Azken urteotan, gailu medikoen mundu mailako industriak hazkunde azkarra eta egonkorra mantendu du, batez beste% 4 inguruko hazkunde-tasa izanik, aldi berean hazkunde ekonomiko nazionala baino handiagoa. Estatu Batuek, Europak eta Japoniak elkarrekin hartzen dute munduko gailu medikoen merkatuko posizio nagusia. Ameriketako Estatu Batuak gailu medikoen munduko ekoizle eta kontsumitzaile handiena da, eta bere kontsumoa sendo dago industrian lehen postuan. Munduko gailu medikoen erraldoien artean, Estatu Batuek gailu medikoen konpainia kopuru handiena dute eta proportzio handiena hartzen dute.
Artikulu honetan batez ere erabilitako medikuntza ingeniaritzako plastikoak aurkezten dira, prozesatzeko errazak dituzten materialez osatuak. Plastiko horiek pisuarekiko nahiko garestiak izan ohi dira, material gehienak hondakinen ondorioz galtzen baitira prozesatzean.
Medikuntzako ohiko ingeniaritzako plastikoen sarrera
Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS)
Terpolimeroa SAN (estireno-akrilonitrilo) eta butadieno kautxu sintetikoz egina dago. Bere egituratik, ABSren kate nagusia BS, AB, AS izan daiteke, eta dagokion adar katea AS, S, AB eta beste osagai batzuk izan daitezke.
ABS gomazko fasea erretxinaren fase jarraian sakabanatzen den polimeroa da. Hori dela eta, ez da hiru monomero horien kopolimero edo nahasketa bat, SAN (estireno-akrilonitrila), ABS gogortasuna eta gainazaleko akabera ematen duena, butadienoa ematen du Bere gogortasunagatik, hiru osagai horien erlazioa behar den moduan egokitu daiteke. Plastikoak normalean 4 hazbeteko lodiko plakak eta 6 hazbeteko diametroko hagaxkak egiteko erabiltzen dira, erraz lotu eta laminatu daitezkeen plakak eta osagai lodiagoak osatzeko. Zentzuzko kostua eta prozesamendu erraza duenez, ordenagailuko zenbakizko kontroleko (CNC) fabrikazio prototipoetarako material ezaguna da.
ABS maiz erabiltzen da eskala handiko mediku ekipamenduen maskorrak erortzeko. Azken urteetan, beira zuntzez betetako ABSak leku gehiagotan erabili dira.
Erretxina akrilikoa (PMMA)
Erretxina akrilikoa mediku gailuen plastiko zaharrenetako bat da, eta oraindik ere zaharberritze anaplastikoen moldaketan erabiltzen da. * Akrilikoa funtsean polimetilmetakrilatoa da (PMMA).
Erretxina akrilikoa sendoa, argia, prozesagarria eta lotzeko modukoa da. Akrilikoa lotzeko metodo arrunt bat disolbatzaile metil kloruroarekin lotzea da. Akrilikoak hagaxkak, xafla eta plater formak eta hainbat kolore ditu ia mugagabeak. Erretxina akrilikoak bereziki egokiak dira hodi arinetarako eta aplikazio optikoetarako.
Seinaleztapen eta pantailarako erretxina akrilikoa erreferentziako probetarako eta prototipoetarako erabil daiteke; hala ere, zaindu egin behar da medikuntzako bertsioa zehazteko edozein entsegu klinikotan erabili aurretik. Kalitate komertzialeko erretxina akrilikoek UV erresistentzia, gar-atzeratzaileak, inpaktu-aldatzaileak eta bestelako produktu kimikoak izan ditzakete, erabilera klinikorako desegokiak bihurtuz.
Polibinil kloruroa (PVC)
PVCak bi forma ditu, zurrunak eta malguak, plastifikatzaileak gehitzen diren edo ez kontuan hartuta. PVCa ur hodietarako erabili ohi da. PVCaren desabantaila nagusiak eguraldiaren erresistentzia eskasa, inpaktuaren erresistentzia nahiko txikia eta xafla termoplastikoaren pisua nahiko handia da (1,35 pisu espezifikoa). Erraz urratzen edo hondatzen da, eta deformazio termikoko puntu nahiko baxua du (160).
Plastifikatu gabeko PVCa bi formulazio nagusitan sortzen da: I motakoa (korrosioaren aurkako erresistentzia) eta II motakoa (inpaktu handia). I motako PVCa da gehien erabiltzen den PVCa, baina I. motak baino inpaktu-erresistentzia handiagoa eskatzen duten aplikazioetan, II motak inpaktuarekiko erresistentzia hobea du eta korrosioaren erresistentzia apur bat murriztua. Tenperatura altuko formulazioak behar dituzten aplikazioetan, polibiniliden fluoruroa (PVDF) purutasun handiko aplikazioetarako erabil daiteke 280 ° F inguru.
