So'nggi yillarda global tibbiy asbobsozlik sanoati tez va barqaror o'sishni saqlab qoldi, o'rtacha o'sish sur'ati taxminan 4% ni tashkil etdi, bu shu davrdagi milliy iqtisodiy o'sish sur'atlaridan yuqori. Qo'shma Shtatlar, Evropa va Yaponiya birgalikda tibbiy asbob-uskunalar jahon bozorida asosiy bozor mavqeini egallab turibdi. Qo'shma Shtatlar tibbiyot buyumlarini ishlab chiqarish va iste'mol qilish bo'yicha dunyodagi eng yirik davlat bo'lib, uni iste'mol qilish sohada etakchi o'rinni egallaydi. Tibbiy asboblar ishlab chiqarish bo'yicha dunyodagi eng yirik gigantlar orasida Qo'shma Shtatlar tibbiyot buyumlari ishlab chiqaradigan eng ko'p kompaniyalarga ega va ularning ulushi eng katta ulushga ega.
Ushbu maqola asosan tez-tez ishlatiladigan tibbiyot muhandislik plastmassalarini taqdim etadi, ular oson ishlov beradigan shakllarga ega materiallardan iborat. Ushbu plastmassalar og'irlik jihatidan nisbatan qimmatroq bo'ladi, chunki ishlov berish jarayonida aksariyat materiallar axlat tufayli yo'qoladi.
Tibbiy sohada keng tarqalgan muhandislik plastmassalariga kirish
Akrilonitril butadien stiren (ABS)
Terpolimer SAN (stirol-akrilonitril) va butadien sintetik kauchukdan tayyorlangan. Uning tuzilishidan ABS ning asosiy zanjiri BS, AB, AS, mos keladigan tarmoq zanjiri esa AS, S, AB va boshqa komponentlar bo'lishi mumkin.
ABS - bu rezina fazasi qatronning uzluksiz fazasida tarqalgan polimer. Shuning uchun, bu shunchaki kopolimer yoki bu uchta monomerning aralashmasi emas, SAN (stirol-akrilonitril), bu ABS qattiqligini va sirt qoplamasini beradi, butadien beradi Uning qattiqligi uchun ushbu uchta komponentning nisbati kerak bo'lganda sozlanishi mumkin. Plastmassalardan odatda 4 dyuymli qalin plitalar va 6 dyuymli diametrli tayoqchalar tayyorlanadi, ular osonroq bog'lanib, qalinroq plitalar va tarkibiy qismlar hosil qilish uchun laminatlangan bo'lishi mumkin. O'rtacha narx va oson ishlov berish tufayli bu kompyuter raqamli boshqarish (CNC) ishlab chiqarish prototiplari uchun mashhur materialdir.
ABS ko'pincha katta hajmdagi tibbiy asbob-uskunalar qobig'ini pufakchalash uchun ishlatiladi. So'nggi yillarda shisha tolalar bilan to'ldirilgan ABS ko'proq joylarda qo'llanilmoqda.
Akril qatroni (PMMA)
Akril qatroni aslida tibbiy asboblarning eng qadimgi plastmassalaridan biridir va u hali ham anaplastik restavratsiyani shakllantirishda ishlatiladi. * Akril asosan polimetil metakrilat (PMMA) dir.
Akril qatroni kuchli, tiniq, qayta ishlanadigan va bog'langan. Akrilni yopishtirishning keng tarqalgan usullaridan biri bu metil xlorid bilan eritmani yopishtirishdir. Akril deyarli cheksiz turdagi novdalar, choyshab va plastinka shakllari va turli xil ranglarga ega. Akril qatronlar, ayniqsa, engil quvurlar va optik ilovalar uchun javob beradi.
Tabela va displey uchun akril qatroni benchmark sinovlari va prototiplari uchun ishlatilishi mumkin; ammo, har qanday klinik sinovlarda ishlatishdan oldin tibbiy darajadagi versiyasini aniqlashga e'tibor berish kerak. Tijorat darajasidagi akril qatronlar ultrabinafsha nurlariga chidamliligi, olovni ushlab turuvchi moddalar, zarbani o'zgartiruvchi moddalar va boshqa kimyoviy moddalarni o'z ichiga olishi mumkin, bu ularni klinik foydalanish uchun yaroqsiz holga keltiradi.
