Katika miaka ya hivi karibuni, tasnia ya vifaa vya matibabu ulimwenguni imedumisha ukuaji wa haraka na thabiti, na wastani wa ukuaji wa karibu 4%, ambayo ni kubwa kuliko kiwango cha ukuaji wa uchumi wa kitaifa kwa kipindi hicho hicho. Merika, Ulaya, na Japani kwa pamoja huchukua nafasi kuu ya soko katika soko la vifaa vya matibabu ulimwenguni. Merika ni mtayarishaji mkubwa na mtumiaji wa vifaa vya matibabu, na matumizi yake yuko katika nafasi inayoongoza katika tasnia. Miongoni mwa makubwa ya vifaa vya matibabu ulimwenguni, Merika ina idadi kubwa zaidi ya kampuni za vifaa vya matibabu na akaunti kwa idadi kubwa zaidi.
Nakala hii inaleta plastiki ya uhandisi ya matibabu inayotumiwa sana, ambayo inajumuisha vifaa vyenye maumbo rahisi ya mchakato. Plastiki hizi huwa na bei ghali kwa uzito, kwa sababu vifaa vingi vinapotea kwa sababu ya takataka wakati wa usindikaji.
Utangulizi wa plastiki za kawaida za uhandisi katika uwanja wa matibabu
Styrene ya Acrylonitrile Butadiene (ABS)
Terpolymer imetengenezwa na SAN (styrene-acrylonitrile) na mpira wa syntetisk wa butadiene. Kutoka kwa muundo wake, mlolongo kuu wa ABS unaweza kuwa BS, AB, AS, na mnyororo wa tawi linalolingana unaweza kuwa AS, S, AB na vifaa vingine.
ABS ni polima ambayo awamu ya mpira hutawanywa katika awamu inayoendelea ya resini. Kwa hivyo, sio tu copolymer au mchanganyiko wa monomers hizi tatu, SAN (styrene-acrylonitrile), ambayo inatoa ugumu wa ABS na kumaliza uso, butadiene inatoa Kwa ugumu wake, uwiano wa vitu hivi vitatu unaweza kubadilishwa kama inahitajika. Plastiki kawaida hutumiwa kutengeneza bamba zenye unene wa inchi 4 na fimbo za kipenyo cha inchi 6, ambazo zinaweza kuunganishwa kwa urahisi na laminated kuunda sahani na vifaa nene. Kwa sababu ya gharama yake nzuri na usindikaji rahisi, ni nyenzo maarufu kwa prototypes za utengenezaji wa nambari za kompyuta (CNC).
ABS hutumiwa mara nyingi kupiga makombora ya vifaa vya matibabu kwa kiwango kikubwa. Katika miaka ya hivi karibuni, ABS iliyojazwa na nyuzi za glasi imekuwa ikitumika katika maeneo mengi.
Resin ya akriliki (PMMA)
Resin ya Acrylic kwa kweli ni moja ya plastiki ya kifaa cha mapema zaidi, na bado inatumiwa kawaida katika ukingo wa urejesho wa anaplastic. * Acrylic kimsingi ni polyethyl methacrylate (PMMA).
Resin ya Acrylic ni nguvu, wazi, inayoweza kusindika na inayoweza kushikika. Njia moja ya kawaida ya kuunganisha akriliki ni kutengenezea kushikamana na kloridi ya methyl. Acrylic ina karibu aina zisizo na ukomo za viboko, karatasi na maumbo ya sahani, na rangi anuwai. Resini za Acrylic zinafaa sana kwa bomba nyepesi na matumizi ya macho.
Resin ya akriliki kwa ishara na onyesho inaweza kutumika kwa vipimo na vielelezo; Walakini, utunzaji lazima uchukuliwe kuamua toleo la daraja la matibabu kabla ya kuitumia katika majaribio yoyote ya kliniki. Resini za akriliki za daraja la biashara zinaweza kuwa na upinzani wa UV, vizuia moto, vigeuzi vya athari na kemikali zingine, na kuzifanya zisifae kwa matumizi ya kliniki.
