Fis-snin riċenti, l-industrija tal-apparat mediku globali żammet tkabbir mgħaġġel u stabbli, b'rata medja ta 'tkabbir ta' madwar 4%, li hija ogħla mir-rata ta 'tkabbir ekonomiku nazzjonali matul l-istess perjodu. L-Istati Uniti, l-Ewropa u l-Ġappun flimkien jokkupaw il-pożizzjoni tas-suq ewlieni fis-suq globali tal-apparat mediku. L-Istati Uniti huma l-akbar produttur u konsumatur tad-dinja ta 'apparat mediku, u l-konsum tiegħu huwa sod fil-pożizzjoni ta' tmexxija fl-industrija. Fost l-aqwa ġganti tal-apparat mediku fid-dinja, l-Istati Uniti għandhom l-akbar numru ta 'kumpaniji tal-apparat mediku u jammontaw għall-akbar proporzjon.
Dan l-artikolu prinċipalment jintroduċi plastiks ta 'inġinerija medika użati b'mod komuni, li huma komposti minn materjali b'forom faċli biex jiġu pproċessati. Dawn il-plastiks għandhom tendenza li jkunu relattivament għoljin meta mqabbla mal-piż, minħabba li ħafna mill-materjali jintilfu minħabba l-iskart waqt l-ipproċessar.
Introduzzjoni għal plastiks ta 'inġinerija komuni fil-qasam mediku
Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS)
It-terpolimeru huwa magħmul minn SAN (styrene-acrylonitrile) u gomma sintetika butadiene. Mill-istruttura tagħha, il-katina ewlenija tal-ABS tista 'tkun BS, AB, AS, u l-katina tal-fergħa korrispondenti tista' tkun AS, S, AB u komponenti oħra.
L-ABS huwa polimeru li fih il-fażi tal-gomma hija mxerrda fil-fażi kontinwa tar-reżina. Għalhekk, mhuwiex sempliċement kopolimeru jew taħlita ta 'dawn it-tliet monomeri, SAN (styrene-acrylonitrile), li jagħti ebusija tal-ABS u finitura tal-wiċċ, butadiene jagħti Għar-reżistenza tiegħu, il-proporzjon ta' dawn it-tliet komponenti jista 'jiġi aġġustat kif meħtieġ. Il-plastiks normalment jintużaw biex jagħmlu pjanċi ħoxnin ta '4 pulzieri u vireg b'dijametru ta' 6 pulzieri, li jistgħu jintrabtu u jiġu laminati faċilment biex jiffurmaw pjanċi u komponenti eħxen. Minħabba l-ispiża raġonevoli u l-ipproċessar faċli tiegħu, huwa materjal popolari għal prototipi tal-manifattura tal-kontroll numeriku tal-kompjuter (CNC).
L-ABS spiss jintuża biex jinfetaħ qxur ta 'tagħmir mediku fuq skala kbira. Fis-snin riċenti, l-ABS mimli bil-fibra tal-ħġieġ intuża f'aktar postijiet.
Raża akrilika (PMMA)
Ir-reżina akrilika hija fil-fatt waħda mill-ewwel plastiks tal-apparat mediku, u għadha użata komunement fl-iffurmar ta 'restawr anaplastiku. * L-akriliku huwa bażikament polimetilmetakrilat (PMMA).
Ir-reżina akrilika hija b'saħħitha, ċara, proċessabbli u mwaħħla. Metodu wieħed komuni ta 'twaħħil ta' akriliku huwa li twaħħal b'solvent bil-klorur tal-metil. L-akriliku għandu tipi kważi illimitati ta 'vireg, forom ta' folji u pjanċi, u kuluri varji. Ir-reżini akriliċi huma partikolarment adattati għal pajpijiet tad-dawl u applikazzjonijiet ottiċi.
Ir-reżina akrilika għas-sinjali u l-wiri tista 'tintuża għal testijiet ta' referenza u prototipi; madankollu, għandha tingħata attenzjoni biex tiġi ddeterminata l-verżjoni tal-grad mediku qabel ma tużaha fi kwalunkwe prova klinika. Reżini akriliċi ta 'grad kummerċjali jista' jkun fihom reżistenza għall-UV, ritardanti tal-fjammi, modifikaturi tal-impatt u kimiċi oħra, u jagħmluhom mhux adattati għall-użu kliniku.
