Վերջին տարիներին բժշկական սարքերի համաշխարհային արդյունաբերությունը պահպանել է արագ և կայուն աճ ՝ միջին աճի տեմպով մոտ 4%, ինչը բարձր է նույն ժամանակահատվածի ազգային տնտեսական աճի տեմպից: Միացյալ Նահանգները, Եվրոպան և Japanապոնիան համատեղ զբաղեցնում են շուկայական հիմնական դիրքը բժշկական սարքերի համաշխարհային շուկայում: Միացյալ Նահանգները բժշկական սարքերի աշխարհի խոշորագույն արտադրողն ու սպառողն է, և դրա սպառումը կայունորեն զբաղեցնում է առաջատար դիրքը արդյունաբերության մեջ: Աշխարհի բժշկական սարքերի լավագույն հսկաների շարքում ԱՄՆ-ն ունի ամենամեծ թվով բժշկական սարքերի արտադրող ընկերություններ և ամենամեծ մասն է կազմում:
Այս հոդվածը հիմնականում ներկայացնում է սովորաբար օգտագործվող բժշկական ինժեներական պլաստմասսա, որոնք կազմված են հեշտ մշակման ձևերով նյութերից: Այս պլաստմասսայից քաշը համեմատաբար թանկ է, քանի որ նյութերի մեծ մասը կորչում է վերամշակման ընթացքում եղած բեկորների պատճառով:
Բժշկական ոլորտում ընդհանուր ինժեներական պլաստիկների ներածություն
Ակրիլոնիտրիլ բութադիեն ստիրոլ (ABS)
Տերպոլիմերը պատրաստված է SAN (ստիրոլ-ակրիլոնիտրիլ) և բուտադիեն սինթետիկ կաուչուկից: Իր կառուցվածքից ABS- ի հիմնական շղթան կարող է լինել BS, AB, AS, իսկ համապատասխան ճյուղային շղթան կարող է լինել AS, S, AB և այլ բաղադրիչներ:
ABS- ը պոլիմեր է, որի մեջ կաուչուկի փուլը ցրվում է խեժի շարունակական փուլում: Հետևաբար, սա պարզապես այս երեք մոնոմերների ՝ համանուն պոլիմեր կամ խառնուրդ չէ, որը հանդիսանում է SAN (ստիրոլ-ակրիլոնիտրիլ), որը տալիս է ABS կարծրություն և վերգետնյա ավարտ, իսկ բուտադիենը տալիս է դրա դիմացկունության համար, այս երեք բաղադրիչների հարաբերակցությունը անհրաժեշտության դեպքում կարող է ճշգրտվել: Պլաստմասսաները սովորաբար օգտագործվում են 4 դյույմ հաստությամբ թիթեղներ և 6 դյույմ տրամագծով ձողեր պատրաստելու համար, որոնք կարող են հեշտությամբ կապվել և շերտավորվել `ավելի խիտ թիթեղներ և բաղադրիչներ կազմելու համար: Իր ողջամիտ արժեքի և հեշտ վերամշակման շնորհիվ այն հայտնի նյութ է համակարգչային թվային կառավարման (CNC) արտադրության նախատիպերի համար:
ABS- ն հաճախ օգտագործվում է լայնածավալ բժշկական սարքավորումների պատյանները բշտիկացնելու համար: Վերջին տարիներին ապակե մանրաթելով լցված ABS- ն ավելի շատ տեղերում է օգտագործվել:
Ակրիլային խեժ (PMMA)
Ակրիլային խեժը իրականում բժշկական սարքերի ամենավաղ պլաստիկներից մեկն է և մինչ օրս սովորաբար օգտագործվում է անապլաստիկ վերականգնումների ձևավորման մեջ: * Ակրիլը հիմնականում պոլիմեթիլ մետաքրիլատ է (PMMA):
Ակրիլային խեժը ամուր է, թափանցիկ, մշակվող և փաթեթավորվող: Ակրիլը կապելու մեկ ընդհանուր մեթոդ է մեթիլ քլորիդի հետ վճարունակ կապը: Ակրիլն ունի գրեթե անսահմանափակ ձողեր, սավանի և ափսեի ձևեր և բազմազան գույներ: Ակրիլային խեժերը հատկապես հարմար են թեթեւ խողովակների և օպտիկական օգտագործման համար:
Ակրիլային խեժը ցուցանակի և ցուցադրման համար կարող է օգտագործվել հենանիշային փորձարկումների և նախատիպերի համար. այնուամենայնիվ, պետք է հոգ տանել բժշկական աստիճանի տարբերակը որոշելու համար ՝ նախքան այն օգտագործելը ցանկացած կլինիկական փորձարկումներում: Ակրիլային խեժերի առևտրային տեսակը կարող է պարունակել ուլտրամանուշակագույն դիմադրություն, բոցադիմացկուն նյութեր, ազդեցության փոփոխիչներ և այլ քիմիական նյութեր ՝ դրանք անպիտան դարձնելով կլինիկական օգտագործման համար:
Պոլիվինիլքլորիդ (ՊՎՔ)
ՊՎՔ-ն ունի երկու ձև `կոշտ և ճկուն` կախված պլաստիկացնող նյութերի ավելացումից կամ ավելացումից: PVC- ն սովորաբար օգտագործվում է ջրատարների համար: ՊՎՔ-ի հիմնական թերությունները եղանակի վատ դիմադրությունն է, ազդեցության համեմատաբար ցածր ուժը, և ջերմապլաստիկ թերթիկի քաշը բավականին մեծ է (տեսակարար կշիռը 1.35): Այն հեշտությամբ քերծվում կամ վնասվում է և ունի համեմատաբար ցածր ջերմային դեֆորմացման կետ (160):
Ոչ պլաստիկացված ՊՎՔ-ն արտադրվում է երկու հիմնական ձևակերպմամբ. Type I (կորոզիայի դիմացկունություն) և Type II (բարձր ազդեցություն): I տիպի ՊՎՔ-ն ամենատարածված օգտագործվող ՊՎՔ-ն է, բայց կիրառման մեջ, որը պահանջում է ավելի բարձր ազդեցության ուժ, քան I տիպը, տեսակը II-ը ունի ավելի լավ ազդեցության դիմադրություն և փոքր-ինչ նվազեցված կորոզիայի դիմադրություն: Բարձր ջերմաստիճանի ձևակերպումներ պահանջող ծրագրերում պոլիվինիլիդենի ֆտորիդը (PVDF) բարձր մաքրության կիրառման համար կարող է օգտագործվել մոտավորապես 280 ° F ջերմաստիճանում:
Պլաստիկացված պոլիվինիլ քլորիդից (plasticizedpvc) պատրաստված բժշկական արտադրանքներն ի սկզբանե օգտագործվել են բժշկական սարքավորումների բնական ռետինն ու ապակին փոխարինելու համար: Փոխարինման պատճառն այն է, որ պլաստիկացված պոլիվինիլքլորիդային նյութերն ավելի հեշտությամբ ստերիլիզացված են, ավելի թափանցիկ և ունեն ավելի լավ քիմիական կայունություն և տնտեսական արդյունավետություն: Պլաստիկացված պոլիվինիլքլորիդային արտադրանքները դյուրին են օգտագործման համար, և իրենց սեփական փափկության և առաձգականության շնորհիվ նրանք կարող են խուսափել հիվանդի զգայուն հյուսվածքները վնասելուց և խուսափել հիվանդի անհարմար զգացումից:
Պոլիկարբոնատ (ԱՀ)
Պոլիկարբոնատը (ԱՀ) ամենադժվար թափանցիկ պլաստիկն է և շատ օգտակար է նախատիպային բժշկական սարքերի համար, հատկապես եթե նախատեսվում է օգտագործել ուլտրամանուշակագույն բուժիչ կապ: PC- ն ունի ձողի, ափսեի և թերթի մի քանի ձևեր, դրանք հեշտ է համատեղել:
Չնայած համակարգչի մեկ տասնյակից ավելի կատարողական բնութագրերը կարող են օգտագործվել միայնակ կամ համակցված, ամենից հաճախ յոթի վրա են հույս դնում: PC- ն ունի բարձր ազդեցության ուժ, թափանցիկ ջրի թափանցիկություն, սողացող լավ դիմադրություն, աշխատանքային լայն ջերմաստիճան, ծավալային կայունություն, մաշվածության դիմադրություն, կարծրություն և կոշտություն, չնայած իր ճկունությանը:
PCառագայթահարման ստերիլիզացման միջոցով համակարգիչը հեշտությամբ գունաթափվում է, բայց ճառագայթահարման կայունության աստիճաններ առկա են:
Պոլիպրոպիլեն (PP)
PP- ն թեթևաքաշ, ցածրարժեք պոլիոլեֆինային պլաստիկ է `ցածր հալման կետով, ուստի այն շատ հարմար է ջերմափոխանակման և սննդի փաթեթավորման համար: PP- ը դյուրավառ է, այնպես որ, եթե ձեզ անհրաժեշտ է հրդեհային դիմադրություն, փնտրեք բոցավազքի (FR) դասարաններ: PP- ն դիմացկուն է կռացմանը, որը սովորաբար հայտնի է որպես «100-ապատիկի սոսինձ»: Կռում պահանջող ծրագրերի համար կարող է օգտագործվել PP:
Պոլիէթիլեն (PE)
Պոլիէթիլենը (PE) սննդի փաթեթավորման և վերամշակման մեջ սովորաբար օգտագործվող նյութ է: Ուլտրա-բարձր մոլեկուլային քաշով պոլիէթիլենը (UHMWPE) հագնում է բարձր դիմադրողականություն, շփման ցածր գործակից, ինքնահոսք, մակերևույթի ոչ կպչունություն և քիմիական գերհոգնածության դիմացկունություն: Այն նաև պահպանում է բարձր կատարողականությունը ծայրաստիճան ցածր ջերմաստիճանում (օրինակ ՝ հեղուկ ազոտ, -259 ° C): UHMWPE- ն սկսում է մեղմել շուրջ 185 ° F և կորցնում է քերման դիմադրությունը:
Քանի որ UHMWPE- ն ջերմաստիճանի փոփոխության ժամանակ ունի համեմատաբար բարձր ընդլայնման և կծկման արագություն, խորհուրդ չի տրվում այդ միջավայրերում սերտ հանդուրժողականության կիրառման համար:
Շնորհիվ իր բարձր մակերեսային էներգիայի, ոչ կպչուն մակերեսի, PE- ն կարող է դժվար կապվել: Բաղադրիչներն ամենահեշտն են տեղավորվում ամրակների, միջամտությունների կամ խցանների հետ միասին: Լոկտիտը արտադրում է ցիանոակրիլային սոսինձներ (CYA) (LoctitePrism մակերեսին անզգայուն CYA և այբբենարան) այս տեսակի պլաստիկների միացման համար:
UHMWPE- ն մեծ հաջողությամբ օգտագործվում է նաև օրթոպեդիկ իմպլանտների մեջ: Դա ազդրերի ընդհանուր արտրոպլաստիկայի ընթացքում ացետաբուլյար բաժակի ամենատարածված օգտագործվող նյութն է և ծնկի ամբողջական արտրոպլաստիկայի ընթացքում տիբիական սարահարթի բաղադրիչի ամենատարածված նյութն է: Այն հարմար է բարձր հղկված կոբալտ-քրոմ խառնուրդի համար: * Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ օրթոպեդիկ իմպլանտների համար հարմար նյութերը հատուկ նյութեր են, այլ ոչ թե արդյունաբերական տարբերակներ: UHMWPE բժշկական աստիճանը վաճառվում է Lennite ապրանքանիշի ներքո Westlake Plastics- ի (Lenni, PA) կողմից:
Պոլիօքսիմեթիլեն (POM)