Kloridi ya polyvinyl (PVC)
PVC ina aina mbili, ngumu na rahisi, kulingana na ikiwa plasticizers imeongezwa au la. PVC kawaida hutumiwa kwa mabomba ya maji. Ubaya kuu wa PVC ni upinzani duni wa hali ya hewa, nguvu ndogo ya athari, na uzito wa karatasi ya thermoplastic ni kubwa sana (mvuto maalum 1.35). Imekwaruzwa au kuharibiwa kwa urahisi, na ina kiwango kidogo cha mabadiliko ya joto (160).
PVC isiyo na plastiki hutengenezwa kwa njia kuu mbili: Aina ya I (upinzani wa kutu) na Aina ya II (athari kubwa). Aina ya PVC ni PVC inayotumiwa zaidi, lakini katika programu zinazohitaji nguvu ya athari kubwa kuliko Aina ya I, Aina ya II ina upinzani bora wa athari na upinzani mdogo wa kutu. Katika programu zinazohitaji michanganyiko ya joto la juu, polyvinylidene fluoride (PVDF) kwa matumizi ya usafi wa hali ya juu inaweza kutumika kwa takriban 280 ° F.
Bidhaa za kimatibabu zilizotengenezwa na kloridi ya polyvinyl ya plastiki (plasticizedpvc) hapo awali ilitumika kuchukua nafasi ya mpira wa asili na glasi katika vifaa vya matibabu. Sababu ya kuibadilisha ni: vifaa vya kloridi ya polyvinyl iliyotengenezwa kwa plastiki ni rahisi kuzaa, wazi zaidi, na ina utulivu bora wa kemikali na ufanisi wa kiuchumi. Bidhaa za kloridi ya polyvinyl iliyotengenezwa kwa plastiki ni rahisi kutumia, na kwa sababu ya ulaini wao wenyewe na unyumbufu, wanaweza kuzuia kuharibu tishu nyeti za mgonjwa na kuzuia kumfanya mgonjwa ahisi wasiwasi.
Polycarbonate (PC)
Polycarbonate (PC) ni plastiki ngumu zaidi ya uwazi na ni muhimu sana kwa vifaa vya matibabu vya mfano, haswa ikiwa utaftaji wa kuponya UV utatumika. PC ina aina kadhaa za fimbo, sahani na karatasi, ni rahisi kuchanganya.
Ingawa zaidi ya sifa kumi na mbili za utendaji wa PC zinaweza kutumiwa peke yake au kwa pamoja, saba hutegemewa mara nyingi. PC ina nguvu kubwa ya athari, uwazi wa uwazi wa maji, upinzani mzuri, joto pana la kufanya kazi, utulivu wa hali, upinzani wa kuvaa, ugumu na uthabiti, licha ya ductility yake.
PC hubadilika rangi kwa urahisi na kuzaa kwa mionzi, lakini viwango vya utulivu wa mionzi vinapatikana.
Polypropen (PP)
PP ni ya uzani mwepesi, plastiki ya bei ya chini ya polyolefini na kiwango kidogo cha kuyeyuka, kwa hivyo inafaa sana kwa upimaji joto na ufungaji wa chakula. PP inaweza kuwaka, kwa hivyo ikiwa unahitaji upinzani wa moto, angalia darasa la moto (FR). PP inakabiliwa na kuinama, inayojulikana kama "gundi mara 100". Kwa matumizi ambayo yanahitaji kupinda, PP inaweza kutumika.
