An de leschte Joeren huet d'global medizinesch Geräterindustrie e schnelle a stabile Wuesstum behalen, mat enger duerchschnëttlecher Wuestumsquote vun ongeféier 4%, wat méi héich ass wéi déi national Wirtschaftswuestumsquote iwwer déi selwecht Period. D'USA, Europa a Japan besetzen d'Haaptmaart Positioun am weltwäite medizineschen Apparat Maart. D'USA sinn de weltgréisste Produzent a Konsument vu medizineschen Apparater, a säi Konsum ass fest an der féierender Positioun an der Industrie. Ënnert de weltwäit Top Medizinapparaten, hunn d'USA déi gréisst Zuel vu medizineschen Apparatfirmen a Konten fir dee gréissten Undeel.
Dësen Artikel féiert haaptsächlech allgemeng benotzt medizinesch Ingenieurplastik vir, déi aus Material mat liicht veraarbechtbare Forme komponéiert sinn. Dës Plastik tendéiere relativ deier par rapport zu Gewiicht, well déi meescht Materialie verléieren duerch Brochstécker während der Veraarbechtung.
Aféierung fir allgemeng Ingenieurplastik am medizinesche Beräich
Acrylonitril Butadien Styren (ABS)
Den Terpolymer ass aus SAN (Styrol-Acrylonitril) a Butadien-Synthetesche Gummi. Aus senger Struktur kann d'Haaptkette vun ABS BS, AB, AS sinn, an déi entspriechend Filialkette kann AS, S, AB an aner Komponente sinn.
ABS ass e Polymer an deem d'Gummi Phase an der kontinuéierter Phas vum Harz dispergéiert ass. Dofir ass et net einfach e Copolymer oder eng Mëschung vun dësen dräi Monomeren, SAN (Styrol-Acrylonitril), wat ABS Hardness an Uewerflächenofschloss gëtt, Butadien gëtt Fir seng Zähegkeet kann de Verhältnis vun dësen dräi Komponente wéi néideg ugepasst ginn. Plastik ginn normalerweis benotzt fir 4-Zoll déck Placken a 6-Zoll Duerchmiesser Stäbchen ze maachen, déi einfach gebonnen a laminéiert kënne gi fir méi déck Placken a Komponenten ze bilden. Wéinst senge vernünftegen Käschten an einfacher Veraarbechtung ass et e populärem Material fir Computer numeresch Kontroll (CNC) Fabrikatioun Prototypen.
ABS gëtt dacks benotzt fir gréisser medizinesch Ausrüstungshüllen ze blosen. An de leschte Jore gouf ABS op Glasfaser gefëllt a méi Plazen benotzt.
Acrylharz (PMMA)
Acrylharz ass tatsächlech ee vun de fréiste medizineschen Apparat Plastik, an ass ëmmer nach an der Formung vun anaplastesche Restauratiounen benotzt. * Acryl ass am Fong Polymethylmethacrylat (PMMA).
Acrylharz ass staark, kloer, veraarbechtbar a verbannt. Eng gemeinsam Method fir Acryl ze bannen ass Léisungsmëttelbinding mat Methylchlorid. Acryl huet bal onlimitéiert Arten vu Stäipen, Plack a Plackeformen, a verschidde Faarwen. Acrylharz si besonnesch gutt fir Liichtleitungen an optesch Uwendungen.
Acrylharz fir Zeechen an Affichage ka fir Benchmarktester a Prototypen benotzt ginn; allerdéngs, Pfleeg muss geholl ginn fir d'medezinesch Grad Versioun ze bestëmmen ier se an all klineschen Testen benotzt gëtt. Kommerziell Akrylharzen kënnen UV-Widerstands, Flamvertragend, Impaktmodifizéierer an aner Chemikalien enthalen, sou datt se net fir de klineschen Asaz sinn.
Polyvinylchlorid (PVC)
PVC huet zwou Formen, steif a flexibel, ofhängeg dovun ob Plastifizéierer bäigesat ginn oder net. PVC gëtt normalerweis fir Waasserleitunge benotzt. Déi Haaptnodeeler vu PVC si schlecht Wiederbeständegkeet, relativ niddereg Auswierkungsstäerkt, an d'Gewiicht vun der thermoplastescher Plack ass relativ héich (spezifesch Schwéierkraaft 1.35). Et ass liicht gekraazt oder beschiedegt, an huet e relativ nidderegen thermesche Verformungspunkt (160).
Onplastiséierter PVC gëtt an zwou Haaptformulatioune produzéiert: Typ I (Korrosiounsbeständegkeet) an Type II (Héichschlag). Typ I PVC ass déi meescht benotzt PVC, awer an Uwendungen, déi méi héich Impaktstäerkt erfuerderen wéi Type I, huet den Type II besser Auswierkungsbeständegkeet a liicht reduzéierter Korrosiounsbeständegkeet. An Uwendungen déi Héichtemperaturformuléierungen erfuerderen, kann Polyvinylidenfluorid (PVDF) fir Héichreinheetsapplikatioune bei ongeféier 280 ° F benotzt ginn.
