En comparación con los materiales de vidrio y metal, las principales características de los plásticos son:
1, el costo es bajo, se puede reutilizar sin desinfección, adecuado para su uso como materia prima para la producción de dispositivos médicos desechables;
2, el procesamiento es simple, el uso de su plasticidad se puede procesar en una variedad de estructuras útiles, y el metal y el vidrio son difíciles de fabricar en estructuras complejas de productos;
3, resistente, elástico, no tan fácil de romper como el vidrio;
4, con buena inercia química y seguridad biológica.
Estas ventajas de rendimiento hacen que los plásticos se utilicen ampliamente en dispositivos médicos, incluyendo principalmente cloruro de polivinilo (PVC), polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS), policarbonato (PC), ABS, poliuretano, poliamida, elastómeros termoplásticos, polisulfona y poliéter éter cetona. La mezcla puede mejorar el rendimiento de los plásticos, de modo que se refleje el mejor rendimiento de diferentes resinas, como la modificación de la mezcla de policarbonato/ABS y polipropileno/elastómero.
Debido al contacto con medicamentos líquidos o con el cuerpo humano, los requisitos básicos de los plásticos médicos son la estabilidad química y la bioseguridad. En resumen, los componentes de los materiales plásticos no pueden precipitarse en los medicamentos líquidos ni en el cuerpo humano, no causan toxicidad ni daños a los tejidos y órganos, y son atóxicos e inofensivos para el cuerpo humano. Para garantizar la bioseguridad de los plásticos médicos, los que se venden habitualmente en el mercado están certificados y probados por las autoridades sanitarias, y se informa claramente a los usuarios sobre sus grados de calidad médica.
En Estados Unidos, los plásticos médicos suelen contar con la certificación de la FDA y la detección biológica de la USPVI, mientras que en China, los plásticos de grado médico suelen ser probados por el Centro de Pruebas de Dispositivos Médicos de Shandong. Actualmente, aún existe una cantidad considerable de materiales plásticos médicos en el país sin una certificación estricta de bioseguridad, pero con la mejora gradual de las regulaciones, esta situación mejorará cada vez más.
Según los requisitos de estructura y resistencia del dispositivo, seleccionamos el tipo y grado de plástico adecuados, y determinamos la tecnología de procesamiento del material. Estas propiedades incluyen el rendimiento del procesamiento, la resistencia mecánica, el costo de uso, el método de ensamblaje y la esterilización, entre otras. Se presentan las propiedades de procesamiento y las propiedades físicas y químicas de varios plásticos médicos de uso común.
Siete plásticos médicos de uso común
1. Cloruro de polivinilo (PVC)
El PVC es uno de los plásticos más productivos del mundo. La resina de PVC es un polvo blanco o amarillo claro; el PVC puro es atáctico, duro y quebradizo, y se utiliza con poca frecuencia. Según sus diferentes usos, se pueden añadir distintos aditivos para que las piezas de PVC presenten distintas propiedades físicas y mecánicas. Añadir una cantidad adecuada de plastificante a la resina de PVC permite obtener diversos productos duros, blandos y transparentes.
El PVC duro no contiene plastificante o lo contiene en pequeñas cantidades, presenta buena resistencia a la tracción, la flexión, la compresión y el impacto, y puede utilizarse como material estructural por sí solo. El PVC blando contiene más plastificantes, lo que aumenta su suavidad, elongación a la rotura y resistencia al frío, pero reduce su fragilidad, dureza y resistencia a la tracción. La densidad del PVC puro es de 1,4 g/cm³, mientras que la de las piezas de PVC con plastificantes y cargas suele estar entre 1,15 y 2,00 g/cm³.
Según estimaciones del mercado, aproximadamente el 25% de los productos plásticos médicos son de PVC. Esto se debe principalmente al bajo costo de la resina, su amplia gama de aplicaciones y su fácil procesamiento. Entre los productos de PVC para aplicaciones médicas se incluyen: tubos de hemodiálisis, mascarillas respiratorias, tubos de oxígeno, etc.
2. Polietileno (PE, Polietileno)
El polietileno es la variedad más común en la industria del plástico: partículas cerosas brillantes, lechosas, insípidas, inodoras y no tóxicas. Se caracteriza por su bajo precio y buen rendimiento, y se utiliza ampliamente en la industria, la agricultura, el embalaje y la vida cotidiana, ocupando un lugar destacado en la industria del plástico.