DuPont- ի Delrin- ը ամենահայտնի POM- ներից մեկն է, և դիզայներների մեծ մասն օգտագործում է այս անունը `այս պլաստիկին հղում կատարելու համար: POM- ը սինթեզվում է ֆորմալդեհիդից: POM- ն ի սկզբանե մշակվել է 1950-ականների սկզբին որպես կոշտ, ջերմակայուն գունավոր մետաղների փոխարինող, որը սովորաբար հայտնի է որպես «Saigang»: Դա կոշտ պլաստիկ է `շփման ցածր գործակիցով և բարձր ուժով:
Դելրինը և նմանատիպ POM- ը դժվար է կապել, և մեխանիկական հավաքումը լավագույնն է: Դելրինը սովորաբար օգտագործվում է բժշկական սարքերի նախատիպերի և փակ հարմարանքների համար: Այն շատ մշակելի է, ուստի այն շատ հարմար է մշակման սարքավորումների նախատիպերի համար, որոնք պահանջում են ուժ, քիմիական դիմադրություն և FDA ստանդարտներին համապատասխանող նյութեր:
Դելրինի մի թերությունն այն զգայունությունն է ճառագայթային ստերիլիզացման նկատմամբ, որը հակված է փխրուն դարձնել POM- ը: Եթե ճառագայթային մանրէազերծումը, արտահոսքի տեղավորումը, պլաստմասե զսպանակի մեխանիզմը և բեռնվածքի տակ գտնվող բարակ հատվածը կարող են կոտրվել: Եթե ցանկանում եք մանրէազերծել B-POM մասերը, խնդրում ենք հաշվի առնել EtO, Steris կամ autoclaves օգտագործումը ՝ կախված նրանից, թե արդյոք սարքը պարունակում է զգայուն բաղադրիչներ, ինչպիսիք են էլեկտրոնային սարքերը:
Նեյլոնե (PA)
Նեյլոնը հասանելի է 6/6 և 6/12 ձևակերպումներով: Նեյլոնը կոշտ է և ջերմակայուն: 6/6 և 6/12 նույնացուցիչները վերաբերում են ածխածնի ատոմների քանակին պոլիմերային շղթայում, իսկ 6/12 -ը երկար շղթայով նեյլոն է ՝ ավելի բարձր ջերմակայունությամբ: Նեյլոնը այնքան մշակելի չէ, որքան ABS- ը կամ Delrin- ը (POM), քանի որ այն ձգտում է կպչուն չիպսեր թողնել մասերի եզրերին, որոնք կարող են անհրաժեշտ լինել խաթել:
Նեյլոն 6-ը, ամենատարածվածը ձուլված նեյլոնն է, որը մշակվել է DuPont- ի կողմից Երկրորդ համաշխարհային պատերազմից առաջ: Այնուամենայնիվ, միայն 1956 թ., Երբ միացություններ (համ կատալիզատորներ և արագացուցիչներ) հայտնաբերեցին, նեյլոնը ձուլեցին կոմերցիոնորեն կենսունակ: Այս նոր տեխնոլոգիայի միջոցով պոլիմերացման արագությունը մեծապես մեծանում է, և պոլիմերացմանը հասնելու համար անհրաժեշտ քայլերը նվազում են:
Մշակման ավելի քիչ սահմանափակումների պատճառով ձուլված նեյլոնը 6-ը տրամադրում է զանգվածների ամենամեծ չափերից մեկը և ցանկացած ջերմապլաստիկի հարմարեցված ձևեր: Ձուլվածքները ներառում են ձողեր, խողովակներ, խողովակներ և թիթեղներ: Նրանց չափը տատանվում է 1 ֆունտից մինչև 400 ֆունտ:
Նեյլոնե նյութերն ունեն մեխանիկական ուժ և մաշկի համար հարմար զգացողություն, որը սովորական նյութերը չունեն: Այնուամենայնիվ, բժշկական սարքավորումների ոտքերի անկման օրթոզները, վերականգնողական անվասայլակները և բժշկական բուժքույրական մահճակալները սովորաբար պահանջում են որոշակի կրողունակություն ունեցող մասեր, ուստի հիմնականում ընտրվում է PA66 + 15% GF:
Ֆտորացված էթիլեն պրոպիլեն (FEP)
