医用塑料的基本要求是具有化学稳定性和生物安全性,原因在于要与药物接触或与人体接触。塑料材料中的组成成分不能析出进入药液或人体,不会引起组织器官的毒性和损伤,对人体是无毒无害的。为了确保医用塑料的生物安全性,通常在市面销售的医用塑料都是通过医疗权威部门的认证和检测,并且明确告知使用者哪些牌号是医疗级的。常用的医用塑料的材料有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS), 聚醚醚酮(PEEK)等,PVC和PE用量最大,各占28%和24%;PS占18%;PP占16%;工程塑料占14%。
医疗级塑料在医疗保健行业的优势
·多功能性
·易杀菌
·抗感染
·高性价比
·环保
·创新范围
下面介绍一下医疗中常用的塑料
一、聚乙烯(PE,Polyethylene)
特点:化学稳定性高、生物相容性较好,但不易粘接。
PE是产量最大的通用塑料,具有加工性能良好、成本低、无毒无味、生物相容性良好等优点。
PE主要包括低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)以及超高分子量的聚乙烯(UHMWPE) 等品种。UHMWPE(超高分子量聚乙烯)是特种工程塑料,具有抗冲性高、耐磨性强(塑料之冠)、摩擦系数小、生物惰性和较好的吸能特性,其耐化学药品性可与PTFE媲美。
一般特性包括高机械强度、延展性和熔点。密度聚乙烯的熔点为1200℃至1800℃,而低密度聚乙烯的熔点为1200℃至1800℃。聚乙烯是一种顶级医疗级塑料,因为它具有成本效益、抗冲击性、耐腐蚀性和在频繁灭菌循环时的坚固结构完整性。由于具有生物惰性且在体内不可降解
低密度聚乙烯(LDPE)用途:医用包装以及静脉注射容器。
高密度聚乙烯(HDPE)用途:人工尿道、人工肺、人工气管、人工喉、人工肾、人工骨、矫形外科修补材料。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)用途:人工肺、人工关节等。
二、聚氯乙烯 (PVC,Polyvinyl chloride)
特点:成本低、应用范围广、易加工、良好的耐化学药品性,但热稳定性差。
PVC树脂粉为白色或浅黄色粉末,纯PVC属无规立构,硬而脆,很少应用。根据不同的用途可以加入不同的添加剂,使PVC塑件呈现不同的物理性能和力学性能。在PVC树脂中加入适量的增塑剂,就可制成多种硬质、软质和透明制品。
用于制造医用塑料制品的两种一般形式的 PVC 是软质 PVC 和硬质 PVC。硬PVC不含或含有少量的增塑剂,有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能,可单独用作结构材料。软PVC含有较多的增塑剂,它的柔软性、断裂伸长率、耐寒性增加,但脆性、硬度、抗拉强度降低。纯PVC的密度为1.4g/cm3,加入了增塑剂和填料等的PVC塑件的密度一般在1.15~2.00g/cm3范围内。
据不完全估计,医用塑料产品大约25%是PVC。主要是由于该树脂的成本较低、应用范围广阔、及其易加工。医学应用的PVC产品有:血液透析管路、呼吸面罩、吸氧管、心导管、假肢材料、血袋、人工腹膜等。
三、 聚丙烯(PP,polypropylene)
特点:无毒、无味,良好的力学性能、化学稳定性和耐热性。绝缘性好、吸水率低,良好的耐溶剂、耐油类、耐弱酸、耐弱碱,成型好,没有环境应力开裂问题。PP是一种性能优良的热塑性塑料,具有比重小(0.9g/cm3)、易加工、抗冲击、抗挠曲性、并且具有高熔点(约 1710C)等优点。在日常生活中具有广泛的应用,pp成型收缩率大,制造较厚制品容易出现缺陷。表面惰性大,难以印刷和粘合。可挤出、注塑、熔接、发泡、热成型、机加工。
医用PP具有较高的透明度、较好阻隔性和耐辐射性,使其在医疗设备和包装业上具有广泛的应用。以PP为主体的Non-PVC材料是目前广泛使用的PVC材料的替代品。
用途:一次性注射器、连接件、透明塑料罩、吸管、肠外注射营养包装、渗析薄膜。
其他行业包括编织袋、薄膜、周转箱、电线蔽护材料、玩具、汽车保险杆、纤维、洗衣机等。
四、聚苯乙烯(PS,Polystyrene)和K树脂
特点:成本低、密度小、透明、尺寸稳定、耐辐射(消毒)。
