboratories (UL) sarat 94 V-0, 0,080 inci. Produkna tahan pisan kana radiasi gamma, bahkan langkung ti polistirén. Hiji-hijina pangleyur umum anu tiasa nyerang PEEK nyaéta asam sulfat pekat. PEEK gaduh résistansi hidrolisis anu hadé sareng tiasa dioperasikeun dugi ka 500 ° F.
Polytetrafluoroethylene (PTFE)
TFE atanapi PTFE (polytetrafluoroethylene), biasana disebat Teflon, mangrupikeun salah sahiji tina tilu résin fluorocarbon dina gugus fluorocarbon, anu sadayana diwangun ku fluorin sareng karbon. Résin sanés dina grup ieu, ogé katelah Teflon, nyaéta perfluoroalkoxy fluorocarbon (PFA) sareng FEP.
Daya anu ngabeungkeut fluorin sareng karbon babarengan nyayogikeun salah sahiji beungkeut kimia anu paling kuat diantarana diantara atom-atom anu raket disusun sacara raket. Hasil tina kakuatan beungkeut ieu ditambah konfigurasi ranté mangrupikeun polimér anu kandel, lemah kimia, sareng polimér termal stabil.
TFE nolak panas sareng ampir sadaya zat kimia. Kacuali pikeun sababaraha spésiés asing, éta henteu leyur dina sadaya bahan organik. Kinerja listrikna saé pisan. Sanaos kakuatan pangaruhna tinggi, dibandingkeun sareng téknik termoplastik sanésna, résistansi pakeanana, kakuatan tarik sareng résistansi creep kirang.
TFE ngagaduhan konstanta diéléktrik panghandapna sareng faktor dissipasi panghandapna pikeun sadaya bahan padet. Kusabab sambungan kimia na kuat, TFE ampir teu pikaresepeun pikeun molekul anu béda. Ieu ngakibatkeun koefisien gesekan sakumaha panghandapna 0,05. Sanaos PTFE ngagaduhan koefisien gesekan anu handap, henteu cocog pikeun aplikasi orthopedic beban-bantosan kusabab résistansi creep na lemah sareng sipat pakean anu handap. Sir John Charnley mendakan masalah ieu dina karya panaratas na pikeun ngagantian hip total dina akhir taun 1950an.
Polysulfone
Polysulfone asalna dikembangkeun ku BP Amoco sareng ayeuna didamel ku Solvay dina nami dagang Udel, sareng polyphenylsulfone dijual dina nami dagang Radel.
Polysulfone mangrupikeun termoplastik (Amber terang) anu tangguh, kaku, kakuatan tinggi anu tiasa ngajaga sipatna dina kisaran suhu anu lega tina -150 ° F dugi ka 300 ° F. Dirancang pikeun alat-alat anu disatujuan ku FDA, éta ogé parantos lulus sadaya tés USP Kelas VI (biologis). Éta cocog sareng standar cai minum Yayasan Sanitasi Nasional, dugi ka 180 ° F. Polysulfone ngagaduhan stabilitas diménsi anu luhur pisan. Saatos kakeunaan cai nu ngagolak atanapi hawa dina 300 ° F, parobihan diménsi linier biasana sapersapuluh tina 1% atanapi kirang. Polysulfone ngagaduhan résistansi tinggi kana asam anorganik, alkali sareng larutan uyah; sanajan dina suhu luhur dina tingkat setrés sedeng, éta ngagaduhan résistansi anu hadé kana detérjen sareng minyak hidrokarbon. Polysulfone henteu tahan ka pelarut organik polar sapertos keton, hidrokarbon klorin sareng hidrokarbon aromatik.
Radel digunakeun pikeun baki instrumen anu meryogikeun résistansi panas tinggi sareng kakuatan pangaruh tinggi, sareng kanggo aplikasi tray autoclave rumah sakit. Résin rékayasa Polysulfone ngagabungkeun kakuatan tinggi sareng tahan jangka panjang kana sterilisasi uap anu teras-terasan. Polimér ieu parantos kabuktosan janten alternatif pikeun stainless steel sareng gelas. Polysulfone tingkat médis sacara biologis sacara iners, gaduh umur panjang anu unik dina prosés sterilisasi, tiasa transparan atanapi opak, sareng tahan ka bahan kimia rumah sakit anu paling umum.
