Undanfarin ár hefur alheims lækningatæki haldið uppi hröðum og stöðugum vexti, með meðalhraði um 4%, sem er hærri en þjóðarhagvöxtur á sama tímabili. Bandaríkin, Evrópa og Japan skipa sameiginlega helstu markaðsstöðu á alþjóðlegum lækningatækjamarkaði. Bandaríkin eru stærsti framleiðandi og neytandi lækningatækja í heimi og neysla þeirra er í fremstu röð í greininni. Meðal helstu risa heims í lækningatækjum eru Bandaríkin með mestan fjölda fyrirtækja í lækningatækjum og eru með stærsta hlutfallið.
Þessi grein kynnir aðallega algengt læknisverkfræði plast, sem samanstendur af efni með auðvelt að vinna lögun. Þessi plastefni hafa tilhneigingu til að vera tiltölulega dýr miðað við þyngd, vegna þess að flest efni glatast vegna rusls við vinnslu.
Kynning á algengum verkfræðiplasti á lækningasviði
Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS)
Terpolymerinn er gerður úr SAN (styren-acrylonitrile) og bútadíen gervigúmmíi. Frá uppbyggingu þess getur aðalkeðja ABS verið BS, AB, AS og samsvarandi útibúkeðja getur verið AS, S, AB og aðrir þættir.
ABS er fjölliða þar sem gúmmífasinn dreifist í samfellda fasa plastefnisins. Þess vegna er það ekki einfaldlega samfjölliða eða blanda af þessum þremur einlínum, SAN (stýren-akrýlonítríl), sem gefur ABS hörku og yfirborðsáferð, en bútadíen gefur Fyrir hörku sína er hægt að stilla hlutfall þessara þriggja efnisþátta eftir þörfum. Plast er venjulega notað til að búa til 4 tommu þykkar plötur og 6 tommu þvermálstengur, sem auðvelt er að tengja og lagskipta til að mynda þykkari plötur og íhluti. Vegna eðlilegs kostnaðar og auðveldrar vinnslu er það vinsælt efni fyrir tölulegar stýringar (CNC) framleiðslu á frumgerðum.
ABS er oft notað til að þynna stórar lækningatækjaskeljar. Undanfarin ár hefur ABS fyllt með glertrefjum verið notað á fleiri stöðum.
Akrýl plastefni (PMMA)
Akrýlplastefni er í raun eitt fyrsta lækningatækjaplastið og er ennþá almennt notað við mótun anaplastískra endurbóta. * Akrýl er í grundvallaratriðum pólýmetýlmetakrýlat (PMMA).
Akrýl plastefni er sterkt, skýrt, vinnanlegt og tengjanlegt. Ein algeng aðferð við að tengja akrýl er að tengja leysi við metýlklóríð. Akrýl hefur næstum ótakmarkaðar tegundir af stöngum, lak og plötuformum og ýmsum litum. Akrýl plastefni eru sérstaklega hentugur fyrir ljós rör og sjón forrit.
Akrýlplastefni til merkinga og sýna er hægt að nota til viðmiðunarprófana og frumgerða; þó verður að gæta þess að ákvarða læknisfræðilega útgáfu áður en hún er notuð í klínískum rannsóknum. Akrýlplastefni í atvinnuskyni geta innihaldið útfjólubláa þol, logavarnarefni, höggbreytingarefni og önnur efni, sem gera þau óhæf til klínískrar notkunar.
Pólývínýlklóríð (PVC)
PVC hefur tvö form, stíft og sveigjanlegt, allt eftir því hvort mýkiefni er bætt við eða ekki. PVC er venjulega notað fyrir vatnslagnir. Helstu ókostir PVC eru léleg veðurþol, tiltölulega lítill höggstyrkur og þyngd hitauppstreymisþynnunnar er nokkuð mikil (eðlisþyngd 1,35). Það klæðist auðveldlega eða skemmist og hefur tiltölulega lágan hitabreytingarpunkt (160).
Óplastað PVC er framleitt í tveimur meginsamsetningum: Tegund I (tæringarþol) og gerð II (mikil áhrif). Tegund I PVC er algengasta PVC en í forritum sem krefjast meiri höggstyrks en gerð I hefur tegund II betri höggþol og lítillega minni tæringarþol. Í forritum sem krefjast háhitablöndna er hægt að nota pólývínýlíden flúor (PVDF) fyrir háhreinsiefni við u.þ.b. 280 ° F.
Læknisvörur úr plastuðu pólývínýlklóríði (plastað PVC) voru upphaflega notaðar til að skipta um náttúrulegt gúmmí og gler í lækningatækjum. Ástæðan fyrir skiptingunni er: plastað pólývínýlklóríð efni er auðveldara að sótthreinsa, gegnsærra og hafa betri efnafræðilegan stöðugleika og efnahagslegan árangur. Auðvelt er að nota plastaðar pólývínýlklóríðafurðir og vegna mýktar og mýktar geta þær forðast að skemma viðkvæma vefi sjúklingsins og forðast að láta sjúklingnum líða óþægilega.
Pólýkarbónat (PC)
Pólýkarbónat (PC) er hörðasta gagnsæja plastið og er mjög gagnlegt fyrir frumgerð lækningatækja, sérstaklega ef nota á UV-ráðandi tengingu. PC hefur nokkrar gerðir af stöng, disk og lak, það er auðvelt að sameina það.
Þrátt fyrir að hægt sé að nota meira en tug frammistöðu einkenna tölvu einn eða í sameiningu er oftast treyst á sjö. PC hefur mikla höggstyrk, gagnsæ vatnsgagnsæi, góða skriðþol, breitt hitastigssvið, víddar stöðugleika, slitþol, hörku og stífni, þrátt fyrir sveigjanleika.
PC er auðveldlega aflitað með ófrjósemisaðgerð, en einkunnir um stöðugleika geislunar eru í boði.
Pólýprópýlen (PP)
PP er létt og ódýrt pólýólefínplast með lágan bræðslumark, svo það hentar mjög vel til hitamyndunar og umbúða matvæla. PP er eldfimt, þannig að ef þú þarft eldþol skaltu leita að logavarnarstigi (FR). PP er ónæmur fyrir beygingu, almennt þekktur sem "100-falt lím". Fyrir forrit sem krefjast beygju er hægt að nota PP.
Pólýetýlen (PE)
Pólýetýlen (PE) er algengt efni í umbúðum og vinnslu matvæla. Mjög há mólmassa pólýetýlen (UHMWPE) hefur mikla slitþol, lágan núningsstuðul, sjálfsmurningu, yfirborð án viðloðunar og framúrskarandi efnaþreytuþol. Það heldur einnig mikilli frammistöðu við mjög lágan hita (til dæmis fljótandi köfnunarefni, -259 ° C). UHMWPE byrjar að mýkjast í kringum 185 ° F og missir núningi viðnám.
Þar sem UHMWPE hefur tiltölulega mikla stækkun og samdráttartíðni þegar hitastig breytist, er ekki mælt með því að nota þolþol í þessu umhverfi.
Vegna mikillar yfirborðsorku, óloftandi yfirborðs, getur PE verið erfitt að tengja. Hluti er auðveldast að passa saman með festingum, truflunum eða smellum. Loctite framleiðir sýanóakrýlat lím (CYA) (LoctitePrism yfirborðsnæmt CYA og grunn) til að tengja þessar tegundir plasts.
UHMWPE er einnig notað í bæklunarígræðslur með góðum árangri. Það er algengasta efnið í acetabular bikarnum við heildaraðgerðir á mjöðm og algengasta efnið í tibial plateau-hlutanum við heildaraðgerð á hné. Það er hentugur fyrir mjög fáður kóbalt-krómblöndu. * Athugið að efnin sem henta innréttingum á bæklun eru sérstök efni, ekki iðnaðarútgáfur. UHMWPE í læknisfræði er selt undir vöruheitinu Lennite af Westlake Plastics (Lenni, PA).
Pólýoxýmetýlen (POM)
Delrin frá DuPont er einn þekktasti POM og flestir hönnuðir nota þetta nafn til að vísa til þessa plasts. POM er smíðað úr formaldehýði. POM var upphaflega þróað snemma á fimmta áratug síðustu aldar sem sterkur, hitaþolinn málmleysingjari, almennt þekktur sem „Saigang“. Það er sterk plast með litlum núningsstuðli og miklum styrk.
Erfitt er að tengja Delrin og svipað POM og vélræn samsetning er best. Delrin er almennt notað fyrir vélbúnaðar frumgerðir lækningatækja og lokaðar innréttingar. Það er mjög vinnanlegt, svo það hentar mjög vel fyrir frumgerðir vinnslu búnaðar sem krefjast styrk, efnaþol og efni sem uppfylla staðla FDA.
Einn ókostur Delrin er næmi þess fyrir dauðhreinsun geislunar, sem hefur tilhneigingu til að gera POM brothætt. Ef ófrjósemisaðgerð við geislun, smellpassun, fjaðrabúnaður úr plasti og þunnur hluti undir álagi getur brotnað. Ef þú vilt sótthreinsa B-POM hluti skaltu íhuga að nota EtO, Steris eða autoclaves, allt eftir því hvort tækið inniheldur viðkvæma hluti, svo sem rafeindatæki.
Nylon (PA)
Nylon er fáanlegt í 6/6 og 6/12 samsetningum. Nylon er sterk og hitaþolið. Auðkenni 6/6 og 6/12 vísa til fjölda kolefnisatóna í fjölliða keðjunni og 6/12 er langkeðjan nylon með hærri hitaþol. Nylon er ekki eins vinnanlegt og ABS eða Delrin (POM) vegna þess að það hefur tilhneigingu til að skilja eftir sig klístraðar flísir á jöðrum hluta sem gæti þurft að kemba.
Nylon 6, algengasta er steypt nylon, sem var þróað af DuPont fyrir síðari heimsstyrjöldina. Það var þó ekki fyrr en 1956, þegar uppgötvun efnasambanda (samhvata og hröðun) varð til að steypa nylon varð hagkvæm. Með þessari nýju tækni er fjölliðunarhraðinn aukinn til muna og skrefin sem þarf til að ná fjölliðun minnka.
Vegna færri takmarkana á vinnslu veitir steypta nylon 6 eina stærstu fylkisstærðina og sérsniðin form hvers hitaplasts. Steypur innihalda stöng, rör, rör og plötur. Stærð þeirra er á bilinu 1 pund upp í 400 pund.
Nylon efni hafa vélrænan styrk og húðvæn tilfinning sem venjuleg efni hafa ekki. Hins vegar þurfa lækningatæki fótur dropastig, endurhæfingar hjólastólar og læknis hjúkrunarrúm venjulega hluti með ákveðna burðargetu, þannig að PA66 + 15% GF er almennt valinn.
Flúorað etýlenprópýlen (FEP)
Flúorert etýlenprópýlen (FEP) hefur alla æskilega eiginleika tetraflúoróetýlen (TFE) (polytetrafluoroethylene [PTFE]), en hefur lægra lifunarhitastig 200 ° C (392 ° F). Ólíkt PTFE er hægt að sprauta FEP og pressa það út í stöng, rör og sérstök snið með hefðbundnum aðferðum. Þetta verður hönnunar- og vinnsluforskot fram yfir PTFE. Stangir allt að 4,5 tommur og plötur allt að 2 tommur eru fáanlegar. Árangur FEP við ófrjósemisaðgerð er aðeins betri en PTFE.
Hágæða verkfræði plast
Pólýeterímíð (PEI)
Ultem 1000 er hitaþjálað pólýeterimíð háhitafjölliða, hannað af General Electric Company til innspýtingarmótunar. Með þróun nýrrar extrusion tækni framleiða framleiðendur eins og AL Hyde, Gehr og Ensinger ýmsar gerðir og stærðir af Ultem 1000. Ultem 1000 sameinar framúrskarandi vinnsluhæfileika og hefur kostnaðarsparandi kosti miðað við PES, PEEK og Kapton í háhitaforritum (stöðug notkun allt að 340 ° F). Ultem er autoclavable.
Pólýetereterketón (PEEK)
Pólýetereterketón (PEEK) er vörumerki Victrex plc (UK), kristallað hitastig hitastigs með frábæra hita- og efnaþol, sem og frábært slitþol og öflugt þreytuþol. Mælt er með því fyrir rafmagnsíhluti sem krefjast mikils samfellds vinnsluhita (480 ° F) og mjög lágs losunar reyks og eitraðra gufa sem verða fyrir eldi.