Polivinilxlorid (PVX)
PVX plastifikatorlar qo'shilishi yoki qo'shilmasligiga qarab qattiq va egiluvchan ikkita shaklga ega. PVX odatda suv quvurlari uchun ishlatiladi. PVX ning asosiy kamchiliklari ob-havoning yomon qarshiligi, zarba kuchining nisbatan pastligi va termoplastik qatlamning og'irligi ancha yuqori (solishtirma og'irligi 1,35). U osonlikcha tirnalgan yoki shikastlangan va nisbatan past issiqlik deformatsiyasi nuqtasiga ega (160).
Plastiklashtirilmagan PVX ikkita asosiy formulada ishlab chiqariladi: I toifa (korroziyaga qarshilik) va II toifa (yuqori ta'sir). I toifa PVX eng ko'p ishlatiladigan PVX hisoblanadi, ammo I toifa nisbatan yuqori zarba kuchini talab qiladigan dasturlarda II toifa ta'sirga nisbatan yaxshiroq va korroziyaga chidamliligini biroz pasaytiradi. Yuqori haroratli formulalarni talab qiladigan dasturlarda, yuqori toza dasturlar uchun poliviniliden ftor (PVDF) taxminan 280 ° F da ishlatilishi mumkin.
Plastifikatsiyalangan polivinilxloriddan (plasticizedpvc) tayyorlangan tibbiy mahsulotlar dastlab tibbiy asbob-uskunalarda tabiiy kauchuk va oynalarni almashtirish uchun ishlatilgan. O'zgartirishning sababi: plastiklashtirilgan polivinilxlorid materiallari osonroq sterilizatsiya qilinadi, shaffofroq bo'ladi va kimyoviy barqarorligi va iqtisodiy samaradorligi yuqori bo'ladi. Plastifikatsiyalangan polivinilxlorid mahsulotlaridan foydalanish oson va o'ziga xos yumshoqlik va elastiklik tufayli ular bemorning sezgir to'qimalariga zarar etkazmasliklari va bemorga noqulaylik tug'dirmasliklari mumkin.
Polikarbonat (kompyuter)
Polikarbonat (ShK) eng qattiq shaffof plastik bo'lib, prototip tibbiy asboblar uchun juda foydalidir, ayniqsa ultrabinafsha nurlarini davolash bilan bog'lash kerak bo'lsa. Kompyuterda novda, plastinka va choyshabning bir nechta shakllari mavjud, ularni birlashtirish oson.
Shaxsiy kompyuterning o'ndan ortiq ishlash xususiyatlarini yakka o'zi yoki birgalikda ishlatish mumkin bo'lsa ham, ettitasiga ko'pincha ishoniladi. Kompyuterning egiluvchanligiga qaramay yuqori zarba kuchi, shaffof suv shaffofligi, yaxshi suzishga chidamliligi, ish haroratining keng diapazoni, o'lchovli barqarorligi, aşınmaya bardoshliligi, qattiqligi va qattiqligi bor.
Radiatsion sterilizatsiya yordamida kompyuterning rangi osonlikcha rangsizlanadi, ammo nurlanish barqarorligi darajasi mavjud.
Polipropilen (PP)
PP - engil, arzon poliolefinli plastmassa, past erish nuqtasiga ega, shuning uchun u termoformlash va oziq-ovqat mahsulotlarini qadoqlash uchun juda mos keladi. PP yonuvchan, shuning uchun sizga yong'inga chidamlilik kerak bo'lsa, olovga chidamli (FR) navlarini qidiring. PP egilishga chidamli, odatda "100 barobar elim" deb nomlanadi. Bükülmeyi talab qiladigan dasturlar uchun PP foydalanish mumkin.
Polietilen (pe)
Polietilen (pe) oziq-ovqat mahsulotlarini qadoqlash va qayta ishlashda keng qo'llaniladigan materialdir. Ultra yuqori molekulyar og'irlikdagi polietilen (UHMWPE) yuqori aşınma qarshilik, past ishqalanish koeffitsienti, o'z-o'zini moylash, sirt yopishqoqligi va mukammal kimyoviy charchoq qarshilikka ega. Bundan tashqari, u juda past haroratlarda (masalan, suyuq azot, -259 ° C) yuqori ko'rsatkichlarni saqlaydi. UHMWPE 185 ° F atrofida yumshay boshlaydi va aşınma qarshiligini yo'qotadi.