Polyvinyl chloride (PVC)
Il-PVC għandu żewġ forom, riġidi u flessibbli, skont jekk jiżdiedux plastiċizzanti jew le. Il-PVC normalment jintuża għall-pajpijiet ta 'l-ilma. L-iżvantaġġi ewlenin tal-PVC huma reżistenza fqira tat-temp, saħħa ta 'impatt relattivament baxxa, u l-piż tal-folja termoplastika huwa pjuttost għoli (gravità speċifika 1.35). Huwa faċilment mibrux jew bil-ħsara, u għandu punt ta 'deformazzjoni termika relattivament baxx (160).
Il-PVC mhux plastifikat huwa prodott f'żewġ formulazzjonijiet ewlenin: Tip I (reżistenza għall-korrużjoni) u Tip II (impatt għoli). Il-PVC tat-Tip I huwa l-aktar PVC użat komunement, iżda f'applikazzjonijiet li jeħtieġu qawwa ta 'impatt ogħla minn Tip I, it-Tip II għandu reżistenza aħjar għall-impatt u reżistenza għall-korrużjoni kemmxejn imnaqqsa. F'applikazzjonijiet li jeħtieġu formulazzjonijiet ta 'temperatura għolja, polyvinylidene fluoride (PVDF) għal applikazzjonijiet ta' purità għolja jistgħu jintużaw f'madwar 280 ° F.
Prodotti mediċi magħmula minn polyvinyl chloride plastiċizzat (plasticizedpvc) oriġinarjament intużaw biex jissostitwixxu lastiku naturali u ħġieġ fit-tagħmir mediku. Ir-raġuni għas-sostituzzjoni hija: materjali plastiċizzati tal-polyvinyl chloride huma sterilizzati aktar faċilment, aktar trasparenti, u għandhom stabbiltà kimika aħjar u effettività ekonomika. Il-prodotti tal-klorur tal-polivinil plastifikat huma faċli biex jintużaw, u minħabba l-irtubija u l-elastiċità tagħhom stess, jistgħu jevitaw li jagħmlu ħsara lit-tessuti sensittivi tal-pazjent u jevitaw li jagħmlu l-pazjent iħossu skomdu.
Polikarbonat (PC)
Il-Polikarbonat (PC) huwa l-iktar plastik trasparenti iebes u huwa utli ħafna għal prototip ta 'apparat mediku, speċjalment jekk irid jintuża l-irbit tat-tqaddid bl-UV. Il-PC għandu diversi forom ta 'virga, pjanċa u folja, huwa faċli biex tgħaqqad.
Għalkemm aktar minn tużżana karatteristiċi ta 'prestazzjoni ta' PC jistgħu jintużaw waħedhom jew flimkien, seba 'huma l-aktar spiss invokati. Il-PC għandu qawwa ta 'impatt għolja, trasparenza tal-ilma trasparenti, reżistenza tajba għall-creep, firxa wiesgħa ta' temperatura operattiva, stabbiltà dimensjonali, reżistenza għall-ilbies, ebusija u riġidità, minkejja d-duttilità tiegħu.
Il-PC jinbidel faċilment mill-isterilizzazzjoni bir-radjazzjoni, iżda gradi ta 'stabbiltà tar-radjazzjoni huma disponibbli.
Polipropilene (PP)
Il-PP huwa plastik tal-polyolefin ta 'piż ħafif u bi prezz baxx b'punt ta' tidwib baxx, għalhekk huwa adattat ħafna għat-termoformazzjoni u l-ippakkjar tal-ikel. Il-PP huwa fjammabbli, allura jekk għandek bżonn reżistenza għan-nar, fittex gradi ritardanti tal-fjammi (FR). Il-PP huwa reżistenti għall-liwi, komunement magħruf bħala "kolla ta '100 darba". Għal applikazzjonijiet li jeħtieġu liwi, PP jista 'jintuża.
Polietilene (PE)
Il-polietilene (PE) huwa materjal użat komunement fl-ippakkjar u l-ipproċessar tal-ikel. Il-polyethylene ta 'piż molekulari ultra-għoli (UHMWPE) għandu reżistenza għolja għall-ilbies, koeffiċjent ta' frizzjoni baxx, awto-lubrikazzjoni, nuqqas ta 'adeżjoni tal-wiċċ u reżistenza eċċellenti għall-għeja kimika. Iżomm ukoll prestazzjoni għolja f'temperaturi baxxi ħafna (per eżempju, nitroġenu likwidu, -259 ° C). UHMWPE jibda jrattab madwar 185 ° F u jitlef ir-reżistenza għall-brix tiegħu.
