1. مقدمه
با پیشرفت مستمر فناوری پزشکی ، علم مواد نقش فزاینده ای در نوآوری وسایل پزشکی ایفا می کند. در گذشته ، سیستم مواد حاکم بر فلز و شیشه به تدریج توسط پلاستیک های مهندسی اصلاح شده با وزن سبک تر ، عملکرد قوی تر و قابلیت طراحی بالاتر جایگزین شده است. چنین موادی نه تنها می توانند نیازهای دقیق صنعت پزشکی را برای ایمنی ، دقت بالا و دوام بالا برآورده کنند ، بلکه امکان استفاده از وسایل پزشکی پوشیدنی ، مینیاتوریزه و شخصی را نیز فراهم می کنند.
2. چیست پلاستیک های مهندسی اصلاح شده ؟ پلاستیک های مهندسی اصلاح شده چیست؟
پلاستیک های مهندسی اصلاح شده موادی هستند که پلاستیک های مهندسی سنتی را با روش های فیزیکی یا شیمیایی اصلاح می کنند تا خصوصیات مکانیکی ، پایداری حرارتی ، عایق الکتریکی ، مقاومت شیمیایی یا سایر خصوصیات خاص را بهبود بخشند.
پلاستیک های مهندسی اصلاح شده مشترک عبارتند از:
PEEK (پلی اتر اتا ترکتون): استحکام بالا ، مقاومت در برابر دمای بالا ، قابل کاشت در بدن انسان ، که به طور گسترده در ارتوپدی ، دندانپزشکی و سایر زمینه ها استفاده می شود.
PPSU (پلی فنیل سولفون): با بخار دمای بالا ، مناسب برای ابزارهای جراحی و تجهیزات تزریق می توان استریل کرد.
PC (پلی کربنات): شفافیت بالا ، مقاومت در برابر ضربه خوب ، که اغلب در ویندوزهای انتقال نور ، محل های پزشکی استفاده می شود.
PA (نایلون) ، POM (پلیوکسی متیلن): برای اتصالات ، چرخ دنده ها ، پمپ ها و دریچه ها و سایر قطعات ساختاری استفاده می شود.
روشهای اصلاح شامل موارد زیر است:
افزودن تقویت فیبر شیشه ای → بهبود استحکام و پایداری بعدی
معالجه مقاوم در برابر شعله → رعایت استانداردهای ایمنی پزشکی
درمان ضد باکتریایی → بهبود عمر خدمات در محیط های بیمارستان
اضافه کردن مقاومت شیمیایی → مقاومت در برابر خوردگی توسط ضد عفونی کننده ها و مواد تمیز کننده
3. ایمنی و زیست سازگاری در کاربردهای پزشکی ایمنی و زیست سازگاری در کاربردهای پزشکی
در زمینه پزشکی ، ایمنی بیمار فرض اصلی است. بنابراین ، هر ماده پلاستیکی که برای تماس با بدن انسان استفاده می شود باید یک سری از آزمایشات سازگاری با سازگاری دقیق را پشت سر بگذارد. پلاستیک های مهندسی اصلاح شده معمولاً می توانند این استانداردها را رعایت کنند زیرا می توانند با توجه به نیازها سفارشی شوند.
استانداردهای ایمنی که پلاستیک های درجه پزشکی نیاز به رعایت دارند:
ISO 10993: سیستم استاندارد برای ارزیابی زیست سازگاری مواد دستگاه پزشکی
کلاس VI USP: طبقه بندی سمیت و واکنشهای فیزیولوژیکی مواد پزشکی توسط فارماکوپیا ایالات متحده
صدور گواهینامه FDA: الزامات نظارتی سازمان غذا و داروی ایالات متحده را برای موادی که با بدن انسان در تماس هستند مطابقت می دهد
مزایای ایمنی:
غیر سمی و بی ضرر: باعث رد ایمنی یا واکنش بافت نمی شود
استریلیزر: مقاوم در برابر درجه حرارت بالا ، تابش و تمیز کردن شیمیایی
مواد غیر هیوروسکوپی و غیر پیشبرد: عملکرد پایدار را در طول استفاده طولانی مدت حفظ می کند
به عنوان مثال ، PPSU می تواند بارها و بارها در شرایط بخار فشار قوی برای بیش از 1000 بار بدون تخریب عملکرد استریل شود ، و این امر را برای ابزارهای جراحی قابل استفاده مجدد بسیار مناسب می کند.