UHMWPE harorat o'zgarganda nisbatan yuqori kengayish va qisqarish tezligiga ega bo'lganligi sababli, ushbu muhitda yaqin bardoshlik qo'llanilishi tavsiya etilmaydi.
Yuqori sirt energiyasi, yopishqoq bo'lmagan sirt tufayli pe yopishtirish qiyin bo'lishi mumkin. Komponentlarni mahkamlagichlar, shovqinlar yoki to'siqlar bilan birlashtirish eng oson. Loctite ushbu turdagi plastmassalarni yopishtirish uchun siyanoakrilat yopishtiruvchi (CYA) (LoctitePrism sirtga sezgir bo'lmagan CYA va primer) ishlab chiqaradi.
UHMWPE shuningdek, ortopedik implantlarda katta muvaffaqiyat bilan qo'llaniladi. Umumiy son artroplastikasi paytida asetabulyar chashka ichida eng ko'p ishlatiladigan material va tizza artroplastikasi paytida tibial plato komponentidagi eng keng tarqalgan materialdir. U yuqori darajada sayqallangan kobalt-xrom qotishmasiga mos keladi. * E'tibor bering, ortopedik implantlar uchun mos materiallar sanoat versiyalari emas, balki maxsus materiallardir. Tibbiy darajadagi UHMWPE Westlake Plastics (Lenni, Pensilvaniya) tomonidan Lennite savdo nomi ostida sotiladi.
Polioksimetilen (POM)
DuPont's Delrin - bu eng taniqli POM-lardan biri bo'lib, aksariyat dizaynerlar ushbu nomga ushbu plastmassaga murojaat qilishadi. POM formaldegiddan sintezlanadi. POM dastlab 1950-yillarning boshlarida, odatda "Saygang" nomi bilan tanilgan, qattiq, issiqqa chidamli rangli metall o'rnini bosuvchi sifatida ishlab chiqarilgan. Bu past ishqalanish koeffitsienti va yuqori quvvatga ega bo'lgan qattiq plastikdir.
Delrin va shunga o'xshash POMni yopishtirish qiyin, va mexanik yig'ish eng yaxshisidir. Delrin odatda ishlov beriladigan tibbiy asboblar prototiplari va yopiq qurilmalar uchun ishlatiladi. Bu juda ishlov beriladigan, shuning uchun u kuch, kimyoviy qarshilik va FDA standartlariga javob beradigan materiallarni talab qiladigan ishlov berish uskunalarining prototiplari uchun juda mos keladi.
Delrinning bir zararli tomoni shundaki, uning nurlanish sterilizatsiyasiga sezgirligi POMni mo'rtlashtirishi mumkin. Agar radiatsiya sterilizatsiyasi bo'lsa, mahkam o'rnashib oling, plastik buloq mexanizmi va yuk ostida ingichka qism buzilishi mumkin. Agar siz B-POM qismlarini sterilizatsiya qilishni istasangiz, iltimos, qurilmada sezgir tarkibiy qismlar, masalan, elektron qurilmalar mavjudligiga qarab, EtO, Steris yoki avtoklavlardan foydalanishni o'ylab ko'ring.
Neylon (PA)
Neylon 6/6 va 6/12 formulalarida mavjud. Neylon qattiq va issiqqa chidamli. 6/6 va 6/12 identifikatorlari polimer zanjiridagi uglerod atomlari soniga ishora qiladi va 6/12 issiqlikka chidamliligi yuqori bo'lgan uzun zanjirli neylondir. Neylon ABS yoki Delrin (POM) singari qayta ishlanmaydi, chunki uning qismlari qirralarida yopishqoq mikrosxemalar qoldirilishi kerak, chunki ular xiralashishi kerak bo'lishi mumkin.