PS是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的塑料品种,通常作单组分塑料进行加工和应用,主要特点是质轻、透明、易染色,成型加工性能良好,所以广泛应用于日用塑料、电器零件、光学仪器及文教用品。质地硬而脆,有较高的热膨胀系数,因此,限制了它在工程上的应用。近几十年来,发展了改性聚苯乙烯和以苯乙烯为基体的共聚物,在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺点。K树脂就是其中的一种。
K树脂是由苯乙烯与丁二烯共聚而成,它是无定型聚合物,透明、无味、无毒、密度为1.01g/cm3左右(比PS、AS的低),耐冲击性能比PS高,透明性(80~90%)好,热变形温度为77℃, K料中含有丁二烯成分的多少,其硬度亦不同,由于K料的流动性好,加工温度范围较宽,所以其加工性能良好。
结晶聚苯乙烯用途:实验室器皿、皮氏培养皿和组织培养盘子,呼吸装备和吸罐。
高抗冲性聚苯乙烯用途:导管盘子、心脏泵、硬脑膜盘、呼吸装备和吸罐。
在日常生活中的主要用途包括杯子、盖子、瓶、化妆品包装、衣架、玩具、PVC的代用料制品、食品包装及医药包装用品等。
五、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS,Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymers)
特点:坚硬,具有很强的抗冲击性、耐划、尺寸稳定等特性,防潮、耐腐蚀、易加工,具有很好的透光性。ABS在医疗上的应用主要用作外科工具、滚筒夹子、塑料针、工具盒、诊断器件和助听器外壳,特别是一些大型医疗设备的外壳。
六、聚碳酸酯(PC,Polycarbonate)
特点:韧性、强度、刚性和耐热蒸汽消毒性好,透明度高。适用于注塑、熔接等成型工艺,易出现应力开裂。
这些特点使得PC优先选择成为血液渗析过滤器、外科工具柄和氧气罐(当在外科心脏手术中,这种仪器可以去除血液中的二氧化碳,增加氧气);
PC在医学上的应用还包括无针注射体系、灌注仪器、各种壳体、连接件、外科工具柄、氧气罐、血液离心机碗和活塞。利用其高透明性能,通常的近视眼镜是PC做成的。
七、聚四氟乙烯 (PTFE,Polytetrafluoro ethylene)
特点:结晶度高、耐热性好、化学稳定性高,强酸强碱和各种有机溶剂均不与其作用。有良好的生物相溶性、血适应性,对人体生理无损害,植入体内无不良反应,可以高温消毒,适合在医疗领域使用。
PTFE树脂为白色粉末,外观蜡状、光滑不粘,是最重要的一种塑料。PTFE具有卓越的性能,非一般热塑性塑料所能比拟,因此有“塑料王”之称。正因为其摩擦系数是塑料中最低的,具有良好的生物相容性,可以制作成人工血管等直接植入人体的器械。
用途:各类人工气管、食管、胆管、尿道和人工腹膜、脑硬膜及人工皮肤、人工骨骼等。
八、聚醚醚酮(PEEK,Poly ether ether ketones)
特点:耐热、耐磨、耐疲劳、耐辐照、耐腐蚀、耐水解、质量轻、自润滑性好、加工性能好。可经受反复高压灭菌。
用途:可替代金属用于手术和牙科器械、代替钛合金制造人造骨。
(微创手术临床操作时金属器械可能导致图像产生伪影或影响医生手术视野,PEEK与不锈钢同样坚韧,但不会产生伪影。)
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九、聚酰胺(PA Polyamide )俗称尼龙,(Nylon)
特点:具有柔顺性、抗弯曲性、韧性高不易断裂,耐化学药片性和耐磨性。不释放任何对人体有害的物质,因此不造成皮肤或组织的发炎。
用途:软管、连接器、适配器、活塞。
十、热塑性聚氨酯(TPU)
特点:具有较好的透明性、高强度和撕裂性能,耐化学性和耐磨性;硬度范围较广、表面较光滑、抗真菌和微生物、具有较高的耐水性。
用途:医用导管、氧气面罩、人工心脏、药物释放装备、IV连接器、血压计的橡皮囊袋、皮外给药的裹伤布。
东莞市兆恒机械有限公司成立于2004年,注册资本 6800万元,位于世界制造中心创新城市—东莞市石排镇,现有厂房面积10万㎡, 员工900+人,研发人员占比30%以上,是一家专注高端智能装备一体化服务的国家高新技术企业。 自2004年起于精密机加工工业配套领域已深耕19年,并多元化跨区域集团化发展各工业配套生产基地于东莞和苏州,供应精密部件加工和组装,影像测量设备和服务,标准锂电池检测设备,非标自动化。并成立日本技术研发及销售中心,德国销售中心,布局国际化多语种工业服务网络,致力打造成研产销的高科技工业一体化配套服务型企业,覆盖以中,欧,美,日等中高端市场和行业头部客户。持续为生物医疗、半导体、 机器人、光学,新能源,核电,船舶,海洋工程、航空航天等领域客户提供优质服务。