1. Introduzione
Con il continuo avanzamento della tecnologia medica, i materiali scientifici svolgono un ruolo sempre più critico nell'innovazione dei dispositivi medici. In passato, il sistema di materiale dominato da metallo e vetro è stato gradualmente sostituito da materie plastiche ingegneristiche modificate con peso più leggero, prestazioni più forti e designabilità più elevata. Tali materiali non possono solo soddisfare i requisiti rigorosi dell'industria medica per alta sicurezza, alta precisione e elevata durata, ma offrire anche la possibilità di dispositivi medici indossabili, miniaturizzati e personalizzati.
2. Cosa sono Plastiche ingegneristiche modificate ? Quali sono le materie plastiche ingegneristiche modificate?
Le materie plastiche ingegneristiche modificate sono materiali che modificano la plastica ingegneristica tradizionale con metodi fisici o chimici per migliorare le loro proprietà meccaniche, stabilità termica, isolamento elettrico, resistenza chimica o altre proprietà specifiche.
Le materie plastiche ingegneristiche modificate comuni includono:
PEEK (poliethethethetone): alta resistenza, resistenza ad alta temperatura, impiantabile nel corpo umano, ampiamente utilizzata in ortopedia, odontoiatria e altri campi.
PPSU (polifenilsolfone): può essere sterilizzato da vapore ad alta temperatura, adatto per strumenti chirurgici e apparecchiature di infusione.
PC (policarbonato): alta trasparenza, buona resistenza all'impatto, spesso utilizzata nelle finestre che trasmettono la luce, alloggiamenti medici.
PA (nylon), POM (polioximetilene): utilizzato per connettori, ingranaggi, pompe e valvole e altre parti strutturali.
I metodi di modifica includono:
Aggiunta di rinforzo in fibra di vetro → Miglioramento della rigidità e della stabilità dimensionale
Trattamento ritardante di fiamma → Soddisfare gli standard di sicurezza medica
Trattamento antibatterico → Miglioramento della vita di servizio negli ambienti ospedalieri
Aggiunta di resistenza chimica → resistere alla corrosione da parte dei disinfettanti e degli agenti di pulizia
3. Sicurezza e biocompatibilità nelle applicazioni mediche Sicurezza e biocompatibilità nelle applicazioni mediche
Nel campo medico, la sicurezza del paziente è la premessa primaria. Pertanto, qualsiasi materiale plastico utilizzato per contattare il corpo umano deve superare una serie di rigorosi test di biocompatibilità. Le materie plastiche ingegneristiche modificate possono di solito soddisfare questi standard perché possono essere personalizzate in base alle esigenze.
Standard di sicurezza che le materie plastiche di livello medico devono soddisfare:
ISO 10993: sistema standard per valutare la biocompatibilità dei materiali dei dispositivi medici
Classe VI USP: classificazione della tossicità e reazioni fisiologiche dei materiali medici da parte della farmacopeia degli Stati Uniti
Certificazione FDA: soddisfa i requisiti normativi della Food and Drug Administration degli Stati Uniti per i materiali che entrano in contatto con il corpo umano
Vantaggi di sicurezza:
Non tossico e innocuo: non inducerà il rifiuto immunitario o la reazione tissutale
Sterilizzabile: resistente alle alte temperature, alle radiazioni e alla pulizia chimica
Sostanze non igroscopiche e non previtanti: mantiene prestazioni stabili durante l'uso a lungo termine
Ad esempio, la PPSU può essere ripetutamente sterilizzata in condizioni di vapore ad alta pressione per più di 1.000 volte senza degradazione delle prestazioni, rendendolo molto adatto a strumenti chirurgici riutilizzabili.
4. Precisione per dispositivi medici ad alte prestazioni Requisiti di precisione nei dispositivi medici ad alte prestazioni
Molti componenti chiave dei moderni dispositivi medici, come micro ingranaggi, connettori, sistemi di tubazioni, corpi di pompaggio, ecc., Hanno requisiti estremamente elevati per la precisione strutturale. Le materie plastiche ingegneristiche modificate sono diventate il materiale preferito per le parti ad alta precisione grazie alla loro eccellente stabilità dimensionale e alle prestazioni di elaborazione.
I vantaggi includono:
Precisione di stampaggio ad alta iniezione: è possibile ottenere modanature a livello di micron
Coefficiente di espansione termica bassa: mantenere la forma stabile in ambienti caldi e freddi
Forte processabilità: può soddisfare la progettazione complessa della struttura geometrica
Adatto per la stampa CNC e 3D: particolarmente adatto per dispositivi medici personalizzati
La PA o POM modificate è ampiamente utilizzata in componenti ad alta precisione, come parti scorrevoli in giunti artificiali, per garantire un adattamento preciso dopo un'usura a lungo termine.
5. Durabilità e resistenza in ambienti clinici Durabilità e resistenza in ambienti clinici
Le attrezzature mediche devono resistere alla prova di ambienti difficili nell'uso clinico: sterilizzazione ad alta temperatura, uso frequente, agenti di pulizia chimica, irradiazione, ecc., Che possono danneggiare il materiale. Le materie plastiche ingegneristiche modificate hanno prestazioni eccellenti nella resistenza anti-invecchiamento, anti-fatica e corrosione, estendendo notevolmente la durata dell'attrezzatura.
Le proprietà comuni includono:
Resistenza ad alta temperatura: la sbirciatina può resistere a temperature di uso continuo fino a 250 ° C
Resistenza alla corrosione chimica: la PPSU non è corrosa da agenti di pulizia comuni come alcol, perossido di idrogeno e ipoclorito di sodio
Resistenza ai raggi UV e gamma: adatto a prodotti usa e getta o imballaggi sterilizzati
Elevata resistenza meccanica e resistenza alla fatica: non soggetto a crack e deformazioni in uso a lungo termine sotto carico elevato
Queste proprietà rendono le materie plastiche ingegneristiche modificate particolarmente adatte ai componenti chiave che devono essere riutilizzati o funzionanti a lungo, come attrezzature in terapia intensiva, strumenti chirurgici e alloggiamenti della pompa di iniezione.
6. Casi d'uso nel mondo reale
Impianti ortopedici:
La sbirciatina è ampiamente utilizzata in gabbie di fusione spinale, viti dentali, distanziali del ginocchio, ecc. Non solo ha una buona biocompatibilità, ma può anche essere osservata attraverso i raggi X, evitando l'interferenza di imaging causata dagli impianti metallici.
Strumenti chirurgici:
La PPSU viene utilizzata per produrre strumenti riutilizzabili come forbici, pinze e ganci, con tolleranza alla sterilizzazione estremamente elevata e resistenza all'impatto.
Forniture mediche usa e getta:
PC, TPE, ecc. Modificati possono essere utilizzati per siringhe, parti della pompa di infusione e interfacce del catetere per soddisfare i requisiti di pulizia e efficacia in termini di costi.
Dispositivi medici indossabili:
La TPE/TPU modificata è ampiamente utilizzata nel monitoraggio della glicemia, nelle cinture di frequenza cardiaca e altre attrezzature e ha un buon comfort e riciclabilità del contatto umano. .