Polibinil kloruro plastifikatuarekin egindako produktu medikoak (plasticizedpvc) jatorriz ekipamendu medikoetako kautxu naturala eta beira ordezkatzeko erabiltzen ziren. Ordezkatzearen arrazoia hau da: plastikozko polibinil kloruro materialak errazago esterilizatzen dira, gardenagoak dira, eta egonkortasun kimikoa eta eraginkortasun ekonomikoa hobeak dituzte. Polibinil kloruro plastikozko produktuak erabiltzeko errazak dira, eta beraien leuntasuna eta elastikotasuna direla eta, gaixoaren ehun sentikorrak kaltetzea ekidin dezakete eta gaixoari deseroso sentiaraztea ekidin.
Polikarbonatoa (PC)
Polikarbonatoa (PC) plastiko gardenik gogorrena da eta oso erabilgarria da gailu mediko prototipoetarako, batez ere UV sendatzeko lotura erabili behar bada. Ordenagailuak hagaxka, plaka eta xafla mota ugari ditu, konbinatzeko erraza da.
Ordenagailuaren dozena bat errendimendu ezaugarri baino gehiago bakarrik edo konbinatuta erabil daitezkeen arren, zazpietan oinarritzen dira gehienetan. Ordenagailuak inpaktu handiko indarra, ur gardenaren gardentasuna, irristatze erresistentzia ona, funtzionamendu tenperatura tarte zabala, dimentsio egonkortasuna, higaduraren erresistentzia, gogortasuna eta zurruntasuna ditu, harikortasuna gorabehera.
PCa erraz desegiten da erradiazioen esterilizazioaren bidez, baina erradiazioaren egonkortasun graduak daude eskuragarri.
Polipropilenoa (PP)
PP pisu arineko eta kostu baxuko poliolefina plastiko bat da, fusio puntu baxua duena, beraz oso egokia da termoformatzeko eta elikagaiak ontziratzeko. PP sukoia da, beraz, suaren aurkako erresistentzia behar baduzu, bilatu ignifugatzaileak (FR) kalifikazioak. PP tolesturarekiko erresistentea da, normalean "100 aldiz kola" izenarekin ezagutzen dena. Makurdura behar duten aplikazioetarako, PP erabil daiteke.
Polietilenoa (PE)
Polietilenoa (PE) janaria ontziratu eta prozesatzean erabili ohi den materiala da. Pisu molekular oso altuko polietilenoak (UHMWPE) higaduraren erresistentzia handia du, marruskadura-koefiziente txikia, autolubrikotasuna, gainazalik ez atxikitzea eta nekearen erresistentzia bikaina du. Tenperatura oso baxuetan (adibidez, nitrogeno likidoa, -259 ° C) errendimendu handia mantentzen du. UHMWPE 185 ° F inguruan biguntzen hasten da eta urradurarekiko erresistentzia galtzen du.
Tenperatura aldatzean UHMWPE hedapen eta uzkurdura tasa nahiko altua denez, ez da gomendagarria ingurune horietako tolerantzia estuko aplikazioetarako.
Gainazal ez-itsasgarria den gainazaleko energia handia dela eta, PE lotzeko zaila izan daiteke. Osagaiak lotzeko errazenak dira lokailuekin, interferentziarekin edo atxikimenduekin. Loctite-k zianokrilatozko itsasgarriak (CYA) sortzen ditu (LoctitePrism gainazalik gabeko CYA eta primerak) plastiko mota horiek lotzeko.
UHMWPE inplante ortopedikoetan ere arrakasta handiarekin erabiltzen da. Kopako azetabularrean gehien erabiltzen den materiala da aldakako artroplastia osoan zehar eta belauneko artroplastia guztian tibial lautadako osagaian material ohikoena da. Oso leundutako kobalto-kromo aleazioetarako egokia da. * Kontuan izan inplante ortopedikoetarako material egokiak material bereziak direla, ez bertsio industrialak. Medikuntzako UHMWPE Lennite izen komertzialarekin saltzen du Westlake Plastics-ek (Lenni, PA).
Polioximetilenoa (POM)
DuPont-en Delrin POM ezagunenetako bat da, eta diseinatzaile gehienek plastiko horri erreferentzia egiteko erabiltzen dute izen hori. POM formaldehidotik sintetizatzen da. POM jatorriz 1950eko hamarkadaren hasieran garatu zen burdinazko metal ez-burdinazko ordezko gogor gisa, normalean "Saigang" izenarekin ezagutzen dena. Plastiko gogorra da marruskadura-koefiziente txikia eta erresistentzia handia duena.