4. دقت در مورد نیازهای دقیق دستگاههای پزشکی با کارایی بالا در دستگاههای پزشکی با کارایی بالا
بسیاری از مؤلفه های اصلی دستگاه های پزشکی مدرن ، مانند میکرو چرخ دنده ها ، اتصالات ، سیستم های لوله کشی ، بدن پمپ و غیره ، نیازهای بسیار بالایی برای دقت ساختاری دارند. پلاستیک های مهندسی اصلاح شده به دلیل ثبات ابعادی عالی و عملکرد پردازش ، به مواد ترجیحی برای قطعات با دقت بالا تبدیل شده اند.
مزایای آن شامل:
دقت قالب گیری تزریق بالا: می توان قالب گیری در سطح میکرون را بدست آورد
ضریب انبساط حرارتی کم: شکل پایدار را در محیط های گرم و سرد حفظ کنید
قابلیت پردازش قوی: می تواند طراحی ساختار هندسی پیچیده را برآورده کند
مناسب برای چاپ CNC و سه بعدی: مخصوصاً برای وسایل پزشکی سفارشی مناسب است
PA اصلاح شده یا POM به طور گسترده در اجزای با دقت بالا ، مانند قطعات کشویی در اتصالات مصنوعی ، برای اطمینان از تناسب دقیق پس از سایش طولانی مدت استفاده می شود.
5. دوام و مقاومت در محیط های بالینی دوام و مقاومت در محیط های بالینی
تجهیزات پزشکی باید در برابر آزمایش محیط های سخت در استفاده بالینی مقاومت کنند: عقیم سازی درجه حرارت بالا ، استفاده مکرر ، مواد تمیز کننده شیمیایی ، تابش و غیره که ممکن است به مواد آسیب برساند. پلاستیک های مهندسی اصلاح شده عملکرد بسیار خوبی در مقاومت ضد پیری ، ضد خستگی و خوردگی دارند و عمر خدمات تجهیزات را تا حد زیادی گسترش می دهند.
خواص متداول عبارتند از:
مقاومت در برابر دمای بالا: PEEK می تواند در برابر دمای استفاده مداوم تا 250 درجه سانتیگراد مقاومت کند
مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی: PPSU توسط مواد تمیز کننده مشترک مانند الکل ، پراکسید هیدروژن و هیپوکلریت سدیم فاسد نمی شود
مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش اشعه ماورا
مقاومت مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خستگی: مستعد ابتلا به ترک خوردگی و تغییر شکل تحت استفاده طولانی مدت با بار زیاد نیست
این خصوصیات باعث می شود پلاستیک های مهندسی اصلاح شده به ویژه برای مؤلفه های کلیدی که باید برای مدت طولانی مورد استفاده مجدد قرار بگیرند ، مانند تجهیزات ICU ، ابزارهای جراحی و محفظه های پمپ تزریق مناسب باشند.
6. موارد استفاده در دنیای واقعی
ایمپلنت های ارتوپدی:
Peek به طور گسترده ای در قفس های همجوشی ستون فقرات ، پیچ های دندانپزشکی ، فاصله زانو و غیره مورد استفاده قرار می گیرد. این نه تنها دارای زیست سازگاری خوبی است ، بلکه از طریق اشعه X نیز می توان مشاهده کرد و از تداخل تصویربرداری ناشی از کاشت فلزی جلوگیری می کند.
ابزارهای جراحی:
PPSU برای تولید ابزارهای قابل استفاده مجدد مانند قیچی ، انبردست و قلاب ها با تحمل استریل سازی بسیار بالا و مقاومت در برابر ضربه استفاده می شود.
لوازم پزشکی یکبار مصرف:
PC اصلاح شده ، TPE و غیره را می توان برای سرنگ ها ، قطعات پمپ تزریق و رابط های سوند برای برآورده کردن نیازهای پاکیزگی و مقرون به صرفه بودن استفاده کرد.
دستگاه های پزشکی پوشیدنی:
TPE/TPU اصلاح شده به طور گسترده ای در نظارت قند خون ، کمربند ضربان قلب و سایر تجهیزات مورد استفاده قرار می گیرد و از راحتی و بازیافت تماس با انسان خوبی برخوردار است. $ $
