Акыркы жылдары глобалдык медициналык шаймандар өнөр жайы тез жана туруктуу өсүштү камсыз кылып, орточо өсүш темпи 4% ды түздү, бул ошол эле мезгилдеги улуттук экономикалык өсүш темпинен жогору. Дүйнөлүк медициналык шаймандар рыногунда АКШ, Европа жана Япония биргеликте негизги рыноктук позицияны ээлейт. Америка Кошмо Штаттары медициналык шаймандарды өндүрүүчү жана керектөө боюнча дүйнөдө биринчи орунда турат жана анын керектөөсү тармакта алдыңкы орунда турат. Медициналык шаймандардын дүйнөдөгү эң ири дөө-шааларынын арасында, медициналык шаймандарды чыгарган компаниялардын саны эң көп Америка Кошмо Штаттары жана алардын үлүшү эң көп.
Бул макалада көбүнчө формалары оңой иштетилүүчү материалдардан турган медициналык инженердик пластикалар колдонулат. Бул пластмассалар салмагы салыштырмалуу салыштырмалуу кымбатыраак, анткени көпчүлүк материалдар иштетүүдө таштандылардан улам жоголот.
Медицина жаатында кеңири тараган инженердик пластмассаларга киришүү
Акрилонитрил бутадиен стирол (ABS)
Терполимер SAN (стирол-акрилонитрил) жана бутадиен синтетикалык каучуктан жасалган. Анын түзүлүшүнөн АБСтин негизги чынжыры BS, AB, AS, ал эми тиешелүү тармактык чынжыр AS, S, AB жана башка компоненттери болушу мүмкүн.
АБС - бул резина фазасы чайырдын үзгүлтүксүз фазасында чачырап кеткен полимер. Демек, бул ABS катуулугун жана үстүнкү бетин берген SAN (стирол-акрилонитрил) деген ушул үч мономердин сополимери же аралашмасы эмес, butadiene берет Анын бекемдиги үчүн, ушул үч компоненттин катышын зарылдыгына жараша жөндөсө болот. Пластмассадан адатта 4 дюймдук калыңдыктагы плиталар жана 6 дюймдук диаметри таякчалар жасалат, аларды оңой бириктирип, ламинаттап коюу плиталар менен компоненттерди түзүшөт. Өзүнүн акылга сыярлык наркы жана оңой иштетилиши менен, компьютердик сандык башкаруу (CNC) прототиптерин өндүрүү үчүн популярдуу материал болуп саналат.
ABS көбүнчө ири көлөмдөгү медициналык жабдыктардын кабыкчаларын ыйлаакташ үчүн колдонулат. Акыркы жылдары айнек буласына толтурулган ABS көбүрөөк жерлерде колдонула баштады.
Акрил чайыры (PMMA)
Акрил чайыры чындыгында эң алгачкы медициналык шаймандардын бири, ал эми анапластикалык калыбына келтирүү формасында колдонулат. * Акрил негизинен полиметилметакрилат (PMMA).
Акрил чайыры күчтүү, тунук, иштетилүүчү жана жабышчаак. Акрилди бириктирүүнүн кеңири таралган ыкмаларынын бири - метилхлорид менен эриткич менен байланыштыруу. Акрилдин таякчалары, шейшеп жана табак формалары, ошондой эле ар кандай түстөр дээрлик чексиз. Акрил чайырлары жарык түтүктөрү жана оптикалык колдонмолор үчүн өзгөчө ылайыктуу.
Акрил чайыры белгилер жана дисплей үчүн эталондук тесттер жана прототиптер үчүн колдонулушу мүмкүн; бирок, кандайдыр бир клиникалык сыноолордо колдонуудан мурун медициналык класстагы версиясын аныктоого көңүл буруу керек. Соода деңгээлиндеги акрил чайырлары ультрафиолет нуруна туруштук берүүнү, отту өчүргүчтөрдү, таасирди өзгөртүүчү жана башка химикаттарды камтышы мүмкүн, бул аларды клиникалык колдонууга жараксыз кылат.