Peress li UHMWPE għandu rata ta 'espansjoni u kontrazzjoni relattivament għolja meta tinbidel it-temperatura, mhuwiex rakkomandat għal applikazzjonijiet ta' tolleranza mill-qrib f'dawn l-ambjenti.
Minħabba l-enerġija għolja tal-wiċċ, wiċċ li ma jwaħħalx, il-PE jista 'jkun diffiċli biex jintrabat. Il-komponenti huma l-aktar faċli biex jitwaħħlu flimkien ma 'qfieli, interferenza jew snaps. Loctite jipproduċi adeżivi cyanoacrylate (CYA) (LoctitePrism CYA u primer insensittivi għall-wiċċ) biex jgħaqqad dawn it-tipi ta 'plastik.
UHMWPE jintuża wkoll f'impjanti ortopediċi b'suċċess kbir. Huwa l-iktar materjal użat komunement fit-tazza aċetabulari waqt l-artroplastija totali tal-ġenbejn u l-iktar materjal komuni fil-komponent tal-plateau tibjali waqt l-artroplastija totali tal-irkoppa. Huwa adattat għal liga tal-kobalt-kromju illustrata ħafna. * Jekk jogħġbok innota li l-materjali adattati għall-impjanti ortopediċi huma materjali speċjali, mhux verżjonijiet industrijali. Grad mediku UHMWPE jinbiegħ taħt l-isem kummerċjali Lennite minn Westlake Plastics (Lenni, PA).
Polyoxymethylene (POM)
Delrin ta 'DuPont huwa wieħed mill-aktar POMs magħrufa, u ħafna disinjaturi jużaw dan l-isem biex jirreferu għal dan il-plastik. POM huwa sintetizzat mill-formaldehyde. POM kien żviluppat oriġinarjament fil-bidu tas-snin ħamsin bħala sostitut tal-metall mhux tal-ħadid iebes, reżistenti għas-sħana, komunement magħruf bħala "Saigang". Huwa plastik iebes b'koeffiċjent baxx ta 'frizzjoni u saħħa għolja.
Delrin u POM simili huma diffiċli biex jintrabtu, u l-aħjar immuntar mekkaniku. Delrin huwa komunement użat għal prototipi ta 'apparat mediku maħdum u tagħmir magħluq. Huwa proċessabbli ħafna, għalhekk huwa adattat ħafna għal prototipi ta 'tagħmir tal-magni li jeħtieġu saħħa, reżistenza kimika, u materjali li jissodisfaw l-istandards tal-FDA.
Żvantaġġ wieħed ta 'Delrin huwa s-sensittività tiegħu għall-isterilizzazzjoni bir-radjazzjoni, li għandha t-tendenza li tagħmel il-POM fraġli. Jekk l-isterilizzazzjoni bir-radjazzjoni, snap fit, mekkaniżmu tal-molla tal-plastik u sezzjoni rqiqa taħt tagħbija jistgħu jinkisru. Jekk trid sterilizza partijiet B-POM, jekk jogħġbok ikkunsidra li tuża EtO, Steris jew awtoklavi, skont jekk l-apparat fihx komponenti sensittivi, bħal apparat elettroniku.
Nylon (PA)
In-najlon huwa disponibbli f'formulazzjonijiet 6/6 u 6/12. In-najlon huwa iebes u reżistenti għas-sħana. L-identifikaturi 6/6 u 6/12 jirreferu għan-numru ta 'atomi tal-karbonju fil-katina tal-polimeru, u 6/12 huwa najlon b'katina twila b'reżistenza għas-sħana ogħla. In-najlon mhuwiex proċessabbli daqs l-ABS jew Delrin (POM) għax għandu t-tendenza li jħalli ċipep li jwaħħlu fuq it-truf ta 'partijiet li jista' jkun hemm bżonn li jiġu mdendla.
Nylon 6, l-iktar komuni huwa nylon fondut, li ġie żviluppat minn DuPont qabel it-Tieni Gwerra Dinjija. Madankollu, ma kienx qabel l-1956, bl-iskoperta ta 'komposti (ko-katalisti u aċċeleraturi) li n-nylon fondut sar kummerċjalment vijabbli. B'din it-teknoloġija ġdida, il-veloċità tal-polimerizzazzjoni tiżdied ħafna, u l-passi meħtieġa biex tinkiseb il-polimerizzazzjoni huma mnaqqsa.