Polyethilini (PE)
Polyethilini (PE) ni nyenzo inayotumika sana katika ufungaji wa chakula na usindikaji. Polyethilini yenye uzito wa kiwango cha juu (UHMWPE) ina upinzani mkubwa wa kuvaa, mgawo wa chini wa msuguano, lubricity ya kibinafsi, uso usio na mshikamano na upinzani bora wa uchovu wa kemikali. Pia inadumisha utendaji wa hali ya juu kwa joto la chini sana (kwa mfano, nitrojeni kioevu, -259 ° C). UHMWPE huanza kulainisha karibu 185 ° F na inapoteza upinzani wake wa abrasion.
Kwa kuwa UHMWPE ina kiwango cha juu cha upanuzi na upungufu wakati joto linabadilika, haipendekezi kwa matumizi ya karibu ya uvumilivu katika mazingira haya.
Kwa sababu ya nishati yake ya juu ya uso, uso usioshikamana, PE inaweza kuwa ngumu kuunganishwa. Vipengele ni rahisi kutoshea pamoja na vifungo, kuingiliwa au snaps. Loctite hutoa viambatanisho vya cyanoacrylate (CYA) (LoctitePrism uso-insensitive CYA na primer) kwa kuunganisha aina hizi za plastiki.
UHMWPE pia hutumiwa katika upandikizaji wa mifupa na mafanikio makubwa. Ni nyenzo inayotumiwa sana kwenye kikombe cha acetabular wakati wa jumla ya nyonga ya nyonga na nyenzo ya kawaida katika sehemu ya tambarare ya tambika wakati wa arthroplasty ya goti. Inafaa kwa aloi ya cobalt-chromium iliyosuguliwa sana. * Tafadhali kumbuka kuwa vifaa vinavyofaa kwa vipandikizi vya mifupa ni vifaa maalum, sio matoleo ya viwandani. Daraja la matibabu UHMWPE inauzwa chini ya jina la biashara Lennite na Westlake Plastics (Lenni, PA).
Polyoxymethilini (POM)
Delrin ya DuPont ni moja wapo ya POM zinazojulikana zaidi, na wabunifu wengi hutumia jina hili kurejelea plastiki hii. POM imeundwa kutoka kwa formaldehyde. POM ilitengenezwa mwanzoni mwa miaka ya 1950 kama mbadala mgumu, sugu ya joto isiyo na feri, anayejulikana kama "Saigang". Ni plastiki ngumu na mgawo wa chini wa msuguano na nguvu kubwa.
Delrin na POM sawa ni ngumu kuunganishwa, na mkutano wa mitambo ni bora. Delrin hutumiwa kawaida kwa prototypes za vifaa vya matibabu na vifaa vilivyofungwa. Inasindika sana, kwa hivyo inafaa sana kwa prototypes za vifaa vya machining ambavyo vinahitaji nguvu, upinzani wa kemikali, na vifaa ambavyo vinakidhi viwango vya FDA.
Ubaya mmoja wa Delrin ni unyeti wake kwa kuzaa kwa mionzi, ambayo huwa inafanya POM kuwa brittle. Ikiwa utasaji wa mionzi, snap fit, utaratibu wa chemchemi ya plastiki na sehemu nyembamba chini ya mzigo inaweza kuvunjika. Ikiwa unataka kuzaa sehemu za B-POM, tafadhali fikiria kutumia EtO, Steris au autoclaves, kulingana na ikiwa kifaa kina vifaa vyovyote nyeti, kama vile vifaa vya elektroniki.
Nylon (PA)
Nylon inapatikana katika uundaji wa 6/6 na 6/12. Nylon ni ngumu na sugu ya joto. Vitambulisho 6/6 na 6/12 hurejelea idadi ya atomi za kaboni kwenye mnyororo wa polima, na 6/12 ni nylon-mnyororo mrefu na upinzani mkubwa wa joto. Nylon haishughulikiwi kama ABS au Delrin (POM) kwa sababu huwa inaacha vidonge vyenye kunata kwenye kingo za sehemu ambazo zinaweza kuhitaji kufutwa.