Ֆտորացված էթիլենային պրոպիլենը (FEP) ունի տետրաֆլորոէթիլենի (TFE) բոլոր ցանկալի հատկությունները (պոլիտետրաֆլորոէթիլեն [PTFE]), բայց ունի գոյատևման ցածր ջերմաստիճան ՝ 200 ° C (392 ° F): Ի տարբերություն PTFE- ի, FEP- ը կարող է ձուլվել և արտանետվել ձողերի, խողովակների և հատուկ պրոֆիլների մեջ `սովորական մեթոդներով: Սա դառնում է նախագծման և մշակման առավելություն PTFE- ի նկատմամբ: Առկա են մինչև 4,5 դյույմ ձողեր և մինչև 2 դյույմ սալեր: FEP- ի ճառագայթային ստերիլիզացման տակ կատարումը մի փոքր ավելի լավ է, քան PTFE- ինը:
Բարձր կատարողական ինժեներական պլաստմասսա
Պոլիէթերիդ (PEI)
Ultem 1000- ը ջերմապլաստիկ պոլիէթերիդային բարձր ջերմային պոլիմեր է, որը նախագծվել է General Electric ընկերության կողմից `ներարկման ձուլման համար: Նոր արտածման տեխնոլոգիայի մշակման միջոցով, ինչպիսիք են AL Hyde- ը, Gehr- ը և Ensinger- ը, արտադրում են Ultem 1000- ի տարբեր մոդելներ և չափսեր: Ultem 1000- ը համատեղում է գերազանց մշակելիությունը և ունի տնտեսման առավելություններ `համեմատած PES- ի, PEEK- ի և Kapton- ի հետ բարձր ջերմային կիրառման մեջ (շարունակական օգտագործում մինչև 340 ° F): Ultem- ն ինքնաբացարկելի է:
Պոլիէթերեթերկետոն (PEEK)
Polyetheretherketone (PEEK) ապրանքանիշն է Victrex plc (Մեծ Բրիտանիա), բյուրեղային բարձր ջերմաստիճանի ջերմապլաստիկ `գերազանց ջերմային և քիմիական դիմադրությամբ, ինչպես նաև մաշվածության գերազանց դիմադրողականությամբ և հոգնածության դիմացկուն դիմադրությամբ: Այն առաջարկվում է էլեկտրական բաղադրիչների համար, որոնք պահանջում են բարձր շարունակական աշխատանքային ջերմաստիճան (480 ° F) և կրակի ազդեցության տակ գտնվող ծխի և թունավոր գոլորշիների չափազանց ցածր արտանետումներ:
PEEK- ը համապատասխանում է Underwriters Laboratories (UL) 94 V-0 պահանջներին, 0,080 դյույմ: Ապրանքը չափազանց ուժեղ դիմադրություն ունի գամմա ճառագայթման նկատմամբ, նույնիսկ գերազանցելով պոլիստիրոլինը: Միակ սովորական լուծիչը, որը կարող է հարձակվել PEEK- ի վրա, կենտրոնացված ծծմբական թթուն է: PEEK- ը հիդրոիզի հիանալի դիմադրություն ունի և կարող է գործել գոլորշու պայմաններում մինչև 500 ° F:
Պոլիտետրաֆտորէթիլեն (PTFE)
TFE կամ PTFE (պոլիտետրաֆլորոէթիլեն), որը սովորաբար անվանում են տեֆլոն, ֆտորածխաջրածինների խմբի երեք ֆտորածխածնային խեժերից մեկն է, որը ամբողջությամբ կազմված է ֆտորից և ածխածնից: Այս խմբի մյուս խեժերը, որոնք հայտնի են նաև որպես տեֆլոն, պերֆլուորալալկոքսի ֆտորածխածինն է (PFA) և FEP:
Ֆտորը և ածխածինը միասին կապող ուժերը ապահովում են ամենաուժեղ քիմիական կապերից մեկը սերտորեն սիմետրիկ դասավորված ատոմների միջև: Այս կապի ամրության և դրան զուգահեռ շղթայի կազմաձևման արդյունքը համեմատաբար խիտ, քիմիապես իներտ և ջերմապես կայուն պոլիմեր է:
TFE- ն դիմադրում է ջերմությանը և գրեթե բոլոր քիմիական նյութերին: Բացառությամբ մի քանի օտար տեսակների, այն անլուծելի է օրգանական բոլոր նյութերում: Դրա էլեկտրական կատարումը շատ լավ է: Չնայած այն ունի ուժեղ ազդեցության ուժ, համեմատած այլ ինժեներական ջերմապլաստիկների հետ, դրա մաշվածությունը, առաձգականությունն ու սողացող դիմադրությունը ցածր են:
TFE- ն ունի բոլոր պինդ նյութերի ամենացածր դիէլեկտրական հաստատունը և ցրման ամենացածր գործակիցը: Իր ուժեղ քիմիական կապի շնորհիվ TFE- ն գրեթե անհրապույր է տարբեր մոլեկուլների համար: Արդյունքում ՝ շփման գործակիցը ցածր է 0,05-ի: Չնայած PTFE- ն ունի շփման ցածր գործակից, այն հարմար չէ կրող օրթոպեդիկ կիրառությունների համար `սողացող ցածր դիմադրության և մաշվածության ցածր հատկությունների պատճառով: Սըր Johnոն Չարնլին այս խնդիրը հայտնաբերեց 1950-ականների վերջերին ազդրերի ամբողջական փոխարինման վերաբերյալ իր ռահվիրա աշխատանքում:
Պոլիսուլֆոն
Polysulfone- ն ի սկզբանե մշակվել է BP Amoco- ի կողմից և ներկայումս արտադրվում է Solvay- ի կողմից Udel ապրանքային անվամբ, իսկ պոլիֆենիլսուլֆոնը վաճառվում է Radel ապրանքային անվամբ:
Polysulfone- ը կոշտ, կոշտ, բարձր ուժի թափանցիկ (թեթեւ սաթե) ջերմապլաստ է, որը կարող է պահպանել իր հատկությունները լայն ջերմաստիճանի սահմաններում `-150 ° F- ից 300 ° F: Նախագծված է FDA- ի կողմից հաստատված սարքավորումների համար, այն նաև անցել է USP դասի (կենսաբանական) բոլոր թեստերը: Այն համապատասխանում է Սանիտարական մաքրման ազգային հիմնադրամի խմելու ջրի չափանիշներին, մինչև 180 ° F: Polysulfone- ն ունի շատ բարձր չափսի կայունություն: 300 ° F ջերմաստիճանում եռացող ջրի կամ օդի ազդեցությունից հետո գծային չափային փոփոխությունը սովորաբար կազմում է 1% -ով կամ պակաս մեկ տասներորդը: Polysulfone- ն ունի բարձր դիմադրություն անօրգանական թթուների, ալկալիների և աղի լուծույթների նկատմամբ; նույնիսկ բարձր ջերմաստիճանում `միջին ծանրաբեռնվածության պայմաններում, այն լավ դիմադրություն ունի լվացող միջոցների և ածխաջրածնային յուղերի նկատմամբ: Պոլիսուլֆոնը դիմացկուն չէ բևեռային օրգանական լուծիչների, ինչպիսիք են ketones, քլորացված ածխաջրածինները և անուշաբույր ածխաջրածինները:
Radel- ն օգտագործվում է գործիքների սկուտեղների համար, որոնք պահանջում են բարձր ջերմակայունություն և ազդեցության մեծ ուժ, և հիվանդանոցային ավտոկլավ սկուտեղի կիրառման համար: Polysulfone ինժեներական խեժը համատեղում է բարձր ուժ և երկարատև դիմադրություն կրկնվող գոլորշու մանրէազերծմանը: Այս պոլիմերներն ապացուցել են, որ այլընտրանք են չժանգոտվող պողպատից և ապակուց: Բժշկական աստիճանի պոլիսուլֆոնը կենսաբանորեն իներտ է, ունի եզակի երկար կյանք ստերիլիզացման գործընթացում, կարող է լինել թափանցիկ կամ անթափանց, և դիմացկուն է հիվանդանոցների ամենատարածված քիմիական նյութերին:
