前言
塑料工業(yè)在醫(yī)學(xué)設(shè)備和包裝行業(yè)中的應(yīng)用及增長引起人們的廣泛關(guān)注。塑料相比較于玻璃和金屬材料在醫(yī)學(xué)應(yīng)用上的一個(gè)特點(diǎn)是成本較低,而且用低成本塑料加工制造的產(chǎn)品常常被直接處理,且沒有必要消毒重復(fù)使用;塑料可以模塑成各種各樣有用的結(jié)構(gòu),而金屬和玻璃很難制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制品;塑料也不象玻璃易破碎,而且還堅(jiān)硬和富有彈性;塑料常常表現(xiàn)一定的化學(xué)惰性,抗毒性和消毒劑。
醫(yī)療中廣泛用到樹脂是聚氯乙烯(PVC)樹脂,聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)。但是聚碳酸酯、ABS、聚氨酯、聚酰胺、熱塑性彈性體、聚砜和聚醚醚酮在醫(yī)療設(shè)備上具有特殊的用途,尤其是高性能的應(yīng)用要求上。共混可以增大樹脂的性能,如聚碳酸酯/ABS、聚碳酸酯/聚酯混合,可以使不同樹脂的最佳性能體現(xiàn)出來。
聚碳酸酯用作血液葡萄糖測試儀的部件,是用聚四氟乙烯和玻纖增強(qiáng)尼龍66來潤滑。 (來源: RTP公司) |
聚氯乙烯 (PVC)
據(jù)市場估計(jì),醫(yī)用塑料產(chǎn)品大約25%是聚氯乙烯。主要原因是該樹脂的成本較低、應(yīng)用范圍廣闊、及其易加工。醫(yī)學(xué)應(yīng)用的聚氯乙烯產(chǎn)品有:血包和血管、導(dǎo)管、滲析裝備、喉舌和面具、氧氣輸送設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室儀器、導(dǎo)管和設(shè)備包裝材料等。
聚氯乙烯作為醫(yī)用級(jí)別,主要是應(yīng)用是利用其熱穩(wěn)定性,不僅保護(hù)加工過程中過熱現(xiàn)象,而且保護(hù)熱傷害或者用壓熱器加工。鋇鋅添加物是聚氯乙烯最有效的熱穩(wěn)定劑,但在一些國家禁止用在醫(yī)療上,因此鈣鋅添加物常常作為醫(yī)用級(jí)聚氯乙烯的穩(wěn)定劑。一些制造商研究更優(yōu)的增塑劑,來代替一般常用的鄰苯二甲酸鹽(DEHP)作為醫(yī)用聚氯乙烯的增塑劑;雖然工業(yè)信息說明DEHP是完全安全的,但這種增塑劑已引起歐洲和北美衛(wèi)生組織的關(guān)注。
聚丙烯(PP)
聚丙烯具有較高的透明度、較好阻隔性和耐輻射性,使其在醫(yī)療設(shè)備和包裝業(yè)上具有廣泛的應(yīng)用。醫(yī)療級(jí)聚丙烯的制造者常常把聚丙烯定位成聚氯乙烯或者其它塑料的競爭者。聚丙烯典型的醫(yī)療應(yīng)用包括透明塑料罩、彈性小袋、注射器、軟管、醫(yī)療處理器,試管、燒杯和吸管。
醫(yī)用級(jí)聚丙烯可以象其它材料一樣進(jìn)行共擠出、吹塑或者制成薄膜。新興的聚丙烯市場是作為腸外注射營養(yǎng)包裝和滲析薄膜。
聚苯乙烯(PS)
聚苯乙烯具有低成本、低密度、透明、尺寸穩(wěn)定性和耐輻射消毒等特性,使其滿足在醫(yī)療上的應(yīng)用。該樹脂具有兩種類型:結(jié)晶性聚苯乙烯和高抗沖性聚苯乙烯。結(jié)晶聚苯乙烯作為醫(yī)用級(jí)的產(chǎn)品包括:實(shí)驗(yàn)室器皿、皮氏培養(yǎng)皿和組織培養(yǎng)盤子;高抗沖性聚苯乙烯作為熱成型產(chǎn)品如導(dǎo)管盤子、心臟泵和硬腦膜盤。結(jié)晶聚苯乙烯和高抗沖性苯乙烯都可以用作呼吸裝備、注射器彀和吸罐。作為聚丙烯、聚氯乙烯和丙烯酸樹脂的競爭者,聚苯乙烯在實(shí)驗(yàn)室器皿和包裝業(yè)中主要用作器皿和托盤。