Delrin eta antzeko POM lotzeko zailak dira, eta muntaketa mekanikoa da onena. Delrin normalean gailu mekanikoen prototipo mekanizatuetarako eta lanabes itxietarako erabiltzen da. Oso prozesagarria da, beraz, oso egokia da indarra, erresistentzia kimikoa eta FDAren estandarrak betetzen dituzten materialak behar dituzten mekanizazio ekipoen prototipoetarako.
Delrin-en desabantaila bat erradiazio esterilizazioarekiko duen sentsibilitatea da, POM hauskorra izan ohi baita. Erradiazioen esterilizazioa, egokitzea, plastikozko malguki mekanismoa eta kargaren azpiko atal mehea apur daitezke. B-POM piezak esterilizatu nahi badituzu, kontuan hartu EtO, Steris edo autoklabeak erabiltzea, gailuak osagai sentikorrak dituen, hala nola gailu elektronikoak esaterako.
Nylon (PA)
Nylon 6/6 eta 6/12 formulazioetan eskuragarri dago. Nylon gogorra eta beroarekiko erresistentea da. 6/6 eta 6/12 identifikatzaileek polimero katearen karbono atomo kopurua aipatzen dute, eta 6/12 kate luzeko nylona da, beroarekiko erresistentzia handiagoa duena. Nylona ez da ABS edo Delrin (POM) bezain prozesagarria, zuritu behar izan daitezkeen piezen ertzetan txirbil itsaskorrak uzteko joera duelako.
Nylon 6, ohikoena nylon galdatua da, DuPontek Bigarren Mundu Gerra baino lehen garatu zuena. Hala ere, 1956. urtera arte, konposatuen aurkikuntzarekin (ko-katalizatzaileak eta azeleragailuak) nylona botatzea komertzialki bideragarria bihurtu zen. Teknologia berri honekin polimerizazio abiadura asko handitzen da eta polimerizazioa lortzeko beharrezkoak diren urratsak murrizten dira.
Prozesatzeko murrizketa gutxiago direla eta, galdatutako nylon 6ak edozein termoplastikoren tamaina eta forma pertsonalizaturik handienetako bat eskaintzen du. Fundizioen artean, barrak, hodiak, tutuak eta plakak daude. Haien tamaina kilo 1etik 400 kilora bitartekoa da.
Nylonezko materialek erresistentzia mekanikoa dute eta material arruntek ez duten larruazala errespetatzen dute. Hala ere, ekipamendu medikoetan oinak jartzeko ortesiek, birgaitzeko gurpil-aulkiek eta erizaintzako ohe medikoek karga edukiera jakin bat duten piezak behar izaten dituzte, beraz PA66 +% 15 GF hautatzen da orokorrean.
Etileno Propileno Fluoratua (FEP)
Etilenopropileno fluoratuak (FEP) tetrafluoroetilenoaren (TFE) (politetrafluoretilenoa [PTFE]) propietate desiragarri guztiak ditu, baina bizirauteko tenperatura baxuagoa du 200 ° C (392 ° F). PTFE ez bezala, FEP injekzio bidez moldatu daiteke eta barra, hodi eta profil berezietara atera daiteke ohiko metodoen bidez. Hau PTFEren diseinu- eta prozesatze-abantaila bihurtzen da. 4,5 hazbeteko barrak eta 2 hazbeteko plakak daude eskuragarri. FEPren errendimendua erradiazioen esterilizazioan PTFE baino zertxobait hobea da.
Errendimendu handiko ingeniaritzako plastikoak
Polieterimida (PEI)
Ultem 1000 bero handiko polieterimida termoplastikoa da, General Electric Company-k diseinatua injekzioetarako. Estrusio teknologia berrien garapenaren bidez, AL Hyde, Gehr eta Ensinger bezalako fabrikatzaileek Ultem 1000 modelo eta tamaina desberdinak ekoizten dituzte. Ultem 1000-k prozesagarritasun bikaina konbinatzen du eta kostuak aurrezteko abantailak ditu PES, PEEK eta Kapton-ekin bero handiko aplikazioetan (etengabeko erabilera 340 ° F arte). Ultem autoklabea da.
Polietereterketona (PEEK)
Polyetheretherketone (PEEK) Victrex plc (Erresuma Batua) marka erregistratua da, tenperatura altuko termoplastiko kristalinoa, bero eta erresistentzia kimiko bikaina duena, baita higaduraren erresistentzia bikaina eta nekearen erresistentzia dinamikoa ere. Etengabeko funtzionamendu tenperatura altua (480 ° F) eta kea eta ke toxikoen isuriak oso garbi izan behar dituzten osagai elektrikoetarako gomendatzen da.