Minħabba inqas restrizzjonijiet fuq l-ipproċessar, in-najlon fondut 6 jipprovdi wieħed mill-ikbar daqsijiet ta 'firxa u forom personalizzati ta' kwalunkwe termoplastiku. L-ikkastjar jinkludi vireg, tubi, tubi u pjanċi. Id-daqs tagħhom ivarja minn 1 libbra sa 400 libbra.
Materjali tan-najlon għandhom saħħa mekkanika u jħossu li ma jagħmilx ħsara lill-ġilda li materjali ordinarji m'għandhomx. Madankollu, apparat mediku mediku li jwaqqa 's-saqajn tar-roti, siġġijiet tar-roti ta' riabilitazzjoni, u sodod għall-infermiera mediċi ġeneralment jeħtieġu partijiet b'ċerta kapaċità li jifilħu t-tagħbija, għalhekk PA66 + 15% GF ġeneralment jintgħażel.
Etilene Propilene Fluworinat (FEP)
Ethylene propylene fluworinat (FEP) għandu l-proprjetajiet kollha mixtieqa tat-tetrafluoroethylene (TFE) (polytetrafluoroethylene [PTFE]), iżda għandu temperatura ta ’sopravivenza aktar baxxa ta’ 200 ° C (392 ° F). B'differenza mill-PTFE, FEP jista 'jkun iffurmat bl-injezzjoni u estruż f'bars, tubi u profili speċjali b'metodi konvenzjonali. Dan isir vantaġġ fid-disinn u l-ipproċessar fuq PTFE. Bars sa 4.5 pulzieri u pjanċi sa 2 pulzieri huma disponibbli. Il-prestazzjoni tal-FEP taħt sterilizzazzjoni bir-radjazzjoni hija kemmxejn aħjar minn dik tal-PTFE.
Plastik ta 'inġinerija ta' prestazzjoni għolja
Polyetherimide (PEI)
Ultem 1000 huwa polimeru termoplastiku tal-polyetherimide bis-sħana għolja, iddisinjat minn General Electric Company għall-iffurmar bl-injezzjoni. Permezz tal-iżvilupp ta 'teknoloġija ġdida ta' estrużjoni, manifatturi bħal AL Hyde, Gehr u Ensinger jipproduċu diversi mudelli u daqsijiet ta 'Ultem 1000. Ultem 1000 jgħaqqad proċessabilità eċċellenti u għandu vantaġġi li jiffrankaw l-ispejjeż meta mqabbla ma' PES, PEEK u Kapton f'applikazzjonijiet ta 'sħana għolja (użu kontinwu sa 340 ° F). Ultem huwa awtoklavabbli.
Polyetheretherketone (PEEK)
Polyetheretherketone (PEEK) huwa trejdmark ta 'Victrex plc (UK), termoplastiku kristallin b'temperatura għolja b'reżistenza eċċellenti tas-sħana u kimika, kif ukoll reżistenza eċċellenti għall-ilbies u reżistenza dinamika għall-għeja. Huwa rrakkomandat għal komponenti elettriċi li jeħtieġu temperatura operattiva għolja kontinwa (480 ° F), u emissjonijiet baxxi ħafna ta 'duħħan u dħaħen tossiċi esposti għall-fjammi.
PEEK jissodisfa r-rekwiżiti tal-Underwriters Laboratories (UL) 94 V-0, 0.080 pulzier. Il-prodott għandu reżistenza qawwija ħafna għar-radjazzjoni gamma, saħansitra jaqbeż dik tal-polistirene. L-uniku solvent komuni li jista 'jattakka l-PEEK huwa l-aċidu sulfuriku konċentrat. PEEK għandu reżistenza ta 'idroliżi eċċellenti u jista' jaħdem fil-fwar sa 500 ° F.
Polytetrafluoroethylene (PTFE)
It-TFE jew PTFE (politetrafluworoetilene), ġeneralment imsejħa Teflon, hija waħda mit-tliet reżini tal-fluworokarbon fil-grupp tal-fluworokarbon, li hija magħmula kompletament minn fluworin u karbonju. Ir-reżini l-oħra f'dan il-grupp, magħrufa wkoll bħala Teflon, huma perfluoroalkoxy fluorocarbon (PFA) u FEP.
Il-forzi li jgħaqqdu l-fluworu u l-karbonju flimkien jipprovdu waħda mill-iktar rabtiet kimiċi magħrufa fost l-atomi rranġati mill-qrib simetrikament. Ir-riżultat ta 'din is-saħħa tal-bond flimkien mal-konfigurazzjoni tal-katina huwa polimeru relattivament dens, kimikament inert u termalment stabbli.
It-TFE jirreżisti s-sħana u kważi s-sustanzi kimiċi kollha. Ħlief għal xi speċi barranin, ma tinħallx fil-materja organika kollha. Il-prestazzjoni elettrika tiegħu hija tajba ħafna. Għalkemm għandu qawwa ta 'impatt għolja, meta mqabbel ma' termoplastiċi oħra ta 'l-inġinerija, ir-reżistenza għall-ilbies, is-saħħa tat-tensjoni u r-reżistenza għall-creep tagħha huma baxxi.
It-TFE għandu l-inqas kostant dielettriku u l-inqas fattur ta 'dissipazzjoni tal-materjali solidi kollha. Minħabba l-konnessjoni kimika qawwija tiegħu, it-TFE huwa kważi mhux attraenti għal molekuli differenti. Dan jirriżulta f'koeffiċjent ta 'frizzjoni baxx kemm 0.05. Għalkemm il-PTFE għandu koeffiċjent ta 'frizzjoni baxx, mhuwiex adattat għal applikazzjonijiet ortopediċi li jifilħu t-tagħbija minħabba r-reżistenza baxxa tiegħu għall-creep u l-proprjetajiet baxxi ta' l-ilbies. Sir John Charnley skopra din il-problema fix-xogħol pijunier tiegħu fuq is-sostituzzjoni totali tal-ġenbejn fl-aħħar tas-snin ħamsin.
Polysulfone
Il-Polysulfone kien żviluppat oriġinarjament minn BP Amoco u bħalissa huwa mmanifatturat minn Solvay taħt l-isem kummerċjali Udel, u l-polyphenylsulfone jinbiegħ taħt l-isem kummerċjali Radel.
Polysulfone huwa termoplastiku iebes, riġidu, qawwi trasparenti (ambra ċar) li jista 'jżomm il-proprjetajiet tiegħu f'firxa wiesgħa ta' temperatura minn -150 ° F sa 300 ° F. Iddisinjat għal tagħmir approvat mill-FDA, għadda wkoll mit-testijiet kollha (bijoloġiċi) tal-Klassi VI tal-USP. Huwa jissodisfa l-istandards tal-ilma tax-xorb tal-Fondazzjoni Nazzjonali tas-Sanità, sa 180 ° F. Polysulfone għandu stabbiltà dimensjonali għolja ħafna. Wara espożizzjoni għal ilma jagħli jew arja f'temperatura ta '300 ° F, il-bidla dimensjonali lineari ġeneralment tkun waħda minn għaxra ta' 1% jew inqas. Polysulfone għandu reżistenza għolja għal aċidi inorganiċi, alkali u soluzzjonijiet ta 'melħ; anke f'temperaturi għoljin taħt livelli ta 'tensjoni moderati, għandu reżistenza tajba għal deterġenti u żjut idrokarburi. Polysulfone mhuwiex reżistenti għal solventi organiċi polari bħal ketoni, idrokarburi klorinati u idrokarburi aromatiċi.
Ir-radel jintuża għal trejs għall-istrumenti li jeħtieġu reżistenza għolja għas-sħana u qawwa għolja għall-impatt, u għal applikazzjonijiet ta 'trej ta' awtoklavi fl-isptar. Ir-reżina ta 'l-inġinerija Polysulfone tgħaqqad qawwa għolja u reżistenza fit-tul għall-isterilizzazzjoni ripetuta bil-fwar. Dawn il-polimeri wrew li huma alternattivi għall-istainless steel u l-ħġieġ. Polysulfone ta 'grad mediku huwa bijoloġikament inert, għandu ħajja twila unika fil-proċess ta' sterilizzazzjoni, jista 'jkun trasparenti jew opak, u huwa reżistenti għall-aktar kimiċi komuni ta' l-isptar.