Medizinesch Produkter aus plastifizéierter Polyvinylchlorid (plastifizéiert PVC) goufen ursprénglech benotzt fir natierlech Gummi a Glas a medizinescher Ausrüstung z'ersetzen. De Grond fir d'Austausch ass: plastifizéiert Polyvinylchloridmaterial si méi liicht steriliséiert, méi transparent, an hu besser chemesch Stabilitéit a wirtschaftlech Effektivitéit. Plastifizéiert Polyvinylchlorid Produkter sinn einfach ze benotzen, a wéinst hirer eegener Weichheet an Elastizitéit kënne se vermeiden datt de sensiblen Tissue vum Patient beschiedegt gëtt a vermeit datt de Patient sech onwuel fillt.
Polycarbonat (PC)
Polycarbonat (PC) ass deen härtesten transparenten Plastik an ass ganz nëtzlech fir Prototyp medizinesch Geräter, besonnesch wann UV-Härtungsschnouer soll benotzt ginn. PC huet verschidde Forme vu Stab, Plack a Plack, et ass einfach ze kombinéieren.
Och wa méi wéi eng Dose Performance-Charakteristike vun engem PC eleng oder a Kombinatioun kënne benotzt ginn, siwe si meeschtens op vertrauen. PC huet héich Auswierkstäerkt, transparent Waassertransparenz, gutt Krypwiderstand, breet Betribstemperaturbereich, Dimensiounsstabilitéit, Verschleißbeständegkeet, Härkeet a Steifheet, trotz senger Duktilitéit.
PC gëtt einfach duerch Stralungssteriliséierung verkleedert, awer Stralungsstabilitéitsgraden si verfügbar.
Polypropylen (PP)
PP ass e Liichtgewiicht, Low-Cost Polyolefin Plastik mat engem niddrege Schmelzpunkt, also ass et ganz gutt fir Thermoformung a Liewensmëttelverpackung. PP ass entflammbar, also wann Dir Feierbeständegkeet braucht, kuckt no flamhemmenden (FR) Qualitéiten. PP ass resistent géint Biegen, allgemeng bekannt als "100-fache Klebstoff". Fir Uwendungen déi gebéit sinn, kann PP benotzt ginn.
Polyethylen (PE)
Polyethylen (PE) ass en allgemeng benotzt Material bei der Verpakung an der Veraarbechtung vu Liewensmëttel. Ultra-héicht Molekulargewiicht Polyethylen (UHMWPE) huet héich Verschleißbeständegkeet, niddereg Reibungskoeffizient, Selbstschmierbarkeet, Uewerfläch net-Haftung an exzellente chemesch Müdlechkeetbeständegkeet. Et hält och héich Leeschtung bei extrem niddregen Temperaturen (zum Beispill flëssege Stickstoff, -259 ° C). UHMWPE fänkt un ëm 185 ° F ze mëllen a verléiert seng Ofdreiwungsbeständegkeet.
Well UHMWPE eng relativ héich Expansiouns- a Kontraktiounsquote huet wann d'Temperatur ännert, gëtt et net fir no Toleranzapplikatiounen an dësen Ëmfeld empfohlen.
Wéinst senger héijer Uewerflächsenergie, net klebender Uewerfläch, kann PE schwéier ze verbannen sinn. Komponente sinn am einfachsten mat Befestigungen, Stéierungen oder Schnappschëss ze passen. Loctite produzéiert Cyanoacrylat Klebstoff (CYA) (LoctitePrism Uewerflächensempfindlech CYA a Primer) fir dës Art vu Plastik ze bannen.
UHMWPE gëtt och an orthopädesche Implantater mat groussem Erfolleg benotzt. Et ass dat meescht benotzte Material an der Acetabularbecher wärend der totaler Hip Arthroplastie an dat heefegste Material an der tibialer Plateau Komponent wärend der totaler Knier Arthroplastie. Et ass gëeegent fir héich poliert Kobalt-Chrom Legierung. * Maacht weg datt d'Materialien passend fir orthopädesch Implantater speziell Material sinn, net industriell Versiounen. Medizinesch Grad UHMWPE gëtt ënner dem Handelsnumm Lennite vu Westlake Plastics (Lenni, PA) verkaaft.
Polyoxymethylen (POM)
DuPont's Delrin ass ee vun de bekanntste POMs, an déi meescht Designer benotzen dësen Numm fir op dëse Plastik ze bezéien. POM gëtt aus Formaldehyd synthetiséiert. POM gouf ursprénglech an de fréien 1950er Joren als en haarden, hëtzbeständegen non-ferro metal Ersatz entwéckelt, allgemeng bekannt als "Saigang". Et ass en haarde Plastik mat engem nidderegen Reibungskoeffizient an héijer Kraaft.