El PE incluye principalmente polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno de alta densidad (HDPE) y polietileno de peso molecular ultraalto (UHDPE), entre otras variedades. El HDPE presenta menos cadenas ramificadas en la cadena polimérica, mayor peso molecular relativo, cristalinidad y densidad, mayor dureza y resistencia, baja opacidad y alto punto de fusión, y se utiliza a menudo en piezas de inyección. El LDPE tiene muchas cadenas ramificadas, por lo que su peso molecular relativo es pequeño, su cristalinidad y densidad son bajas, con mejor suavidad, resistencia al impacto y transparencia. Se utiliza a menudo para películas de soplado y actualmente es una alternativa ampliamente utilizada al PVC. Los materiales de HDPE y LDPE también se pueden mezclar según los requisitos de rendimiento. El UHDPE tiene alta resistencia al impacto, baja fricción, resistencia al agrietamiento por tensión y buenas características de absorción de energía, lo que lo convierte en un material ideal para conectores de cadera, rodilla y hombro artificiales.
3. polipropileno (PP, polipropileno)
El polipropileno es incoloro, inodoro y no tóxico. Parece polietileno, pero es más transparente y ligero que este. El PP es un termoplástico con excelentes propiedades: baja densidad (0,9 g/cm³), no tóxico, fácil de procesar, resistente al impacto, antideflexión y otras ventajas. Tiene una amplia gama de aplicaciones en la vida diaria, como bolsas tejidas, películas, cajas de cartón, materiales de blindaje de cables, juguetes, parachoques de automóviles, fibras, lavadoras, etc.
El PP médico posee alta transparencia, buena barrera y resistencia a la radiación, lo que le confiere una amplia gama de aplicaciones en la industria de equipos y embalajes médicos. Los materiales sin PVC con PP como componente principal se utilizan ampliamente como alternativas a los materiales de PVC.
4. Poliestireno (PS) y resina K
El PS es la tercera variedad de plástico más utilizada, después del cloruro de polivinilo y el polietileno. Se utiliza generalmente como plástico monocomponente para su procesamiento y aplicación. Sus principales características son su ligereza, transparencia, facilidad de teñido y un excelente rendimiento en el moldeo, lo que lo hace ampliamente utilizado en plásticos de uso diario, componentes eléctricos, instrumentos ópticos y material cultural y educativo. Su textura es dura y quebradiza, y su alto coeficiente de expansión térmica limita su aplicación en ingeniería. En las últimas décadas, se han desarrollado poliestireno modificado y copolímeros a base de estireno para superar en cierta medida las deficiencias del poliestireno. La resina K es uno de ellos.
La resina K está hecha de copolimerización de estireno y butadieno, es un polímero amorfo, transparente, insípido, no tóxico, densidad de 1,01 g/cm3 (menor que PS, AS), mayor resistencia al impacto que PS, transparencia (80 ~ 90%) buena, temperatura de deformación térmica de 77℃, la cantidad de butadieno contenida en el material K, su dureza también es diferente, debido a la buena fluidez del material K, el rango de temperatura de procesamiento es amplio, por lo que su rendimiento de procesamiento es bueno.
Los principales usos en la vida diaria incluyen tazas, tapas, botellas, envases de cosméticos, perchas, juguetes, productos de material sustituto del PVC, envases de alimentos y suministros de envases médicos.
5. ABS, copolímeros de acrilonitrilo butadieno estireno
El ABS tiene cierta rigidez, dureza, resistencia al impacto y resistencia química, resistencia a la radiación y resistencia a la desinfección con óxido de etileno.
El ABS en la aplicación médica se utiliza principalmente en herramientas quirúrgicas, clips de tambor, agujas de plástico, cajas de herramientas, dispositivos de diagnóstico y carcasas de audífonos, especialmente algunas carcasas de equipos médicos de gran tamaño.
6. Policarbonato (PC, policarbonato)
Las características típicas del PCS son dureza, resistencia, rigidez y esterilización con vapor resistente al calor, lo que hace que el PCS sea preferido como filtro de hemodiálisis, mangos de herramientas quirúrgicas y tanques de oxígeno (cuando se usa en cirugía cardíaca quirúrgica, este instrumento puede eliminar dióxido de carbono de la sangre y aumentar el oxígeno);
Otras aplicaciones del PC en medicina incluyen sistemas de inyección sin aguja, instrumentos de perfusión, recipientes para centrífugas de sangre y pistones. Gracias a su alta transparencia, las gafas de miopía habituales se fabrican con PC.
7. PTFE (politetrafluoroetileno)
La resina de politetrafluoroetileno es un polvo blanco, de aspecto ceroso, liso y antiadherente, y es el plástico más importante. El PTFE posee excelentes propiedades, incomparables con las de los termoplásticos comunes, por lo que se le conoce como el "rey de los plásticos". Su coeficiente de fricción es el más bajo entre los plásticos, presenta buena biocompatibilidad y puede utilizarse para fabricar vasos sanguíneos artificiales y otros dispositivos de implantación directa.
Hora de publicación: 25 de octubre de 2023