Поливинилхлорид (ПВХ)
ПВХ пластификаторлордун кошулганына же кошулбагандыгына жараша, катуу жана ийкемдүү эки түргө ээ. ПВХ көбүнчө суу түтүктөрү үчүн колдонулат. ПВХнын негизги кемчиликтери - аба ырайынын начардыгы, соккунун салыштырмалуу төмөндүгү жана термопластикалык барактын салмагы кыйла жогору (салыштырма салмагы 1,35). Ал оңой эле чийилип же бузулуп, жылуулук деформациясынын чекити төмөн (160).
Пластиксиз ПВХ эки негизги формулада чыгарылат: I түр (коррозияга туруштук) жана II түр (жогорку таасир). I түрү ПВХ эң көп колдонулат, бирок I түрүнө салыштырмалуу жогорку сокку күчүн талап кылган тиркемелерде, II түрлөрү соккуга туруштук бере алат жана дат басууга туруктуулугун бир аз төмөндөтөт. Жогорку температурадагы формулаларды талап кылган тиркемелерде поливинилден фториди (PVDF) жогорку тазалыгы үчүн 280 ° F температурасында колдонсо болот.
Пластикташтырылган поливинилхлоридден (plasticizedpvc) жасалган медициналык буюмдар алгач медициналык жабдыктардагы табигый каучукту жана айнекти алмаштыруу үчүн колдонулган. Алмаштыруунун себеби төмөнкүлөр: пластикаландырылган поливинилхлорид материалдары оңой стерилденет, тунук жана химиялык туруктуулукка жана экономикалык натыйжалуулугуна ээ. Пластикташтырылган поливинилхлорид өнүмдөрүн колдонуу оңой, жана алардын жумшактыгынан жана ийкемдүүлүгүнөн улам, алар бейтаптын сезимтал ткандарына зыян келтирип, бейтапты ыңгайсыз сезүүдөн алыс болушат.
Поликарбонат (ЖК)
Поликарбонат (ЖК) тунук тунук пластик жана медициналык аппараттардын прототиби үчүн өтө пайдалуу, айрыкча ультрафиолет менен айыктыруучу жабдык колдонула турган болсо. ПК таяктын, табактын жана барактын бир нече түрүнө ээ, аны айкалыштыруу оңой.
ЖКнын ондон ашык иштөө мүнөздөмөлөрүн жалгыз же айкалышта колдонсо болот, жетиге көбүнчө ишенишет. ПК ийкемдүүлүгүнө карабастан, соккунун күчү, тунук суунун тунуктугу, жакшы сойлоп чыдамкайлыгы, кеңири иштөө температурасынын диапазону, өлчөмдүү туруктуулугу, эскирүүгө туруктуулугу, катуулугу жана катуулугу бар.
Компьютер нурлануу стерилизациясы менен оңой эле түсү кетет, бирок радиациянын туруктуулук класстары бар.
Полипропилен (PP)
PP эриген температурасы төмөн, жеңил салмактагы, арзан полиолефин пластикасы, ошондуктан термоформалоо жана тамак-аш азыктарын таңгактоо үчүн абдан ылайыктуу. PP тез күйүп кетет, ошондуктан отко туруштук берүү керек болсо, жалынга чыдамдуу (FR) сортторун издеңиз. PP ийилүүгө туруктуу, адатта "100 эселенген желим" деп аталат. Ийилүүнү талап кылган тиркемелер үчүн PP колдонсо болот.
Полиэтилен (PE)
Полиэтилен (PE) тамак-аш азыктарын таңгактоодо жана иштетүүдө кеңири колдонулган материал. Ультра жогорку молекулярдык салмагы бар полиэтилен (UHMWPE) эскирүүгө туруктуу, сүрүлүү коэффициентинин төмөндүгү, өзүн-өзү майлоочу, бетине жабышпаган жана химиялык чарчоодогу мыкты каршылыкка ээ. Ошондой эле, өтө төмөн температурада жогорку көрсөткүчтөрдү сактайт (мисалы, суюк азот, -259 ° C). UHMWPE 185 ° F тегерегинде жумшарып, абразивдүүлүгүн жоготот.