Neylon 6, eng keng tarqalgan bo'lib, Dyupont tomonidan Ikkinchi Jahon Urushidan oldin ishlab chiqarilgan quyma neylon. Biroq, faqat 1956 yilga kelib, birikmalarni (ko-katalizatorlar va tezlatgichlar) kashf etilishi bilan neylon quyma tijorat maqsadlarida foydali bo'ldi. Ushbu yangi texnologiya yordamida polimerlanish tezligi sezilarli darajada oshiriladi va polimerizatsiyaga erishish uchun zarur bo'lgan qadamlar kamayadi.
Kamroq ishlov berish cheklovlari tufayli quyma neylon 6 har qanday termoplastikaning eng katta o'lchamlari va maxsus shakllaridan birini taqdim etadi. Kastinglarga baralar, naychalar, naychalar va plitalar kiradi. Ularning kattaligi 1 funtdan 400 funtgacha.
Neylon materiallari mexanik kuchga ega va oddiy materiallarga ega bo'lmagan teriga qulay hissiyotlarga ega. Shu bilan birga, tibbiy asbob-uskunalar oyoqlarini tushirish ortezlari, reabilitatsiya nogironlar aravachalari va tibbiyot hamshiralari uchun yotoqxonalar odatda ma'lum yuk ko'tarish qobiliyatiga ega qismlarni talab qiladi, shuning uchun odatda PA66 + 15% GF tanlanadi.
Ftorli etilen propilen (FEP)
Ftorli etilen propilen (FEP) tetrafloroetilen (TFE) (poletetrafluoroetilen [PTFE]) ning barcha kerakli xususiyatlariga ega, ammo uning yashash darajasi 200 ° C (392 ° F) dan pastroq. PTFE-dan farqli o'laroq, FEP in'ektsion kalıplanabilir va an'anaviy usullar bilan barlara, quvurlarga va maxsus profillarga ekstrüzyon mumkin. Bu PTFE-ga nisbatan dizayn va ishlov berishning ustunligiga aylanadi. 4,5 dyuymgacha bo'lgan panjaralar va 2 dyuymgacha plitalar mavjud. Radiatsion sterilizatsiya ostida FEP ko'rsatkichlari PTFE ko'rsatkichlaridan biroz yaxshiroqdir.
Yuqori samarali muhandislik plastiklari
Polieterimid (PEI)
Ultem 1000 termoplastik polieterimidli yuqori issiqlikli polimer bo'lib, General Electric kompaniyasi tomonidan in'ektsiya uchun mo'ljallangan. Yangi ekstruziya texnologiyasini ishlab chiqish orqali AL Hyde, Gehr va Ensinger kabi ishlab chiqaruvchilar Ultem 1000 ning turli xil modellari va o'lchamlarini ishlab chiqaradilar. Ultem 1000 mukammal ishlov berish qobiliyatini birlashtiradi va yuqori issiqlik qo'llanmalarida PES, PEEK va Kapton bilan taqqoslaganda tejash afzalliklariga ega (doimiy foydalanish) 340 ° F gacha). Ultem avtoklavlanadi.
Polietereterketon (PEEK)
Polietereterketon (PEEK) - bu ajoyib issiqlik va kimyoviy qarshilikka, shuningdek aşınmaya va dinamik charchoqqa chidamliligiga ega bo'lgan kristalli yuqori haroratli termoplastik bo'lgan Victrex plc (Buyuk Britaniya) savdo belgisi. Yuqori uzluksiz ish harorati (480 ° F) talab qiladigan elektr qismlari va tutun va olovga ta'sir qiladigan zaharli tutunlarning juda kam chiqarilishi tavsiya etiladi.
PEEK Underwriters Laboratories (UL) 94 V-0 talablariga javob beradi, 0,080 dyuym. Mahsulot gamma nurlanishiga nihoyatda kuchli qarshilik ko'rsatadi, hatto polistirolnikidan ham yuqori. PEEK-ga hujum qilishi mumkin bo'lgan yagona umumiy hal qiluvchi - bu konsentrlangan sulfat kislota. PEEK mukammal gidrolizga chidamliligiga ega va 500 ° F gacha bug'da ishlay oladi.
