一, Poliolefinai: subalansuotas kainos ir našumo pasirinkimas
1. Polietilenas (PE)
Veikimo charakteristikos: PE yra viena iš plačiausiai naudojamų medžiagų medicinos srityje, pasižyminti puikiu cheminiu stabilumu, atsparumu rūgščių ir šarmų korozijai ir geru biologiniu suderinamumu. Pagal tankio skirtumus jis gali būti skirstomas į mažo -tankio polietileną (LDPE) ir didelio -tankio polietileną (DTPE):
LDPE: išskirtinio lankstumo, dažniausiai naudojamas medicininėse pakuotėse (pvz., infuziniuose maišeliuose, kraujo maišeliuose) ir vienkartiniuose švirkšto stūmikliuose;
HDPE: dėl didesnio mechaninio stiprumo jis tinka ilgalaikiams{0}}implantuotiems instrumentams, pvz., dirbtinei šlaplei ir dirbtiniams plaučiams, taip pat struktūriniams komponentams, pvz., chirurginiams padėklams, gaminti.
Tipiškas atvejis: tam tikros įmonės sukurtas HDPE dirbtinis sąnario protezas įpurškiant įpurškiant įgauna sudėtingą lenktą struktūrą. Jo atsparumas dilimui yra artimas metalinių medžiagų atsparumui, o svoris sumažintas 60%, žymiai sumažinant pooperacinę pacientų naštą.
2. Polipropilenas (PP)
Veikimo charakteristikos: PP pagrindiniai pranašumai yra atsparumas aukštai temperatūrai ir mažas tankis, o lydymosi temperatūra yra 171 laipsnis. Jis gali atlaikyti daugiau nei 100 aukšto -slėgio garų sterilizavimo ciklų esant 121 laipsniui be deformacijos. Dėl savo paviršiaus inertiškumo tai yra vienintelė poliolefino medžiaga, kurią galima sterilizuoti gama spinduliais.
Taikymo scenarijus:
Eksploatacinės medžiagos: vienkartinio švirkšto cilindras, infuzijos rinkinio srauto reguliatorius;
Apsauginė įranga: chirurginės kaukės išlydytas sluoksnis, chirurginis chalatas;
Struktūrinis komponentas: Modifikuotas PP naudojamas kaip absorbuojamas siūlų substratas, kad būtų pasiektas sinchroninis audinių atstatymas kontroliuojant skilimo greitį.
Technologinis proveržis: tam tikra įmonė tris kartus padidino PP atsparumą smūgiams, naudodama nano užpildymo technologiją, todėl ji tinka daugkartinio naudojimo endoskopo rankenoms gaminti ir 45% sumažino vieneto sąnaudas.
2, Inžinerinis plastikas: sprendimai, atitinkantys aukštus{1}}našumo reikalavimus
1. Polikarbonatas (PC)
Eksploatacinės charakteristikos: PC yra žinomas dėl didelio skaidrumo (pralaidumas 90%), atsparumas smūgiams (smūgio stiprumas 300 kartų didesnis nei įprasto stiklo) ir atsparumas karščiui (Vicat minkštėjimo temperatūra 130 laipsnių). Jo biologinis suderinamumas atitinka ISO 10993 standartą ir gali būti sterilizuojamas naudojant garus, gama spinduliuotę ir daugkartinę sterilizaciją etileno oksidu (EO).
Pagrindinė programa:
Optiniai komponentai: kraujo dializatoriaus stebėjimo langas, inkubatoriaus stebėjimo stiklas;
Chirurginės priemonės: ortopediniai kreiptuvai, ortodontiniai aparatai;
Jungtys: infuzinio maišelio dozavimo jungtis, ventiliatoriaus vamzdelio jungtis.
Novatoriška praktika: tam tikros įmonės sukurta kompiuterinė kompozicinė medžiaga padidino savo modulį iki 3,2 GPa, pridėdama stiklo pluošto, sėkmingai pakeisdama minimaliai invazinių chirurginių žnyplių metalo gamybą ir 80 % padidindama rentgeno spindulių pralaidumą, o tai žymiai optimizavo vaizdo kokybę operacijos metu.
2. Poliamidas (PA / nailonas)
Eksploatacinės charakteristikos: PA turi didelį stiprumą (tempimo stipris 70-100 MPa), atsparumas dilimui ir savaiminio sutepimo savybės yra pagrindiniai jo pranašumai. Našumas gali būti dar pagerintas modifikuojant:
PA6: Puikus tvirtumas, tinkamas transmisijos komponentams, pvz., krumpliaračiams ir skriemučiams, gaminti;
PA66: geresnis atsparumas karščiui (lydymosi temperatūra 265 laipsnių), dažniausiai naudojamas sterilizuojant aukštoje temperatūroje;
Patobulintas PA: Pridėjus 30% stiklo pluošto, šiluminės deformacijos temperatūra padidinama iki 250 laipsnių, tinkama chirurginių instrumentų rankenoms gaminti.