UHMWPE температурасы өзгөргөндө кеңейүү жана кысылуу көрсөткүчү салыштырмалуу жогору болгондуктан, бул чөйрөлөрдө жакынкы толеранттуулукту колдонуу сунушталбайт.
Беттин жогорку энергиясынан, жабышпаган бетинен улам, PE биригиши кыйынга турушу мүмкүн. Компоненттерди бекиткичтер, тоскоолдуктар же капталдар менен бириктирүү оңой. Локтит бул түрдөгү пластмассаларды бириктирүү үчүн цианоакрилат желимдерин (CYA) (LoctitePrism бетине сезимтал эмес CYA жана праймер) чыгарат.
UHMWPE ортопедиялык импланттарда да ийгиликтүү колдонулат. Бул жалпы жамбаш артропластикасы учурунда ацетабулярдык чыныдагы эң көп колдонулган материал жана жалпы тизе артропластикасы учурунда tibial плато компонентиндеги эң көп колдонулган материал. Бул өтө жылмаланган кобальт-хром эритмесине ылайыктуу. * Ортопедиялык имплантаттарга ылайыктуу материалдар өнөр жай версиялары эмес, атайын материалдар экендигин эске алыңыз. UHMWPE медициналык классы Westlake Plastics (Ленни, Пенсильвания) тарабынан Lennite соода аты менен сатылат.
Полиоксиметилен (POM)
DuPont's Delrin эң белгилүү ПОМдордун бири болуп саналат жана көпчүлүк дизайнерлер ушул аталышты ушул пластикке карата колдонушат. POM формальдегидден синтезделет. POM алгач 1950-жылдардын башында катуу, ысыкка чыдамдуу, түстүү металлдарды алмаштыруучу катары иштелип чыккан, адатта "Сайган" деп аталган. Бул сүрүлүүнүн төмөн коэффициенти жана жогорку күчкө ээ катаал пластик.
Делринди жана ушул сыяктуу ПОМду бириктирүү кыйын, ал эми механикалык кураштыруу эң жакшы. Делрин көбүнчө механикалык медициналык шаймандардын прототиптери жана жабык шаймандар үчүн колдонулат. Бул жогорку деңгээлде иштетилет, ошондуктан ал күчтү, химиялык туруктуулукту жана FDA стандарттарына жооп берген материалдарды талап кылган иштетүүчү жабдуулардын үлгүлөрүнө ылайыктуу.
Делриндин бир кемчилиги - бул радиациялык стерилизацияга сезгичтиги, ал POMду морттук кылат. Эгерде радиациялык стерилизация болсо, тез жарактан чыкса, жазгы пластикалык механизм жана жүктөгү жука бөлүк сынып калышы мүмкүн. Эгер сиз B-POM бөлүктөрүн стерилизациялоону кааласаңыз, анда шайман электрондук шаймандар сыяктуу кандайдыр бир сезимтал компоненттерди камтыгандыгына жараша EtO, Steris же автоклавдарды колдонуп көрүңүз.
Нейлон (PA)
Нейлон 6/6 жана 6/12 формулаларында болот. Нейлон катаал жана ысыкка чыдамдуу. 6/6 жана 6/12 аныктагычтар полимер чынжырындагы көмүртек атомдорунун санын билдирет, ал эми 6/12 ысыкка чыдамдуулугу жогору узун чынжырлуу нейлон. Нейлон ABS же Delrin (POM) сыяктуу иштетилбейт, анткени ал тешикчелерди талап кылышы мүмкүн болгон бөлүктөрдүн четине жабышчаак чиптерди калтырат.