聚乙烯(PE)
高密度聚乙烯的特點(diǎn):低成本、低摩擦、耐化學(xué)性能和易于模塑成型,廣泛的應(yīng)用在醫(yī)療管中,使其成為聚氯乙烯強(qiáng)有力的競爭對(duì)手;另一個(gè)高密度聚乙烯的市場是作為藥物的包裝產(chǎn)品。低密度聚乙烯應(yīng)用在藥物包裝上的無菌透明塑料罩,是聚氯乙烯又一個(gè)競爭材料。超高分子量聚乙烯具有較高的沖擊強(qiáng)度、低摩穿性、耐應(yīng)力開裂性和較好的吸能特性,使之成為人造臀、膝蓋和肩部連接器的理想材料。
聚碳酸酯(PC)
聚碳酸酯的典型特性是韌性、強(qiáng)度、剛性和耐熱蒸汽消毒,這些特點(diǎn)使得聚碳酸酯優(yōu)先選擇成為血液滲析過濾器、外科工具柄和氧氣罐(當(dāng)在外科心臟手術(shù)中,這種儀器可以去除血液中的二氧化碳,增加氧氣);聚碳酸酯在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用還包括無針注射體系、灌注儀器、血液離心機(jī)碗和活塞。利用其高透明性能,通常的近視眼鏡是聚碳酸酯做成的。
無針注射體系采用透明的、抗酯的聚碳酸酯注射模塑成型 (來源: 拜爾材料科學(xué)AG.) |
苯乙烯共聚物(Styrenic copolymers)
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)具有一定的剛性、硬性、耐沖擊和耐化學(xué)性能、耐輻射和耐乙烯氧基消毒。ABS在醫(yī)療上的應(yīng)用主要用作外科工具、滾筒夾子、大頭針、工具盒、診斷器件和助聽器外殼。
苯乙烯丙烯腈(SAN)具有高透明、耐化學(xué)性、易加工、高硬度、高強(qiáng)度、高的表面光澤和低成本的特性。典型醫(yī)療上的應(yīng)用包括測尿儀、滲析儀、配套的聽診器和流體觸摸裝置。
熱塑性聚氨酯 (TPU)
熱塑性聚氨酯具有較好的透明性、高強(qiáng)度和撕裂性能,耐化學(xué)性和耐磨性;該樹脂還具有較寬廣的硬度范圍、表面較光滑、抗真菌和微生物、具有較高的耐水穩(wěn)定性。這些優(yōu)點(diǎn)使得熱塑性聚氨酯可以作為醫(yī)用的管材、氧氣面罩、導(dǎo)管,藥物釋放裝備、IV連接器、血壓計(jì)的橡皮囊袋和皮外給藥的裹傷布。
聚酰胺 (PA)
聚酰胺具有柔順性、硬度、強(qiáng)度和抗彎曲性,制成軟管具有較高的腫脹強(qiáng)度。由于具有較高的腫脹強(qiáng)度和耐彎曲性能,聚酰胺在膨脹導(dǎo)管中具有廣泛的應(yīng)用;同時(shí)不被血液擠破而且不釋放任何對(duì)人體有害的物質(zhì),因此不會(huì)造成皮膚或組織的發(fā)炎。一些聚酰胺等級(jí)已批準(zhǔn)可作為血液連接器,如連接器、適配器和活拴。
由于聚酰胺12與基體組織血管具有較低的相互作用,所以可以制成較小的導(dǎo)管插入到人的身體。 (來源: 德固賽AG.) |
砜(Sulfones)
聚砜具有高較的耐溫性,可用各種方法消毒;聚醚砜也稱為聚苯醚,可以作為消毒用的真空成行醫(yī)療器械、冷的殺滅劑、消毒劑和殺菌劑的容器,應(yīng)用于外科工具。聚苯硫醚也稱為聚苯醚砜,可進(jìn)行反復(fù)蒸汽消毒,且耐酸堿性。典型的應(yīng)用是使作為消毒盒、外科工具和流體觸摸裝備。
聚苯硫醚(PPS)
聚苯硫醚具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性,剛度和硬度,可重復(fù)消毒,暴露在較強(qiáng)的消毒劑中而不破壞,已代替金屬應(yīng)用在要求具有精確機(jī)械因素的藥物釋放裝備。