Delrin an ähnleche POM si schwéier ze bannen, a mechanesch Montage ass am beschten. Delrin gëtt allgemeng fir maschinell medizinesch Gerät Prototypen a geschlossene Fixtures benotzt. Et ass héich veraarbechtbar, also ass et ganz passend fir Prototypen vun Ausrüstungsausrüstung déi Kraaft, chemesch Resistenz a Materialien erfuerderen déi FDA Standards treffen.
Een Nodeel vun Delrin ass seng Empfindlechkeet géint d'Stralungssteriliséierung, déi éischter POM brécheleg mécht. Wann d'Stralungssteriliséierung, Schnapppassung, Plastiks Fréijoersmechanismus an dënn Sektioun ënner Belaaschtung brieche kënnen Wann Dir B-POM Deeler steriliséiere wëllt, fannt Dir EtO, Steris oder Autoklaven, ofhängeg dovun ob den Apparat sensibel Komponenten enthält, wéi elektronesch Geräter.
Nylon (PA)
Nylon ass a 6/6 a 6/12 Formuléierungen verfügbar. Nylon ass haart an hëtzbeständeg. Identifizéierer 6/6 a 6/12 bezéien sech op d'Zuel vu Kuelestoffatomer an der Polymerkette, an de 6/12 ass e Laangketten Nylon mat méi héijer Wärmebeständegkeet. Nylon ass net sou veraarbechtbar wéi ABS oder Delrin (POM), well et tendéiert plakeg Chips um Bord vun Deeler ze hannerloossen, déi eventuell deburéiert musse ginn.
Nylon 6, dat heefegst ass Gossnylon, dee virum Du 2. Weltkrich vun DuPont entwéckelt gouf. Wéi och ëmmer, et war eréischt 1956, mat der Entdeckung vu Verbindungen (Co-Katalysatoren a Beschleuniger) déi Goss Nylon kommerziell liewensfäeg gouf. Mat dëser neier Technologie gëtt d'Polymeriséierungsgeschwindegkeet staark erhéicht, an d'Schrëtt fir d'Polymeriséierung z'erreechen ginn reduzéiert.
Wéinst manner Veraarbechtungsbeschränkungen bitt Goss Nylon 6 eng vun de gréissten Arraygréissten a personaliséiert Forme vun all Thermoplast. Castings enthalen Bars, Tuben, Tuben a Placken. Hir Gréisst reicht vun 1 Pond op 400 Pond.
Nylon Materialien hu mechanesch Kraaft a Hautfrëndlecht Gefill datt gewéinlech Materialien net hunn. Wéi och ëmmer, medizinesch Ausrüstung Fouss orthosen, Rehabilitatiouns Rollstill, a medizinesch Fleegebetter erfuerderen normalerweis Deeler mat enger gewësser tragender Kapazitéit, sou datt PA66 + 15% GF allgemeng ausgewielt gëtt.
Fluorinéiert Ethylen Propylen (FEP)
Fluorinéiert Ethylenpropylen (FEP) huet all déi wënschenswäert Eegeschafte vun Tetrafluorethylen (TFE) (Polytetrafluorethylen [PTFE]), awer huet eng méi niddreg Iwwerliewungstemperatur vun 200 ° C (392 ° F). Am Géigesaz zu PTFE kann FEP mat konventionelle Methoden a Sprëtzen geformt ginn an a Bars, Tuben a speziell Profiller extrudéiert ginn. Dëst gëtt en Design a Veraarbechtungsvirdeel iwwer PTFE. Bars bis zu 4,5 Zoll a Placke bis 2 Zoll si verfügbar. D'Performance vu FEP ënner Stralungssteriliséierung ass liicht besser wéi déi vun PTFE.
High-Performance Ingenieur Plastik
Polyetherimid (PEI)
Ultem 1000 ass en thermoplastesche Polyetherimid Héichheizpolymer, entworf vu General Electric Company fir Sprëtzguss. Duerch d'Entwécklung vun neier Extrusiounstechnologie produzéiere Produzente wéi AL Hyde, Gehr an Ensinger verschidde Modeller a Gréisste vun Ultem 1000. Ultem 1000 kombinéiert exzellent Veraarbechtbarkeet an huet spuersam Virdeeler am Verglach mat PES, PEEK a Kapton bei héijer Uwendungsanwendungen (kontinuéierlech Notzung bis 340 ° F). Ultem ass autoklaverbar.