Нейлон 6, көбүнчө Дюпон тарабынан Экинчи Дүйнөлүк согушка чейин иштелип чыккан, куюлган нейлон. Бирок 1956-жылы гана кошулмаларды (ко-катализаторлорду жана акселераторлорду) табуу менен нейлон соодага жарамдуу болуп калган. Бул жаңы технологиянын жардамы менен полимерленүү ылдамдыгы бир топ жогорулап, полимеризацияга жетишүү үчүн кадамдар кыскарат.
Иштетүү чектөөлөрүнүн аздыгына байланыштуу, куюлган нейлон 6 ар кандай термопластикалык массивдердин эң чоң көлөмүн жана колдонуучунун формаларын камсыз кылат. Кастингдерге барлар, түтүкчөлөр, түтүкчөлөр жана плиталар кирет. Алардын көлөмү 1 фунттан 400 фунтка чейин.
Нейлон материалдары механикалык күчкө ээ жана кадимки материалдарда жок териге жагымдуу сезимге ээ. Бирок, медициналык жабдуулар бут тамчылатуучу ортозалар, реабилитацияланган майыптар коляскалары жана медициналык карылар төшөктөрү адатта белгилүү бир жүк көтөрүмдүүлүгү бар бөлүктөрдү талап кылат, ошондуктан PA66 + 15% GF тандалып алынат.
Фтордуу этилен пропилен (FEP)
Фторлуу этилен пропилен (FEP) тетрафторэтилендин (TFE) (политетрафторээтилен [PTFE]) бардык керектүү касиеттерине ээ, бирок жашоо температурасы 200 ° C (392 ° F) төмөн. PTFEден айырмаланып, FEP кадимки ыкмалар менен формага куюп, барларга, түтүкчөлөргө жана атайын профилдерге куюп алат. Бул PTFEге караганда дизайн жана иштетүүнүн артыкчылыгы болуп калат. 4,5 дюймга чейин барлар жана 2 дюймга чейинки плиталар бар. Радиациялык стерилдөө учурунда FEPдин көрсөткүчү PTFEге караганда бир аз жакшыраак.
Өндүрүмдүүлүгү жогору инженердик пластиктер
Полиэтеримид (PEI)
Ultem 1000 - термопластикалык полиэтеримиддүү жогорку жылуулуктагы полимер, инжектордук калыпка салуу үчүн General Electric компаниясы тарабынан иштелип чыккан. Жаңы экструзия технологиясын иштеп чыгуу аркылуу AL Hyde, Gehr жана Ensinger сыяктуу өндүрүүчүлөр Ultem 1000дин ар кандай моделдерин жана көлөмдөрүн чыгарышат. Ultem 1000 мыкты иштетилишин айкалыштырат жана жогорку жылуулук колдонмолорунда PES, PEEK жана Kaptonго салыштырмалуу үнөмдөөчү артыкчылыктарга ээ. 340 ° F чейин). Ултем автоклавдуу.
Полиэтеретеркетон (PEEK)
Полиэтеретеркетон (PEEK) - бул жылуулукка жана химиялык чыдамдуулукка, ошондой эле эскирүүгө жана динамикалык чарчоого чыдамкайлыкка ээ кристаллдык жогорку температуралуу термопластикалык Victrex plc (Улуу Британия) соода маркасы. Өндүрүштүк үзгүлтүксүз температураны (480 ° F) талап кылган электрдик компоненттерге, ошондой эле түтүндүн жана жалынга дуушар болгон уулуу түтүндөрдүн чыгышы өтө төмөн.
PEEK Underwriters Laboratories (UL) 94 V-0 талаптарына жооп берет, 0,080 дюйм. Продукт гамма нурлануусуна өтө күчтүү каршылык көрсөтөт, ал тургай полистиролдон ашып түшөт. PEEKке кол сала турган бирден-бир жалпы эриткич бул концентрацияланган күкүрт кислотасы. PEEK гидролиздин мыкты каршылыгына ээ жана буу менен 500 ° F чейин иштей алат.