液晶高分子(LCP)
液晶高分子具有高強(qiáng)度、剛性、尺寸穩(wěn)定性和抗蠕變性能,在高溫消毒而不被破壞;也可以模塑成長薄片;常常代替金屬作為復(fù)雜藥物釋放體系的組成,也可作為醫(yī)學(xué)用的最小插入裝備。
熱塑性彈性體 (TPE)
熱塑性彈性體具有橡膠的柔軟性,同時(shí)又可用傳統(tǒng)的模壓和擠出的加工方法;具有較高的耐溫性能。比如:某一種的TPE可在-40°C到121°C之間使用;其他的特點(diǎn)還包括耐溶劑性、耐油性、耐酸堿稀釋,可作為醫(yī)療的軟管、塞子、血壓計(jì)橡皮膠囊和靜脈袋。
熱塑性聚脂(Thermoplastic polyesters)
熱塑性聚脂聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PBT)具有較好的加工流動(dòng)性和耐穿透性、耐化學(xué)性、耐水解、具有較好的尺寸穩(wěn)定性。藥物釋放系統(tǒng)和過濾器體系的機(jī)械零件一般用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯;縮醛醇,也稱為甲醛,與聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯具有相似的性能和用途。
聚醚醚酮(PEEK)
聚醚醚酮或PEEK,是一種高性能的工程樹脂,在醫(yī)療上具有廣泛的應(yīng)用,可在260°C高溫下連續(xù)使用,且連續(xù)暴露在熱水或蒸汽中性能變化不大;聚醚醚酮還具有較高的尺寸穩(wěn)定性能、高沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度。在醫(yī)療方面,聚醚醚酮可作為醫(yī)療植入設(shè)備和最小的外科植入軟管,如心臟動(dòng)脈的植入支撐管。其他的應(yīng)用包括導(dǎo)管、藥物釋放裝備、外科工具和內(nèi)窺鏡。
其它樹脂
丙烯酸樹脂-聚甲基丙烯酸甲酯-具有較高的透明性,高強(qiáng)度、耐化學(xué)性和生物相容性能;在醫(yī)療應(yīng)用上,丙烯酸樹脂作為管道連接器、透明小容器、窺器和其它需要高透明的儀器裝置。丙烯酸樹脂是聚碳酸酯的競爭對(duì)手。
聚醚酰亞胺(PEI)是一種無定型熱塑性塑料,具有較高的物理機(jī)械性能,可用于各種方法的消毒;在高溫仍具有較好的尺寸穩(wěn)定性能。典型應(yīng)用是作為外科探測器,可反復(fù)清洗和消毒。
玻纖增強(qiáng)的聚醚酰亞胺可制成醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的探測器,具有較高的強(qiáng)度、剛性和耐化學(xué)性。 (來源: RTP Co.) |
氟聚合物具有較低的摩擦系數(shù)、高拉伸強(qiáng)度、耐化學(xué)性,可作為醫(yī)用導(dǎo)管材料;硅氧烷通常作為導(dǎo)管和流體排水裝置,且具有較高的生物相容性,因此不選擇其它價(jià)錢較低的其它材料。
發(fā)亮含氟聚合物軟管可作為心臟外科手術(shù)的支撐管。 (來源: Zeus工業(yè)產(chǎn)品, Inc.) |
有利前景
這些包裝材料或者包裝材料的銷售商必須保證材料的智能包裝,否則就是危損害他們的生意或者他們自己。如果他們的產(chǎn)品和產(chǎn)品應(yīng)用很快變的過時(shí),其它智能包裝產(chǎn)品將提供更高的社會(huì)價(jià)值、環(huán)境證明、附加費(fèi)用和盈利。愚昧者將被淘汰。遲些時(shí)候,他們可能意識(shí)到智能包裝將給人類帶來的利益。
(轉(zhuǎn)載)