PEEK uppfyllir kröfur um Underwriters Laboratories (UL) 94 V-0, 0,080 tommur. Varan hefur mjög sterka mótstöðu gegn gammageislun, jafnvel meiri en pólýstýren. Eini algengi leysirinn sem getur ráðist á PEEK er þétt brennisteinssýra. PEEK hefur framúrskarandi vatnsrofsþol og getur starfað í gufu allt að 500 ° F.
Polytetrafluoroethylene (PTFE)
TFE eða PTFE (polytetrafluoroethylene), venjulega kallað Teflon, er einn af þremur flúorkolefni plastefni í flúorkolefnahópnum, sem samanstendur alfarið af flúor og kolefni. Hin plastefni í þessum hópi, einnig þekkt sem Teflon, eru perfluoralkoxý flúorkolefni (PFA) og FEP.
Kraftarnir sem binda flúor og kolefni saman búa til sterkustu þekktu efnatengi meðal ná samhverfu raðaðra atóma. Niðurstaðan af þessum bindisstyrk auk keðjuskipunar er tiltölulega þétt, efnafræðilega óvirk og hitastöðug fjölliða.
TFE standast hita og næstum öll efni. Fyrir utan nokkrar erlendar tegundir er það óleysanlegt í öllu lífrænu efni. Rafköst þess eru mjög góð. Þrátt fyrir að það hafi mikla höggstyrk, samanborið við aðra hitauppstreymi, er slitþol, togstyrkur og skriðþol lítill.
TFE hefur lægsta dielectric stöðugleika og lægsta dreifingarstuðul allra fastra efna. Vegna sterkrar efnatengingar er TFE næstum óaðlaðandi fyrir mismunandi sameindir. Þetta hefur í för með sér núningstuðul niður í 0,05. Þrátt fyrir að PTFE hafi lágan núningstuðul er hann ekki hentugur fyrir burðartæki fyrir bæklunarlækningar vegna lágs skriðþols og lélegrar eiginleika. Sir John Charnley uppgötvaði þetta vandamál í frumkvöðlastarfi sínu um algera mjöðmaskipti seint á fimmta áratug síðustu aldar.
Pólýsúlfón
Polysulfone var upphaflega þróað af BP Amoco og er nú framleitt af Solvay undir vöruheitinu Udel og polyphenylsulfone er selt undir vöruheitinu Radel.
Pólýsúlfón er sterkur, stífur, hárstyrkur gegnsætt (ljós gulbrúnt) hitauppstreymi sem getur haldið eiginleikum sínum á breitt hitastig frá -150 ° F til 300 ° F. Hannað fyrir FDA-viðurkenndan búnað og hefur einnig staðist allar USP flokk VI (líffræðilegar) prófanir. Það uppfyllir neysluvatnsstaðla National Sanitation Foundation, allt að 180 ° F. Polysulfone hefur mjög mikla víddar stöðugleika. Eftir útsetningu fyrir sjóðandi vatni eða lofti við 300 ° F er línuleg víddarbreyting venjulega tíundi hluti af 1% eða minna. Pólýsúlfón hefur mikið viðnám gegn ólífrænum sýrum, basum og saltlausnum; jafnvel við háan hita við miðlungs álagsstyrk hefur það góða þol gegn hreinsiefnum og kolvetnisolíum. Pólýsúlfón er ekki ónæmur fyrir pólýum lífrænum leysum eins og ketónum, klóruðum kolvetnum og arómatískum kolvetnum.
Radel er notað fyrir tækjabakka sem krefjast mikils hitaþols og mikils höggstyrks og fyrir forrit fyrir sjúkrahólfa. Polysulfone verkfræðileg plastefni sameinar mikinn styrk og langtímaþol gegn endurtekinni gufusótthreinsun. Þessar fjölliður hafa reynst vera valkostir við ryðfríu stáli og gleri. Pólýsúlfon í læknisfræðilegum gráðu er líffræðilega óvirkt, hefur einstakt langt líf í ófrjósemisaðgerðinni, getur verið gegnsætt eða ógegnsætt og þolir algengustu efni sjúkrahúsa.
