Võrreldes klaasi ja metalliga on plastide peamised omadused järgmised:
1, madal hind, seda saab desinfitseerimiseta taaskasutada, see sobib kasutamiseks ühekordselt kasutatavate meditsiiniseadmete tootmise toorainena;
2, töötlemine on lihtne, selle plastilisuse kasutamist saab töödelda mitmesugusteks kasulikeks struktuurideks ning metalli ja klaasi on keeruline valmistada keerukateks toodeteks;
3, sitke, elastne, mitte nii kergesti purunev kui klaas;
4, hea keemilise inertsuse ja bioloogilise ohutusega.
Need jõudluse eelised muudavad plastid laialdaselt kasutatavaks meditsiiniseadmetes, sealhulgas polüvinüülkloriid (PVC), polüetüleen (PE), polüpropüleen (PP), polüstüreen (PS), polükarbonaat (PC), ABS, polüuretaan, polüamiid, termoplastsed elastomeerid, polüsulfoon ja polüeeter-eeterketoon. Segamine võib parandada plastide jõudlust, nii et erinevate vaikude, näiteks polükarbonaadi/ABS-i ja polüpropüleeni/elastomeeri segamismodifikatsioonide parimad omadused kajastuvad.
Meditsiinilise plastmaterjali põhinõuded on keemiline stabiilsus ja bioohutus, kuna see puutub kokku vedelate ravimite või inimkehaga. Lühidalt öeldes ei tohi plastmaterjalide komponendid sadestuda vedelatesse ravimitesse ega inimkehasse, need ei põhjusta toksilisust ega kahjusta kudesid ja organeid ning on inimkehale mittetoksilised ja ohutud. Meditsiinilise plastmaterjali bioohutuse tagamiseks on turul tavaliselt müüdavad meditsiinilised plastmaterjalid meditsiiniasutuste poolt sertifitseeritud ja testitud ning kasutajatele on selgelt teada, millised klassid on meditsiinilise kvaliteediga.
Ameerika Ühendriikides läbivad meditsiinilised plastmaterjalid tavaliselt FDA sertifikaadi ja USPVI bioloogilise tuvastamise ning Hiinas testitakse meditsiinilise kvaliteediga plastmaterjale tavaliselt Shandongi meditsiiniseadmete testimiskeskuses. Praegu on riigis endiselt märkimisväärne arv meditsiinilisi plastmaterjale, millel puudub range bioohutuse sertifikaat, kuid eeskirjade järkjärgulise täiustamisega paranevad need olukorrad üha enam.
Vastavalt seadmetoote struktuuri- ja tugevusnõuetele valime õige plastitüübi ja klassi ning määrame materjali töötlemistehnoloogia. Nende omaduste hulka kuuluvad töötlemisomadused, mehaaniline tugevus, kasutuskulud, kokkupanekumeetod, steriliseerimine jne. Tutvustatakse mitmete tavaliselt kasutatavate meditsiiniliste plastide töötlemisomadusi ning füüsikalisi ja keemilisi omadusi.
Seitse levinud meditsiinilist plastikut
1. Polüvinüülkloriid (PVC)
PVC on üks maailma produktiivsemaid plastsorte. PVC vaik on valge või helekollane pulber, puhas PVC on ataktiline, kõva ja rabe ning seda kasutatakse harva. Sõltuvalt kasutusest saab PVC plastdetailidele lisada erinevaid lisandeid, et muuta need erinevate füüsikaliste ja mehaaniliste omadustega. Sobiva koguse plastifikaatori lisamine PVC vaigule võib valmistada mitmesuguseid kõvasid, pehmeid ja läbipaistvaid tooteid.
Kõva PVC ei sisalda plastifikaatoreid või sisaldab neid vähesel hulgal, omab head tõmbe-, painde-, surve- ja löögikindlust ning seda saab kasutada iseseisva konstruktsioonimaterjalina. Pehme PVC sisaldab rohkem plastifikaatoreid, mille pehmus, venivus purunemisel ja külmakindlus suurenevad, kuid rabedus, kõvadus ja tõmbetugevus vähenevad. Puhta PVC tihedus on 1,4 g/cm3 ja plastifikaatorite ja täiteainetega PVC plastdetailide tihedus on üldiselt vahemikus 1,15–2,00 g/cm3.
Turuhinnangute kohaselt on umbes 25% meditsiinilistest plasttoodetest PVC. See on peamiselt tingitud vaigu madalast hinnast, laiast kasutusvõimalustest ja lihtsast töötlemisest. Meditsiiniliseks otstarbeks mõeldud PVC-tooted on: hemodialüüsitorud, hingamismaskid, hapnikutorud jne.
2. Polüetüleen (PE, polüetüleen)
Polüetüleenplast on plastitööstuses suurim sort, piimjas, maitsetu, lõhnatu ja mittetoksiline läikiv vahajas osake. Seda iseloomustab odav hind, head omadused, seda saab laialdaselt kasutada tööstuses, põllumajanduses, pakendites ja igapäevases tööstuses ning see omab plastitööstuses keskset positsiooni.
PE hõlmab peamiselt madala tihedusega polüetüleeni (LDPE), suure tihedusega polüetüleeni (HDPE) ja ülikõrge molekulmassiga polüetüleeni (UHDPE) ning teisi sorte. HDPE-l on polümeeriahelas vähem hargnenud ahelaid, suurem suhteline molekulmass, kristallilisus ja tihedus, suurem kõvadus ja tugevus, halb läbipaistmatus, kõrge sulamistemperatuur ja seda kasutatakse sageli sissepritsedetailides. LDPE-l on palju hargnenud ahelaid, seega on suhteline molekulmass väike, kristallilisus ja tihedus madal, parem pehmus, löögikindlus ja läbipaistvus, seda kasutatakse sageli kilepuhumiseks ja see on praegu laialdaselt kasutatav PVC alternatiiv. HDPE ja LDPE materjale saab ka segada vastavalt jõudlusnõuetele. UHDPE-l on kõrge löögitugevus, madal hõõrdumine, vastupidavus pingepragunemisele ja head energia neeldumisomadused, mistõttu on see ideaalne materjal puusa-, põlve- ja õlaliigese proteeside jaoks.
3. polüpropüleen (PP, polüpropüleen)
Polüpropüleen on värvitu, lõhnatu ja mittetoksiline. Välimuselt sarnaneb polüetüleeniga, kuid on sellest läbipaistvam ja kergem. PP on suurepäraste omadustega termoplast, millel on väike erikaal (0,9 g/cm3), see on mittetoksiline, kergesti töödeldav, löögikindel, paindumisvastane ja muud eelised. Sellel on lai valik rakendusi igapäevaelus, sealhulgas kootud kotid, kiled, ringluskastid, traadi varjestusmaterjalid, mänguasjad, autode kaitserauad, kiud, pesumasinad jne.
Meditsiiniline PP on väga läbipaistev, hea barjääri- ja kiirguskindlusega, mistõttu on sellel lai valik rakendusi meditsiiniseadmete ja pakenditööstuses. PVC-väliseid materjale, mille põhiosa on PP, kasutatakse praegu laialdaselt PVC-materjalide alternatiivina.
4. Polüstüreen (PS) ja K-vaik
PS on polüvinüülkloriidi ja polüetüleeni järel suuruselt kolmas plastiliik, mida tavaliselt kasutatakse ühekomponendilise plastmaterjalina töötlemisel ja pealekandmisel. Selle peamised omadused on kerge kaal, läbipaistvus, värvimise lihtsus ja hea vormimisprotsess, mistõttu seda kasutatakse laialdaselt igapäevastes plastides, elektriosades, optikainstrumentides ning kultuuri- ja haridustarvetes. Selle tekstuur on kõva ja rabe ning sellel on kõrge soojuspaisumistegur, mis piirab selle rakendamist inseneriteaduses. Viimastel aastakümnetel on polüstüreeni puuduste teatud määral ületamiseks välja töötatud modifitseeritud polüstüreeni ja stüreenipõhiseid kopolümeere. Üks neist on K-vaik.
K-vaik on valmistatud stüreeni ja butadieeni kopolümerisatsioonist, see on amorfne polümeer, läbipaistev, maitsetu, mittetoksiline, tihedusega 1,01 g/cm3 (madalam kui PS, AS), suurema löögikindlusega kui PS, läbipaistvusega (80–90%) ja termilise deformatsiooni temperatuuriga 77 ℃. K-materjalis sisalduv butadieeni kogus ja kõvadus on samuti erinevad. Tänu K-materjali heale voolavusele on töötlemistemperatuuride vahemik lai, seega on töötlemistulemused head.
Peamised kasutusalad igapäevaelus on tassid, kaaned, pudelid, kosmeetikapakendid, riidepuud, mänguasjad, PVC-asendusmaterjalist tooted, toidupakendid ja meditsiinilised pakenditarbed.
5. ABS, akrüülnitriilbutadieenstüreeni kopolümeerid
ABS-il on teatud jäikus, kõvadus, löögikindlus ja keemiline vastupidavus, kiirguskindlus ja etüleenoksiidi desinfitseerimiskindlus.
Meditsiinis kasutatakse ABS-i peamiselt kirurgiliste instrumentide, trummelklambrite, plastnõelte, tööriistakastide, diagnostikaseadmete ja kuuldeaparaatide korpuste, eriti mõnede suurte meditsiiniseadmete korpuste jaoks.
6. Polükarbonaat (PC, polükarbonaat)
PCS-i tüüpilised omadused on sitkus, tugevus, jäikus ja kuumakindel auruga steriliseerimine, mistõttu on PCS eelistatud hemodialüüsi filtrite, kirurgiliste instrumentide käepidemete ja hapnikuballoonidena (kirurgilises südameoperatsioonis kasutamisel saab see instrument verest eemaldada süsinikdioksiidi ja suurendada hapniku hulka);
PC muude meditsiiniliste rakenduste hulka kuuluvad nõelavabad süstimissüsteemid, perfusiooninstrumendid, vere tsentrifuugikausid ja kolvid. Tänu PC suurele läbipaistvusele on tavalised lühinägelikkuse prillid valmistatud sellest.
7. PTFE (polütetrafluoroetüleen)
Polütetrafluoroetüleenvaik on valge pulber, vahajas välimus, sile ja mittenakkuv, see on kõige olulisem plast. PTFE-l on suurepärased omadused, mis ei ole võrreldavad tavaliste termoplastidega, mistõttu seda nimetatakse "plastikuningaks". Selle hõõrdetegur on plastide seas madalaim, hea bioühilduvusega ning sellest saab valmistada tehisveresooni ja muid otse implanteeritud seadmeid.
Postituse aeg: 25. okt 2023