Nylon 6, ya kawaida ni nylon iliyopigwa, ambayo ilitengenezwa na DuPont kabla ya Vita vya Kidunia vya pili. Walakini, haikuwa hadi 1956, na ugunduzi wa misombo (vichocheo vya ushirikiano na viboreshaji) ambayo ilitengeneza nylon ilianza kibiashara. Kwa teknolojia hii mpya, kasi ya upolimishaji imeongezeka sana, na hatua zinazohitajika kufikia upolimishaji hupunguzwa.
Kwa sababu ya vizuizi vichache vya usindikaji, nylon 6 iliyopigwa hutoa moja ya ukubwa wa safu kubwa na maumbo ya kitamaduni ya thermoplastic yoyote. Castings ni pamoja na baa, zilizopo, zilizopo na sahani. Ukubwa wao unatoka kwa pauni 1 hadi pauni 400.
Vifaa vya nylon vina nguvu ya mitambo na ngozi-rafiki huhisi kuwa vifaa vya kawaida hazina. Walakini, vifaa vya matibabu miguu ya kushuka kwa miguu, viti vya magurudumu vya ukarabati, na vitanda vya uuguzi vya matibabu kawaida huhitaji sehemu zenye uwezo fulani wa kubeba mzigo, kwa hivyo PA66 + 15% GF huchaguliwa kwa ujumla.
Fluorini Ethilini Propylene (FEP)
Fluorini ethilini propylene (FEP) ina mali zote zinazohitajika za tetrafluoroethilini (TFE) (polytetrafluoroethilini [PTFE]), lakini ina joto la chini la kuishi la 200 ° C (392 ° F). Tofauti na PTFE, FEP inaweza kuchomwa sindano na kutolewa kwa baa, mirija na wasifu maalum kwa njia za kawaida. Hii inakuwa faida ya kubuni na usindikaji juu ya PTFE. Baa hadi inchi 4.5 na sahani hadi inchi 2 zinapatikana. Utendaji wa FEP chini ya kuzaa kwa mionzi ni bora kidogo kuliko ile ya PTFE.
Plastiki za uhandisi wa hali ya juu
Polyetherimide (PEI)
Ultem 1000 ni polima yenye joto-juu ya polyetherimide ya juu, iliyoundwa na Kampuni ya Umeme wa Umeme kwa ukingo wa sindano. Kupitia maendeleo ya teknolojia mpya ya extrusion, wazalishaji kama AL Hyde, Gehr na Ensinger hutengeneza modeli na saizi anuwai ya Ultem 1000. Ultem 1000 inachanganya usindikaji bora na ina faida ya kuokoa gharama ikilinganishwa na PES, PEEK na Kapton katika matumizi ya joto kali (matumizi endelevu hadi 340 ° F). Ultem inaweza kutolewa.
Polyetheretherketone (PEEK)
Polyetheretherketone (PEEK) ni alama ya biashara ya Victrex plc (UK), fuwele yenye joto la juu la joto na joto bora na upinzani wa kemikali, pamoja na upinzani bora wa kuvaa na upinzani mkali wa uchovu. Inapendekezwa kwa vifaa vya umeme vinavyohitaji joto la kuendelea la kufanya kazi (480 ° F), na uzalishaji wa chini sana wa moshi na mafusho yenye sumu yaliyo wazi kwa moto.
PEEK hukutana na Maabara ya Underwriters (UL) 94 V-0 mahitaji, inchi 0.080. Bidhaa hiyo ina upinzani mkali sana kwa mionzi ya gamma, hata inayozidi ile ya polystyrene. Kutengenezea kawaida tu ambayo inaweza kushambulia PEEK ni asidi ya sulfuriki iliyokolea. PEEK ina upinzani bora wa hidrolisisi na inaweza kufanya kazi kwa mvuke hadi 500 ° F.
