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2017-03-21 14:30:50
七種常用的醫用塑料,PVC居然排在首位!

與玻璃和金屬材料相比,塑料的主要特點:

1、成本較低,可以不必消毒重復使用,適合用作一次性醫療器械的生產原料;

2、加工簡單,利用其塑性可以加工成各種各樣有用的結構,而金屬和玻璃很難制造成復雜結構的制品;

3、堅韌,富有彈性,不象玻璃那樣易破碎;

4、具有良好的化學惰性和生物安全性。

這些性能優勢使塑料在醫療器材中具有廣泛應用,主要包括聚氯乙烯(PVC),聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、ABS、聚氨酯、聚酰胺、熱塑性彈性體、聚砜和聚醚醚酮等。共混可以改善塑料的性能,使不同樹脂的最佳性能體現出來,如聚碳酸酯/ABS、聚丙烯/彈性體等共混改性。

由于要與藥液接觸或與人體接觸,醫用塑料的基本要求是具有化學穩定性和生物安全性。簡單來說,塑料材料中的組成成分不能析出進入藥液或人體,不會引起組織器官的毒性和損傷,對人體是無毒無害的。為了確保醫用塑料的生物安全性,通常在市面銷售的醫用塑料都是通過醫療權威部門的認證和檢測,并且明確告知使用者哪些牌號是醫療級的。

美國的醫用塑料通常會通過FDA認證和USPVI生物檢測,我國醫療級的塑料通常經過山東醫療器械檢測中心的檢測。目前國內還有相當一部分醫用塑料材料未經嚴格意義上的生物安全認證,但隨著法規的逐漸健全,這些情況會越來越改善。

根據器械制品的結構和強度要求,我們來選擇合適的塑料類型和恰當的牌號,并確定材料的加工工藝。這些性能包括加工性能、力學強度、使用成本、裝配方式、可滅菌性等。現將常用的幾種醫用塑料加工性能和物理化學性能進行介紹。


七種常用醫用塑料

1.聚氯乙烯 (PVC, Polyvinyl chloride)

PVC是世界上產量最大的塑料品種之一。PVC樹脂為白色或淺黃色粉末,純PVC屬無規立構,硬而脆,很少應用。根據不同的用途可以加入不同的添加劑,使PVC塑件呈現不同的物理性能和力學性能。在PVC樹脂中加入適量的增塑劑,就可制成多種硬質、軟質和透明制品。

硬PVC不含或含有少量的增塑劑,有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊性能,可單獨用作結構材料。軟PVC含有較多的增塑劑,它的柔軟性、斷裂伸長率、耐寒性增加,但脆性、硬度、抗拉強度降低。純PVC的密度為1.4g/cm3,加入了增塑劑和填料等的PVC塑件的密度一般在1.15~2.00g/cm3范圍內。

據市場估計,醫用塑料產品大約25%是PVC。主要是由于該樹脂的成本較低、應用范圍廣闊、及其易加工。醫學應用的PVC產品有:血液透析管路、呼吸面罩、吸氧管等。

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2. 聚乙烯(PE, Polyethylene)

聚乙烯塑料是塑料工業中產量最大的品種,乳白色,無味、無臭和無毒的光澤性蠟狀顆粒。其特點是價格便宜,性能較好,可廣泛地應用于工業、農業、包裝及日常工業中,在塑料工業中占有舉足輕重的地位。

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(UHDPE)等品種。HDPE的高分子鏈上支鏈較少,相對分子質量、結晶度和密度較高,硬度和強度較大,不透明性差,熔點較高,常用于注塑件。LDPE帶有許多支鏈,因而相對分子質量較小,結晶度和密度較低,具有較好的柔軟性、耐沖擊及透明性,常用于吹膜,是目前廣泛使用的PVC可選的替代品。也可以根據使用性能要求將HDPE和LDPE兩種材料混合使用。UHDPE具有較高的沖擊強度、低摩擦性、耐應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。

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3. 聚丙烯(PP,polypropylene)

聚丙烯無色、無味、無毒。外觀似聚乙烯,但比聚乙烯更透明、更輕。PP是一種性能優良的熱塑性塑料,具有比重小(0.9g/cm3)、無毒、易加工、抗沖擊、抗撓曲性等優點。在日常生活中具有廣泛的應用,包括編織袋、薄膜、周轉箱、電線蔽護材料、玩具、汽車保險桿、纖維、洗衣機等。

醫用PP具有較高的透明度、較好阻隔性和耐輻射性,使其在醫療設備和包裝業上具有廣泛的應用。以PP為主體的Non-PVC材料是目前廣泛使用的PVC材料的替代品。

4. 聚苯乙烯(Polystyrene,PS)和K樹脂

PS是僅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品種,通常作單組分塑料進行加工和應用,主要特點是質輕、透明、易染色,成型加工性能良好,所以廣泛應用于日用塑料、電器零件、光學儀器及文教用品。質地硬而脆,有較高的熱膨脹系數,因此,限制了它在工程上的應用。近幾十年來,發展了改性聚苯乙烯和以苯乙烯為基體的共聚物,在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺點。K樹脂就是其中的一種。

K樹脂是由苯乙烯與丁二烯共聚而成,它是無定型聚合物,透明、無味、無毒、密度為1.01g/cm3左右(比PS、AS的低),耐沖擊性能比PS高,透明性(80~90%)好,熱變形溫度為77℃, K料中含有丁二烯成分的多少,其硬度亦不同,由于K料的流動性好,加工溫度范圍較寬,所以其加工性能良好。

在日常生活中的主要用途包括杯子、蓋子、瓶、化妝品包裝、衣架、玩具、PVC的代用料制品、食品包裝及醫藥包裝用品等。

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5. ABS,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymers)

ABS具有一定的剛性、硬度、耐沖擊和耐化學性能、耐輻射和耐環氧乙烷消毒。

ABS在醫療上的應用主要用作外科工具、滾筒夾子、塑料針、工具盒、診斷器件和助聽器外殼,特別是一些大型醫療設備的外殼。

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6.聚碳酸酯(PC,Polycarbonate)

PC的典型特性是韌性、強度、剛性和耐熱蒸汽消毒,這些特點使得PC優先選擇成為血液滲析過濾器、外科工具柄和氧氣罐(當在外科心臟手術中,這種儀器可以去除血液中的二氧化碳,增加氧氣);

PC在醫學上的應用還包括無針注射體系、灌注儀器、血液離心機碗和活塞。利用其高透明性能,通常的近視眼鏡是PC做成的。

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7. PTFE (聚四氟乙烯,Polytetrafluoro ethylene)

聚四氟乙烯樹脂為白色粉末,外觀蠟狀、光滑不粘,是最重要的一種塑料。PTFE具有卓越的性能,非一般熱塑性塑料所能比擬,因此有“塑料王”之稱。其摩擦系數是塑料中最低的,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體的器械。

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