1. Uvod
Uz kontinuirani napredak medicinske tehnologije, znanost o materijalima igra sve kritičniju ulogu u inovaciji medicinskih uređaja. U prošlosti, materijalni sustav u kojem dominiraju metal i staklo postupno je zamijenjen modificiranom inženjerskom plastikom s lakšom težinom, jačim performansama i većom određivanjem. Takvi materijali ne samo da mogu udovoljavati strogim zahtjevima medicinske industrije za visoku sigurnost, visoku preciznost i visoku izdržljivost, već također pružaju mogućnost nosivih, minijaturiziranih i personaliziranih medicinskih uređaja.
2. Što su Modificirana inženjerska plastika ? Što su modificirana inženjerska plastika?
Modificirana inženjerska plastika su materijali koji mijenjaju tradicionalnu inženjersku plastiku fizičkim ili kemijskim metodama kako bi poboljšali svoja strojarska svojstva, toplinsku stabilnost, električnu izolaciju, kemijsku otpornost ili druga specifična svojstva.
Uobičajena modificirana inženjerska plastika uključuje:
PEEK (polieteriteterkon): visoka čvrstoća, visoka otpornost na temperaturu, implantabilna u ljudskom tijelu, široko se koristi u ortopediji, stomatologiji i drugim poljima.
PPSU (polifenilsulfon): može se sterilizirati parom visoke temperature, pogodno za kirurške instrumente i infuzijsku opremu.
PC (polikarbonat): visoka transparentnost, dobra otpornost na udarce, koja se često koristi u prozorima koji prenose svjetlo, medicinska kućišta.
PA (najlon), POM (polioksimetilen): koristi se za konektore, zupčanike, crpke i ventile i druge strukturne dijelove.
Metode izmjene uključuju:
Dodavanje ojačanja staklenih vlakana → Poboljšanje krutosti i dimenzionalne stabilnosti
Liječenje retardantnog plamena → Susret medicinskih sigurnosnih standarda
Antibakterijski tretman → Poboljšanje života u bolničkim okruženjima
Dodavanje kemijske otpornosti → Odućivanje korozije dezinficijensima i sredstvima za čišćenje
3. Sigurnost i biokompatibilnost u medicinskim primjenama Sigurnost i biokompatibilnost u medicinskim primjenama
U medicinskom području sigurnost pacijenata je glavna premisa. Stoga, svaki plastični materijal koji se koristi za kontakt s ljudskim tijelom mora proći niz rigoroznih testova biokompatibilnosti. Modificirana inženjerska plastika obično može zadovoljiti ove standarde jer se mogu prilagoditi u skladu s potrebama.
Sigurnosni standardi koje plastika medicinskog razreda treba ispuniti:
ISO 10993: Standardni sustav za procjenu biokompatibilnosti materijala za medicinske uređaje
USP klasa VI: Klasifikacija toksičnosti i fizioloških reakcija medicinskih materijala od strane Sjedinjenih Država Pharmacopeia
FDA certifikat: ispunjava regulatorne zahtjeve američke Uprave za hranu i lijekove za materijale koji dolaze u kontakt s ljudskim tijelom
Sigurnosne prednosti:
Netoksičan i bezopasan: neće izazvati imunološko odbacivanje ili reakciju tkiva
Sterilizabilni: otporan na visoke temperature, zračenje i kemijsko čišćenje
Ne-higroskopske i ne-precipitirajuće tvari: održava stabilne performanse tijekom dugotrajne upotrebe
Na primjer, PPSU se može opetovano sterilizirati u uvjetima visokog pritiska pare više od 1000 puta bez degradacije performansi, što ga čini vrlo pogodnim za kirurške instrumente za višekratnu upotrebu.
4. Preciznost za medicinske uređaje visokih performansi Precizni zahtjevi u medicinskim uređajima visokih performansi
Mnoge ključne komponente modernih medicinskih uređaja, poput mikro zupčanika, konektora, cjevovoda, tijela za crpke itd. Imaju izuzetno visoke zahtjeve za strukturnom preciznošću. Modificirana inženjerska plastika postala je preferirani materijal za dijelove visoke preciznosti zbog izvrsne dimenzijske stabilnosti i performansi obrade.
Prednosti uključuju:
Preciznost za preciznost ubrizgavanja: Ovudavanje na razini mikrona može se postići
Nizak koeficijent toplinske ekspanzije: Održavajte stabilan oblik u vrućim i hladnim okruženjima
Snažna procesibilnost: može udovoljiti složenim dizajnom geometrijske strukture
Prikladno za CNC i 3D ispis: posebno pogodno za prilagođene medicinske uređaje
Modificirani PA ili POM široko se koriste u visoko preciznim komponentama, poput kliznih dijelova u umjetnim zglobovima, kako bi se osiguralo precizno uklapanje nakon dugotrajnog trošenja.
5. trajnost i otpornost u kliničkim okruženjima izdržljivost i otpornost u kliničkim okruženjima
Medicinska oprema mora izdržati ispitivanje teških okruženja u kliničkoj upotrebi: visokotemperaturne sterilizacije, česta upotreba, kemijska sredstva za čišćenje, zračenje itd., Koji mogu oštetiti materijal. Modificirana inženjerska plastika ima izvrsne performanse u otpornosti protiv starenja, otpornosti na koroziju, što uvelike proširuje radni vijek opreme.
Uobičajena svojstva uključuju:
Otpor visoke temperature: PEEK može izdržati temperature kontinuirane uporabe do 250 ° C
Otpornost na kemijsku koroziju: PPSU nije korodiran uobičajenim sredstvima za čišćenje kao što su alkohol, vodikov peroksid i natrijev hipoklorit
UV i gama otpor zraka: pogodno za proizvode za jednokratnu upotrebu ili sterilizirano pakiranje
Visoka mehanička čvrstoća i otpornost na umor: nije sklon pucanju i deformaciji pod dugoročnom uporabom pod velikim opterećenjem
Ova svojstva čine modificiranu inženjersku plastiku posebno prikladnom za ključne komponente koje je potrebno dugo koristiti ili pokrenuti, poput ICU opreme, kirurških instrumenata i kućišta pumpe za ubrizgavanje.
6. slučajevi upotrebe u stvarnom svijetu
Ortopedski implantati:
PEEK se široko koristi u kavezima kralježnice, zubnim vijcima, razmacima koljena itd. Ne samo da ima dobru biokompatibilnost, već se može promatrati i kroz rendgenske zrake, izbjegavajući smetnje snimke uzrokovane metalnim implantatima.
Kirurški instrumenti:
PPSU se koristi za proizvodnju alata za višekratnu upotrebu kao što su škare, kliješta i kuke, s izuzetno visokom tolerancijom sterilizacije i otpornošću na udarce.
Medicinski materijal za jednokratnu upotrebu:
Modificirano PC, TPE itd. Može se koristiti za šprice, dijelove pumpe za infuziju i sučelja katetera kako bi se ispunili zahtjevi čistoće i isplativosti.
Nosivi medicinski uređaji:
Modificirani TPE/TPU široko se koristi u praćenju glukoze u krvi, pojasevima otkucaja srca i drugoj opremi, a ima dobru udobnost i recikliranje ljudskog kontakta.