Polyetheretherketon (PEEK)
Polyetheretherketon (PEEK) ass e Markenzeeche vu Victrex plc (UK), e kristallinert Héichtemperatur Thermoplast mat exzellenter Hëtzt a chemescher Resistenz, souwéi exzellent Verschleißbeständegkeet an dynamesch Ersatzstabilitéit. Et gëtt empfohlen fir elektresch Komponenten déi héich kontinuéierlech Betribstemperatur erfuerderen (480 ° F), an extrem niddereg Emissiounen vum Damp a gëfteg Dampen a Flamen ausgesat.
PEEK entsprécht Underwriters Laboratories (UL) 94 V-0 Ufuerderungen, 0.080 Zoll. D'Produkt huet extrem staark Resistenz géint Gammastralung, och méi wéi dee vu Polystyrol. Deen eenzege gemeinsame Léisungsmëttel deen PEEK kann attackéieren ass konzentréiert Schwefelsäure. PEEK huet exzellent Hydrolyse Resistenz a kann am Damp bis zu 500 ° F funktionnéieren.
Polytetrafluorethylen (PTFE)
TFE oder PTFE (Polytetrafluorethylen), normalerweis Teflon genannt, ass ee vun den dräi Fluorcarbonharzen an der Fluorcarbon-Grupp, déi komplett aus Fluor a Kuelestoff komponéiert ass. Déi aner Harzen an dëser Grupp, och bekannt als Teflon, si Perfluoroalkoxy Fluorcarbon (PFA) a FEP.
D'Kräfte déi Fluor a Kuelestoff bannen zesumme bidden eng vun de stäerkst bekannte chemesche Bindungen tëscht enk symmetresch arrangéierten Atomer. D'Resultat vun dëser Bindungsstäerkt plus Kettekonfiguratioun ass e relativ dichten, chemesch inerten, an thermesche stabile Polymer.
TFE widderstëtzt Hëtzt a bal all chemesch Substanzen. Ausser e puer auslännesch Arten ass et an all organescher Matière onléisbar. Seng elektresch Leeschtung ass ganz gutt. Och wann et héich Auswierkstäerkt huet, am Verglach mat aneren Ingenieursthermoplastiker, ass seng Verschleißbeständegkeet, Spannkraft a Krypwiderstand niddereg.
TFE huet den niddregsten dielektresche konstante an niddregsten Dissipatiounsfaktor vun alle feste Materialien. Wéinst senger staarker chemescher Verbindung ass TFE bal net attraktiv fir verschidde Molekülen. Dëst ergëtt eng Reibungskoeffizient sou niddereg wéi 0,05. Och wann PTFE en nidderegen Reibungskoeffizient huet, ass et net fir tragend orthopädesch Uwendungen duerch seng niddreg Krypwiderstand a kleng Verschleißeigenschaften. De Sir John Charnley entdeckt dëse Problem a senger Pionéieraarbecht iwwer total Hip Ersatz an de spéiden 1950er.
Polysulfon
Polysulfon gouf ursprénglech vum BP Amoco entwéckelt a gëtt de Moment vu Solvay ënner Handelsnumm Udel hiergestallt, a Polyphenylsulfon gëtt ënner Handelsnumm Radel verkaaft.
Polysulfon ass en haarden, steife, héichstäerkt transparenten (Liicht Bernstein) Thermoplast, deen seng Eegeschaften an engem breede Temperaturberäich vun -150 ° F bis 300 ° F kann halen. Entworf fir FDA-approuvéiert Ausrüstung, et huet och all USP Class VI (biologesch) Tester gemaach. Et entsprécht den Drénkwaasserstandards vun der National Sanitation Foundation, bis zu 180 ° F. Polysulfon huet ganz héich Dimensiounsstabilitéit. No der Expositioun vu kochendem Waasser oder Loft bei 300 ° F ass d'linear Dimensiounsännerung normalerweis een Zéngtel vun 1% oder manner. Polysulfon huet héich Resistenz géint anorganesch Säuren, Alkalien a Salzléisungen; och bei héijen Temperaturen ënner moderéierte Stressniveauen, huet et gutt Resistenz géint Wäschmëttelen a Kuelewaasserstoffueleg. Polysulfon ass net resistent géint polare organesch Léisungsmëttel wéi Ketonen, chloréiert Kuelewaasserstoffer an aromatesch Kuelewaasserstoffer.
Radel gëtt fir Instrumenttafele benotzt déi héich Wärmebeständegkeet an héich Schlagkraaft erfuerderen a fir Spidol Autoklave Schachtapplikatiounen. Polysulfon Ingenieurharz kombinéiert héich Stäerkt a laangfristeg Resistenz géint widderholl Dampsteriliséierung. Dës Polymeren hunn bewisen Alternativen zu Edelstahl a Glas ze sinn. Polysulfon medizinesch ass biologesch inert, huet en eenzegaartegt laangt Liewen am Sterilisatiounsprozess, kann transparent oder opak sinn, an ass resistent géint déi meescht üblech Spidolchemikalien.