Политетрафторэтилен (PTFE)
TFE же PTFE (политетрафторэтилен), адатта, тефлон деп аталат, фтор жана көмүртектен турган, фторокарбон тобундагы үч фторокарбон чайырынын бири. Бул топтогу башка чайырлар, ошондой эле Тефлон деп да аталат, бул флюорокарбон (PFA) жана FEP.
Фтор менен көмүртекти бириктирген күчтөр тыгыз симметриялуу жайгашкан атомдордун арасындагы эң күчтүү химиялык байланыштардын бирин камсыз кылат. Бул байланыш бекемдиги жана чынжыр конфигурациясынын натыйжасы салыштырмалуу тыгыз, химиялык инерттик жана термикалык туруктуу полимер.
TFE ысыкка жана дээрлик бардык химиялык заттарга туруштук берет. Бир нече бөтөн түрлөрдү эсепке албаганда, ал бардык органикалык заттарда эрийт. Анын электр кубаттуулугу абдан жакшы. Башка инженердик термопласттарга салыштырмалуу, анын сокку күчү жогору болгонуна карабастан, анын эскирүүгө туруктуулугу, чыңалуу күчүнө жана сойлоп кетүүгө туруктуулугу төмөн.
TFE бардык катуу материалдардын эң төмөнкү диэлектрикалык туруктуу жана эң аз диссипация факторуна ээ. Өзүнүн күчтүү химиялык байланышы болгондуктан, TFE ар кандай молекулалар үчүн дээрлик жагымсыз. Натыйжада, сүрүлүү коэффициенти 0,05тен төмөн. PTFE сүрүлүү коэффициентинин төмөндүгүнө карабастан, сойлоп кетүү каршылыгынын төмөндүгүнө жана эскирүү касиетине байланыштуу жүк көтөрүүчү ортопедиялык колдонмолорго ылайыктуу эмес. Сэр Джон Чарнли бул көйгөйдү 1950-жылдардын аягында жамбашты толук алмаштыруу боюнча пионердик ишинде тапкан.
Полисульфон
Полисульфон алгач BP Amoco тарабынан иштелип чыккан жана учурда Solvay компаниясы Udel соода аты менен чыгарылат, ал эми Polyphenylsulfone Радел соода аты менен сатылат.
Полисульфон - касиеттерин -150 ° Fден 300 ° F чейин кеңири температурада сактай алган катаал, катаал, күчтүү тунук (ачык сары) термопластик. FDA тарабынан бекитилген жабдуулар үчүн иштелип чыккан, ошондой эле бардык USP VI класстагы (биологиялык) сыноолордон өттү. Ал Улуттук Санитардык Фонддун ичүүчү суу стандарттарына жооп берет, 180 ° F чейин. Полисульфон өтө чоң өлчөмдүү туруктуулукка ээ. Кайнак сууга же абага 300 ° F таасир эткенден кийин, сызыктуу өлчөмдүн өзгөрүшү адатта 1% дан ондон бир бөлүгүн түзөт. Полисульфон органикалык эмес кислоталарга, щелочторго жана туз эритмелерине жогорку каршылык көрсөтөт; ал тургай, орточо стресс деңгээлинде жогорку температурада, ал жуугуч заттарга жана углеводород майларына жакшы каршылык көрсөтөт. Полисульфон уюлдук органикалык эриткичтерге, мисалы кетондорго, хлорлуу көмүр суутектерине жана ароматтык углеводороддорго туруктуу эмес.
Radel инструменталдык лотокторго ысыкка чыдамдуулукту жана соккунун күчүн талап кылган, ошондой эле оорукананын автоклавдык лоток колдонулган учурда колдонулат. Полисульфондун инженердик чайыры жогорку бышыкты жана бууну кайталап стерилдештирүүгө узак мөөнөттүү каршылыкты айкалыштырат. Бул полимерлер дат баспас болоттон жана айнектен альтернатива экени далилденди. Медициналык полисульфон биологиялык жактан инерттүү, стерилдөө процессинде өзгөчө узак өмүргө ээ, тунук же тунук эмес болушу мүмкүн жана оорукананын көпчүлүк химиялык заттарына туруктуу.
