Palyginti su stiklu ir metalu, pagrindinės plastikų savybės yra šios:
1, kaina yra maža, gali būti pakartotinai naudojama be dezinfekavimo, tinkama naudoti kaip žaliava vienkartinių medicinos prietaisų gamybai;
2, apdorojimas yra paprastas, dėl savo plastiškumo galima perdirbti į įvairias naudingas struktūras, o metalą ir stiklą sunku gaminti į sudėtingos struktūros gaminius;
3, tvirtas, elastingas, ne taip lengvai dūžta kaip stiklas;
4, pasižymi geru cheminiu inertiškumu ir biologiniu saugumu.
Dėl šių eksploatacinių pranašumų plastikai plačiai naudojami medicinos prietaisuose, įskaitant polivinilchloridą (PVC), polietileną (PE), polipropileną (PP), polistireną (PS), polikarbonatą (PC), ABS, poliuretaną, poliamidą, termoplastinius elastomerus, polisulfoną ir polieterio eterio ketoną. Maišymas gali pagerinti plastikų eksploatacines savybes, kad būtų atspindėtos geriausios skirtingų dervų, tokių kaip polikarbonato/ABS, polipropileno/elastomerų maišymo modifikacijos, eksploatacinės savybės.
Dėl sąlyčio su skystais vaistais arba sąlyčio su žmogaus kūnu, pagrindiniai medicininių plastikų reikalavimai yra cheminis stabilumas ir biologinis saugumas. Trumpai tariant, plastikinių medžiagų komponentai negali patekti į skystus vaistus arba žmogaus kūną, nesukelia toksiškumo ir nepažeidžia audinių bei organų, yra netoksiški ir nekenksmingi žmogaus organizmui. Siekiant užtikrinti medicininių plastikų biologinį saugumą, rinkoje paprastai parduodami medicininiai plastikai yra sertifikuoti ir išbandyti medicinos institucijų, o vartotojai aiškiai informuojami, kurios rūšys yra medicininės klasės.
Medicininiai plastikai Jungtinėse Valstijose paprastai praeina FDA sertifikatus ir USPVI biologinio aptikimo reikalavimus, o Kinijoje medicininės klasės plastikai paprastai testuojami Šandongo medicinos prietaisų bandymų centre. Šiuo metu šalyje vis dar yra nemažai medicininių plastikinių medžiagų, neturinčių griežto biologinio saugumo sertifikato, tačiau palaipsniui tobulinant reglamentus, ši situacija vis labiau gerės.
Atsižvelgdami į prietaiso gaminio konstrukcijos ir stiprumo reikalavimus, parenkame tinkamą plastiko tipą ir klasę bei nustatome medžiagos apdorojimo technologiją. Šios savybės apima apdorojimo našumą, mechaninį stiprumą, naudojimo sąnaudas, surinkimo būdą, sterilizavimą ir kt. Pristatomos kelių dažniausiai naudojamų medicininių plastikų apdorojimo savybės bei fizikinės ir cheminės savybės.
Septyni dažniausiai naudojami medicininiai plastikai
1. Polivinilchloridas (PVC)
PVC yra viena produktyviausių plastiko rūšių pasaulyje. PVC derva yra balti arba šviesiai geltoni milteliai, grynas PVC yra ataksinis, kietas ir trapus, retai naudojamas. Priklausomai nuo skirtingo panaudojimo, galima pridėti įvairių priedų, kad PVC plastikinės detalės pasižymėtų skirtingomis fizinėmis ir mechaninėmis savybėmis. Į PVC dervą įdėjus tinkamą plastifikatoriaus kiekį, galima pagaminti įvairių kietų, minkštų ir skaidrių gaminių.
Kietasis PVC neturi plastifikatoriaus arba jo turi nedaug, pasižymi geru atsparumu tempimui, lenkimui, gniuždymui ir smūgiams, gali būti naudojamas kaip viena konstrukcinė medžiaga. Minkštasis PVC turi daugiau plastifikatorių, todėl padidėja jo minkštumas, pailgėjimas plyšimo metu ir atsparumas šalčiui, tačiau sumažėja trapumas, kietumas ir tempiamasis stipris. Gryno PVC tankis yra 1,4 g/cm3, o PVC plastikinių dalių su plastifikatoriais ir užpildais tankis paprastai yra 1,15–2,00 g/cm3.
Remiantis rinkos vertinimais, apie 25 % medicininių plastikinių gaminių yra pagaminti iš PVC. Taip yra daugiausia dėl mažos dervos kainos, plataus pritaikymo spektro ir lengvo apdorojimo. Medicinos reikmėms skirti PVC gaminiai yra: hemodializės vamzdeliai, kvėpavimo kaukės, deguonies vamzdeliai ir kt.
2. Polietilenas (PE, polietilenas)
Polietileno plastikas yra didžiausia plastiko pramonės įvairovė, pieniškos, beskonės, bekvapės ir netoksiškos blizgios vaškinės dalelės. Jis pasižymi maža kaina, geromis savybėmis, gali būti plačiai naudojamas pramonėje, žemės ūkyje, pakavimo ir kasdienėje pramonėje, užima svarbią vietą plastiko pramonėje.
PE daugiausia apima mažo tankio polietileną (LDPE), didelio tankio polietileną (HDPE) ir itin didelės molekulinės masės polietileną (UHDPE) bei kitas rūšis. HDPE polimero grandinėje turi mažiau šakotų grandinių, didesnę santykinę molekulinę masę, kristališkumą ir tankį, didesnį kietumą ir stiprumą, mažą neskaidrumą, aukštą lydymosi temperatūrą ir dažnai naudojamas įpurškimo detalėse. LDPE turi daug šakotų grandinių, todėl santykinė molekulinė masė yra maža, kristališkumas ir tankis mažas, pasižymi geresniu minkštumu, atsparumu smūgiams ir skaidrumu, dažnai naudojamas pūtimo plėvelėms, šiuo metu yra plačiai naudojama PVC alternatyva. HDPE ir LDPE medžiagas taip pat galima maišyti pagal eksploatacinius reikalavimus. UHDPE pasižymi dideliu smūgio stiprumu, maža trintimi, atsparumu įtempių įtrūkimams ir geromis energijos sugerties savybėmis, todėl tai ideali medžiaga dirbtiniams klubo, kelio ir peties sąnariams.
3. polipropilenas (PP, polipropilenas)
Polipropilenas yra bespalvis, bekvapis ir netoksiškas. Atrodo kaip polietilenas, bet yra skaidresnis ir lengvesnis už jį. PP yra termoplastas, pasižymintis puikiomis savybėmis, mažu savituoju svoriu (0,9 g/cm3), netoksiškas, lengvai apdorojamas, atsparus smūgiams, nedeformuoja ir kitais privalumais. Jis plačiai naudojamas kasdieniame gyvenime, įskaitant austus maišelius, plėveles, apyvartines dėžes, vielos ekranavimo medžiagas, žaislus, automobilių bamperius, pluoštus, skalbimo mašinas ir kt.
Medicininis polipropilenas (PP) pasižymi dideliu skaidrumu, geru barjeriniu poveikiu ir atsparumu spinduliuotei, todėl jį galima plačiai taikyti medicinos įrangos ir pakuočių pramonėje. Šiuo metu kaip alternatyva PVC medžiagoms plačiai naudojamos ne PVC medžiagos, kurių pagrindinė sudėtinė dalis yra polipropilenas (PP).
4. Polistirenas (PS) ir K derva
PS yra trečia pagal dydį plastiko rūšis po polivinilchlorido ir polietileno, dažniausiai naudojama kaip vienkomponentis plastiko apdorojimas ir pritaikymas. Pagrindinės savybės yra lengvas, skaidrus, lengvai dažomas, geras liejimo apdorojimas, todėl plačiai naudojamas kasdieniuose plastikuose, elektros dalyse, optiniuose prietaisuose ir kultūros bei švietimo reikmenyse. Jo tekstūra yra kieta ir trapi, o didelis šiluminio plėtimosi koeficientas riboja jo taikymą inžinerijoje. Pastaraisiais dešimtmečiais buvo sukurti modifikuoti polistireno ir stireno pagrindu pagaminti kopolimerai, siekiant tam tikru mastu pašalinti polistireno trūkumus. Viena iš jų yra K derva.
K derva pagaminta iš stireno ir butadieno kopolimerizacijos, tai amorfinis polimeras, skaidrus, beskonis, netoksiškas, tankis 1,01 g/cm3 (mažesnis nei PS, AS), atsparumas smūgiams didesnis nei PS, skaidrumas geras (80–90 %), terminės deformacijos temperatūra 77 ℃. K medžiagoje esančio butadieno kiekis ir kietumas taip pat skiriasi. Dėl gero K medžiagos takumo apdorojimo temperatūros diapazonas yra platus, todėl jos apdorojimo našumas geras.
Kasdieniame gyvenime pagrindiniai panaudojimo būdai yra puodeliai, dangteliai, buteliai, kosmetikos pakuotės, pakabos, žaislai, PVC pakaitalinių medžiagų gaminiai, maisto pakuotės ir medicininės pakuotės reikmenys.
5. ABS, akrilnitrilo butadieno stireno kopolimerai
ABS pasižymi tam tikru standumu, kietumu, atsparumu smūgiams ir cheminiam poveikiui, atsparumu radiacijai ir etileno oksido dezinfekcijai.
Medicinoje ABS daugiausia naudojamas kaip chirurginiai įrankiai, būgnų spaustukai, plastikinės adatos, įrankių dėžės, diagnostikos prietaisai ir klausos aparatų korpusai, ypač kai kurie dideli medicinos įrangos korpusai.
6. Polikarbonatas (PC, polikarbonatas)
Tipinės PCS savybės yra tvirtumas, stiprumas, standumas ir karščiui atsparus sterilizavimas garais, todėl PCS yra pageidaujamas kaip hemodializės filtrai, chirurginių įrankių rankenos ir deguonies balionai (naudojamas chirurginėje širdies operacijoje, šis instrumentas gali pašalinti anglies dioksidą iš kraujo ir padidinti deguonies kiekį);
Kiti PC taikymo sritys medicinoje apima beadatines injekcijų sistemas, perfuzijos instrumentus, kraujo centrifugos dubenėlius ir stūmoklius. Dėl didelio PC skaidrumo įprasti trumparegystės akiniai yra pagaminti iš jo.
7. PTFE (politetrafluoretilenas)
Politetrafluoretileno derva yra balti milteliai, vaškinės išvaizdos, lygi ir nelimpanti, yra svarbiausias plastikas. PTFE pasižymi puikiomis savybėmis, kurios neprilygsta įprastiems termoplastikams, todėl ji vadinama „plastiko karaliumi“. Jos trinties koeficientas yra mažiausias tarp plastikų, ji pasižymi geru biologiniu suderinamumu ir gali būti naudojama dirbtinių kraujagyslių ir kitų tiesiogiai implantuojamų prietaisų gamyboje.
Įrašo laikas: 2023 m. spalio 25 d.