Polietetrafloroetilen (PTFE)
TFE yoki PTFE (poletetrafluoroetilen), odatda Teflon deb nomlanadi, bu ftor va ugleroddan iborat bo'lgan florokarbon guruhidagi uchta florokarbon qatronlaridan biridir. Ushbu guruhdagi boshqa qatronlar, shuningdek Teflon deb nomlanuvchi, perfloroaloksi ftorokarbon (PFA) va FEP.
Ftor va uglerodni bir-biriga bog'laydigan kuchlar nosimmetrik tarzda joylashtirilgan atomlar orasida eng kuchli kimyoviy bog'lanishlardan birini ta'minlaydi. Ushbu bog'lanish kuchi va zanjir konfiguratsiyasi natijasi nisbatan zich, kimyoviy inert va termal barqaror polimerdir.
TFE issiqlikka va deyarli barcha kimyoviy moddalarga qarshilik ko'rsatadi. Bir nechta begona turlardan tashqari, u barcha organik moddalarda erimaydi. Uning elektr ko'rsatkichlari juda yaxshi. Uning zarba berish kuchi yuqori bo'lsa-da, boshqa muhandislik termoplastikalari bilan taqqoslaganda uning aşınmaya bardoshliligi, tortishish kuchi va sudralish qarshiligi past.
TFE barcha qattiq materiallarning eng past dielektrik doimiyligi va eng kam tarqalish koeffitsientiga ega. Kuchli kimyoviy aloqasi tufayli TFE turli molekulalar uchun deyarli yoqimsiz. Buning natijasida ishqalanish koeffitsienti 0,05 ga teng bo'ladi. PTFE kam ishqalanish koeffitsientiga ega bo'lsa-da, kam suzishga chidamliligi va aşınma xususiyatlarining pastligi tufayli yuk ortopedik qo'llanmalariga mos kelmaydi. Ser Jon Charnli bu muammoni 1950-yillarning oxirlarida kestirib, butunlay almashtirish bo'yicha kashshoflik ishida topdi.
Polisulfon
Polysulfone dastlab BP Amoco tomonidan ishlab chiqarilgan bo'lib, hozirda Solvay tomonidan Udel savdo nomi bilan ishlab chiqarilmoqda va polifenilsülfon Radel savdo nomi ostida sotilmoqda.
Polysulfone - bu qattiq, qattiq, yuqori quvvatli shaffof (engil sarg'ish) termoplastik bo'lib, uning xususiyatlarini -150 ° F dan 300 ° F gacha bo'lgan harorat oralig'ida saqlab turishi mumkin. FDA tomonidan tasdiqlangan uskunalar uchun mo'ljallangan, shuningdek, barcha USP sinf VI (biologik) sinovlaridan o'tdi. U Milliy sanitariya fondining 180 ° F gacha bo'lgan ichimlik suvi standartlariga javob beradi. Polisulfon juda yuqori o'lchovli barqarorlikka ega. 300 ° F haroratda qaynoq suv yoki havo ta'siridan so'ng, chiziqli o'lchov odatda 1% yoki undan kamning o'ndan biriga teng bo'ladi. Polisulfon anorganik kislotalar, ishqorlar va tuz eritmalariga nisbatan yuqori qarshilikka ega; hatto o'rtacha harorat darajasida yuqori haroratlarda ham yuvish vositalariga va uglevodorod moylariga yaxshi qarshilik ko'rsatadi. Polisulfon ketonlar, xlorli uglevodorodlar va aromatik uglevodorodlar kabi qutbli organik erituvchilarga chidamli emas.
Radel yuqori issiqlikka chidamliligi va yuqori zarba kuchini talab qiladigan asboblar laganda uchun va kasalxonada avtoklav laganda qo'llanilishi uchun ishlatiladi. Polisulfon muhandislik qatroni yuqori quvvat va takroriy bug 'sterilizatsiyasiga uzoq muddatli qarshilikni birlashtiradi. Ushbu polimerlar zanglamaydigan po'lat va shishaga alternativa ekanligi isbotlangan. Tibbiy darajadagi polisulfon biologik jihatdan inertdir, sterilizatsiya jarayonida noyob uzoq umr ko'radi, shaffof yoki shaffof bo'lishi mumkin va kasalxonadagi eng keng tarqalgan kimyoviy moddalarga chidamli.