Tipiškas atvejis: tam tikroje įmonėje naudojamos PA66 pagamintos laparoskopinės chirurginės žnyplės, kurios leidžia pasiekti 0,1 mm tikslumo valdymą įpurškiant. Jo atsparumas nuovargiui yra 5 kartus didesnis nei metalo, o vieno gabalo svoris sumažėja 70%, o tai žymiai sumažina gydytojų darbo krūvį.
3, Specialusis inžinerinis plastikas: Proveržis ekstremaliose aplinkose
1. Polieterio eterio ketonas (PEEK)
Veikimo charakteristikos: PEEK yra žinomas kaip "plastiko auksas", kurio nuolatinio naudojimo temperatūra yra 260 laipsnių, atsparumas spinduliuotei 1000 kartų didesnis nei polistireno, o elastingumo modulis panašus į žmogaus kaulų (3-4GPa).
Aukščiausios klasės programos:
Implantuoti instrumentai: stuburo suliejimo aparatas, kaukolės taisymo plokštelė;
Minimaliai invaziniai instrumentai: kateterio pamušalas, aukšto{0}}dažnio chirurgijos įrankiai;
Vaizdo suderinamumas: su MRT suderinamas chirurginis navigacijos laikiklis.
Technologinis proveržis: tam tikros įmonės sukurta anglies pluoštu sustiprinta PEEK kompozitinė medžiaga naudojama dirbtinių sąnarių protezų gamybai liejimo būdu. Jo atsparumas dilimui yra 10 kartų didesnis nei tradicinio UHMWPE, o tarnavimo laikas pailgėja iki daugiau nei 20 metų.
2. Polifenilsulfonas (PPSU)
Veikimo charakteristikos: PPSU sujungia kompiuterio skaidrumą su PEEK atsparumu karščiui, 220 laipsnių pereinamąją temperatūrą ir gebėjimą atlaikyti 280 laipsnių lydymosi apdorojimo temperatūrą. Jis taip pat turi puikų atsparumą cheminei korozijai (stipriai atsparus rūgštims ir šarmams).
Pagrindinis scenarijus:
Medicininis vaizdavimas: CT skaitytuvo detektoriaus laikiklis;
Diagnostinė įranga: Kraujo analizatoriaus mėginių padėklas;
Chirurginiai instrumentai: aukšto{0}}dažnio elektrinio peilio rankena.
Novatoriška praktika: tam tikra įmonė naudoja PPSU gaminamus kūdikių buteliukus, kad įpurškimo būdu pasiektų dvigubą{0}}vakuuminę struktūrą. Jo atsparumas temperatūrai (nuo -40 laipsnių iki 180 laipsnių) ir atsparumas smūgiams atitinka FDA standartus ir gali būti pakartotinai naudojamas daugiau nei 500 kartų sterilizuojant garais.
4, atrankos logika: tikslus atvaizdavimas nuo reikalavimų iki medžiagų
Renkantis medicinos prietaisų medžiagas turėtų būti vadovaujamasi trigubu „saugos funkcijų kainos“ principu:
Biologinis suderinamumas: prietaisai, kurie tiesiogiai liečiasi su audiniais/krauju, turi išlaikyti ISO 10993 citotoksiškumo, alergeniškumo ir genotoksiškumo testus;
Pritaikomumas sterilizavimui: pasirinkite medžiagas pagal sterilizavimo metodą (pvz., PP / PC sterilizavimui EO ir HDPE / ABS sterilizavimui gama spinduliais);
Mechaninis suderinimas: implantuoti instrumentai turi imituoti žmogaus audinių elastingumo modulį (pvz., PEEK naudojamas kaulams taisyti);
Aplinkos atsparumas: lauko įrangai reikia pridėti UV stabilizatorių (pvz., PC/ABS lydinio).
Atvejo tyrimas: Kai tam tikra įmonė kūrė nešiojamąjį ultragarso diagnostikos instrumentą, formų srauto kanalo konstrukcija buvo optimizuota atliekant baigtinių elementų analizę, todėl PC/ABS lydinio apvalkalo sienelės storis buvo vienodas iki ± 0,05 mm. Tuo pačiu metu šiluminės deformacijos temperatūra buvo padidinta iki 145 laipsnių, pridedant 20% stiklo pluošto, sėkmingai išlaikant aplinkos testą nuo -20 laipsnių iki 70 laipsnių.