PEEK-ek Underwriters Laboratories (UL) 94 V-0 eskakizunak betetzen ditu, 0,080 hazbetekoak. Produktuak izugarrizko erresistentzia handia du gamma erradiazioaren aurrean, poliestirenoarena ere gainditzen du. PEEK erasotzeko disolbatzaile arrunt bakarra azido sulfuriko kontzentratua da. PEEKek hidrolisi erresistentzia bikaina du eta 500 ° F-ra arteko lurrunetan funtziona dezake.
Politetrafluoretilenoa (PTFE)
TFE edo PTFE (politetrafluoroetilenoa), normalean teflon deitzen dena, fluorokarbono taldeko hiru erretxina fluorokarbonoetako bat da, fluoraz eta karbonoz osatuta dagoena. Talde honetako beste erretxinak, Teflon izenaz ere ezagunak, perfluoroalkoxi fluorokarbonoa (PFA) eta FEP dira.
Fluorea eta karbonoa elkarrekin lotzen dituzten indarrek estetikoki antolatutako atomoen artean ezagutzen diren lotura kimiko sendoenetako bat ematen dute. Lotura-indarra gehi kateko konfigurazio horren emaitza polimero nahiko trinkoa, kimikoki inertea eta termikoki egonkorra da.
TFEk beroari eta ia substantzia kimiko guztiei aurre egiten die. Atzerriko espezie batzuk izan ezik, disolbaezina da materia organiko guztietan. Bere errendimendu elektrikoa oso ona da. Inpaktuen erresistentzia handia duen arren, beste ingeniaritza termoplastiko batzuekin alderatuta, higaduraren erresistentzia, trakzio-erresistentzia eta korritze-erresistentzia txikiak dira.
TFEk material solido guztien konstante dielektriko baxuena eta disipazio faktore txikiena du. Konexio kimiko sendoa duenez, TFE molekula desberdinetarako ia ez da erakargarria. Honek marruskadura-koefizientea 0,05 bezain baxua lortzen du. PTFE marruskadura-koefiziente txikia izan arren, ez da egokia karga-aplikazio ortopedikoetarako, korritze-erresistentzia txikia eta higaduraren propietate txikiak dituelako. Sir John Charnley-k arazo hau aurkitu zuen 1950eko hamarkadaren amaieran aldakaren ordezkapen osoari buruzko lan aitzindarian.
Polisulfona
Polisulfona BP Amoco enpresak garatu zuen eta gaur egun Solvay-k fabrikatzen du Udel izenarekin eta polifenilsulfona Radel izenarekin saltzen da.
Polisulfona termoplastiko garden, zurrun, indar handiko gardena (anbar argia) da, bere propietateak tenperatura-tarte zabalean mantendu ditzakeena -150 ° F eta 300 ° F artean. FDAk onartutako ekipoetarako diseinatua, USP VI klaseko (biologikoa) proba guztiak ere gainditu ditu. Saneamendu Fundazio Nazionaleko edateko uraren estandarrak betetzen ditu, 180 ° F-ra arte. Polisulfonak oso dimentsio handiko egonkortasuna du. Ura irakiten edo airea 300 ° F-ra egon ondoren, dimentsio-aldaketa lineala% 1eko hamarren bat edo gutxiagokoa izan ohi da. Polisulfonak erresistentzia handia du azido ez-organikoen, alkalinen eta gatz-disoluzioen aurrean; nahiz eta tenperatura altuetan estres maila ertainean egon, detergenteek eta hidrokarburo olioekiko erresistentzia ona du. Polisulfona ez da ketonak, hidrokarburo kloratuak eta hidrokarburo aromatikoak bezalako disolbatzaile organiko polarrekiko erresistenteak.
Erradela beroarekiko erresistentzia handia eta inpaktu handiak behar dituzten tresna erretiluetarako eta ospitaleetako autoklabeko erretiluetarako erabiltzen da. Polisulfona ingeniaritzako erretxinak erresistentzia handia eta epe luzerako erresistentzia konbinatzen ditu behin eta berriz lurrunaren esterilizazioarekin. Polimero hauek altzairu herdoilezinaren eta beiraren alternatibak direla frogatu da. Medikuntzako polisulfona biologikoki inertea da, bizitza luze berezia du esterilizazio prozesuan, gardena edo opakoa izan daiteke eta ospitaleetako produktu kimiko ohikoenekiko erresistentea da.