Polytetrafluoroethilini (PTFE)
TFE au PTFE (polytetrafluoroethilini), kawaida huitwa Teflon, ni moja wapo ya resini tatu za fluorocarbon kwenye kundi la fluorocarbon, ambalo linajumuisha fluorine na kaboni kabisa. Resini nyingine katika kikundi hiki, pia inajulikana kama Teflon, ni perfluoroalkoxy fluorocarbon (PFA) na FEP.
Nguvu zinazofunga fluorine na kaboni pamoja hutoa moja ya vifungo vikali vya kemikali kati ya atomi zilizopangwa kwa usawa. Matokeo ya nguvu hii ya dhamana pamoja na usanidi wa mnyororo ni mnene kiasi, ajizi ya kemikali na polima thabiti.
TFE inapinga joto na karibu vitu vyote vya kemikali. Isipokuwa spishi chache za kigeni, haiwezi kuyeyuka katika vitu vyote vya kikaboni. Utendaji wake wa umeme ni mzuri sana. Ingawa ina nguvu ya athari kubwa, ikilinganishwa na thermoplastiki zingine za uhandisi, upinzani wake wa kuvaa, nguvu ya kukakamaa na upinzani wa kutambaa ni mdogo.
TFE ina sababu ya chini kabisa ya dielectri na utengamano wa chini wa vifaa vyote vikali. Kwa sababu ya uhusiano wake mkubwa wa kemikali, TFE karibu haivutii kwa molekuli tofauti. Hii inasababisha mgawo wa msuguano chini ya 0.05. Ingawa PTFE ina mgawo wa chini wa msuguano, haifai kwa matumizi ya mifupa yenye kubeba mzigo kwa sababu ya upinzani wake wa chini na mali ya kuvaa chini. Bwana John Charnley aligundua shida hii katika kazi yake ya upainia juu ya kubadilisha jumla ya nyonga mwishoni mwa miaka ya 1950.
Polysulfone
Polysulfone awali ilitengenezwa na BP Amoco na kwa sasa imetengenezwa na Solvay chini ya jina la biashara Udel, na polyphenylsulfone inauzwa chini ya jina la biashara Radel.
Polysulfone ni ngumu, ngumu, yenye nguvu ya juu (ya kahawia nyepesi) ya thermoplastic ambayo inaweza kudumisha mali zake katika joto pana kutoka -150 ° F hadi 300 ° F. Iliyoundwa kwa vifaa vilivyoidhinishwa na FDA, pia imepitisha vipimo vyote vya USP Class VI (biolojia). Inakidhi viwango vya maji ya kunywa ya Taasisi ya Usafi wa Mazingira ya Kitaifa, hadi 180 ° F. Polysulfone ina utulivu wa hali ya juu sana. Baada ya kufichuliwa na maji yanayochemka au hewa ifikapo 300 ° F, mabadiliko ya kawaida ni kawaida moja ya kumi ya 1% au chini. Polysulfone ina upinzani mkubwa kwa asidi isokaboni, alkali na suluhisho za chumvi; hata kwa joto la juu chini ya viwango vya dhiki vya wastani, ina upinzani mzuri kwa sabuni na mafuta ya hydrocarbon. Polysulfone haipingani na vimumunyisho vya kikaboni polar kama ketoni, hidrokaboni zenye klorini na hidrokaboni zenye kunukia.
Radel hutumiwa kwa trays za vifaa ambazo zinahitaji upinzani mkubwa wa joto na nguvu ya athari kubwa, na kwa maombi ya tray ya autoclave ya hospitali. Resin ya uhandisi ya Polysulfone inachanganya nguvu kubwa na upinzani wa muda mrefu kwa sterilization ya mvuke inayorudiwa. Hizi polima zimethibitishwa kuwa mbadala wa chuma cha pua na glasi. Polysulfone ya kiwango cha matibabu ni ajizi ya kibaolojia, ina maisha marefu ya kipekee katika mchakato wa kuzaa, inaweza kuwa ya uwazi au ya kupendeza, na inakabiliwa na kemikali za kawaida za hospitali.
