1. Introdução
Com o avanço contínuo da tecnologia médica, a ciência dos materiais está desempenhando um papel cada vez mais crítico na inovação de dispositivos médicos. No passado, o sistema de material dominado por metal e vidro era gradualmente substituído por plásticos de engenharia modificados com peso mais leve, desempenho mais forte e maior designabilidade. Esses materiais podem não apenas atender aos requisitos rigorosos da indústria médica para alta segurança, alta precisão e alta durabilidade, mas também fornecer a possibilidade de dispositivos médicos vestíveis, miniaturizados e personalizados.
2. O que é Plásticos de engenharia modificados ? O que são plásticos de engenharia modificados?
Os plásticos de engenharia modificados são materiais que modificam os plásticos tradicionais de engenharia por métodos físicos ou químicos para melhorar suas propriedades mecânicas, estabilidade térmica, isolamento elétrico, resistência química ou outras propriedades específicas.
Os plásticos de engenharia modificados comuns incluem:
Peek (polietherethertonekone): alta resistência, alta resistência à temperatura, implantável no corpo humano, amplamente utilizado em ortopedia, odontologia e outros campos.
PPSU (polifenilsulfona): pode ser esterilizado por vapor de alta temperatura, adequado para instrumentos cirúrgicos e equipamentos de infusão.
PC (policarbonato): alta transparência, boa resistência ao impacto, frequentemente usada em janelas de transmissão de luz, caixas médicas.
PA (nylon), POM (polioximetileno): usado para conectores, engrenagens, bombas e válvulas e outras partes estruturais.
Os métodos de modificação incluem:
Adicionando reforço de fibra de vidro → Melhorando a rigidez e a estabilidade dimensional
Tratamento retardador de chama → atendendo aos padrões de segurança médica
Tratamento antibacteriano → Melhorando a vida útil do serviço em ambientes hospitalares
Adicionando resistência química → resistência à corrosão por desinfetantes e agentes de limpeza
3. Segurança e biocompatibilidade em aplicações médicas Segurança e biocompatibilidade em aplicações médicas
No campo médico, a segurança do paciente é a premissa principal. Portanto, qualquer material plástico usado para entrar em contato com o corpo humano deve passar em uma série de rigorosos testes de biocompatibilidade. Os plásticos de engenharia modificados geralmente podem atender a esses padrões porque podem ser personalizados de acordo com as necessidades.
Padrões de segurança que os plásticos de nível médico precisam atender:
ISO 10993: sistema padrão para avaliar a biocompatibilidade de materiais de dispositivos médicos
USP Classe VI: Classificação de Toxicidade e Reações Fisiológicas de Materiais Médicos pela Farmacopeia dos Estados Unidos
Certificação FDA: atende aos requisitos regulatórios da Food and Drug Administration dos EUA para materiais que entram em contato com o corpo humano
Vantagens de segurança:
Não tóxico e inofensivo: não induzirá rejeição imune ou reação tecidual
Esterilizável: resistente a altas temperaturas, radiação e limpeza química
Substâncias não hibroscópicas e não precipitantes: mantém o desempenho estável durante o uso a longo prazo
Por exemplo, a PPSU pode ser esterilizada repetidamente sob condições de vapor de alta pressão por mais de 1.000 vezes sem degradação do desempenho, tornando-o muito adequado para instrumentos cirúrgicos reutilizáveis.
4. Precisão para dispositivos médicos de alto desempenho Requisitos de precisão em dispositivos médicos de alto desempenho
Muitos componentes -chave dos dispositivos médicos modernos, como micro -engrenagens, conectores, sistemas de tubulação, corpos de bomba etc., têm requisitos extremamente altos para precisão estrutural. Os plásticos de engenharia modificados tornaram-se o material preferido para peças de alta precisão devido à sua excelente estabilidade dimensional e desempenho de processamento.
As vantagens incluem:
Alta precisão de moldagem por injeção: a moldagem no nível de mícrons pode ser alcançada
Coeficiente de expansão térmica baixo: mantenha uma forma estável em ambientes quentes e frios
Forte processabilidade: pode atender ao design complexo da estrutura geométrica
Adequado para impressão CNC e 3D: especialmente adequado para dispositivos médicos personalizados
O PA ou POM modificado é amplamente utilizado em componentes de alta precisão, como peças deslizantes nas juntas artificiais, para garantir um ajuste preciso após o desgaste a longo prazo.
5. Durabilidade e resistência em ambientes clínicos Durabilidade e resistência em ambientes clínicos
O equipamento médico precisa suportar o teste de ambientes severos em uso clínico: esterilização de alta temperatura, uso frequente, agentes de limpeza química, irradiação etc., o que pode danificar o material. Os plásticos de engenharia modificados têm excelente desempenho na resistência antienvelhecimento, anti-fadiga e corrosão, prolongando bastante a vida útil do equipamento.
As propriedades comuns incluem:
Resistência à alta temperatura: a Peek pode suportar temperaturas de uso contínuo de até 250 ° C
Resistência a corrosão química: A PPSU não é corroída por agentes de limpeza comuns, como álcool, peróxido de hidrogênio e hipoclorito de sódio
Resistência aos raios UV e gama: Adequado para produtos descartáveis ou embalagens esterilizadas
Alta resistência mecânica e resistência à fadiga: não propenso a rachaduras e deformação sob uso a longo prazo sob alta carga
Essas propriedades tornam os plásticos de engenharia modificados particularmente adequados para os principais componentes que precisam ser reutilizados ou executados por um longo tempo, como equipamentos de UTI, instrumentos cirúrgicos e alojamentos da bomba de injeção.
6. Casos de uso do mundo real
Implantes ortopédicos:
O PEEK é amplamente utilizado em gaiolas de fusão espinhal, parafusos dentários, espaçadores do joelho, etc. Não apenas tem boa biocompatibilidade, mas também pode ser observada através de raios-X, evitando a interferência de imagem causada por implantes de metal.
Instrumentos cirúrgicos:
A PPSU é usada para fabricar ferramentas reutilizáveis, como tesoura, alicate e ganchos, com tolerância a esterilização extremamente alta e resistência ao impacto.
Suprimentos médicos descartáveis:
PC modificado, TPE, etc. podem ser usados para seringas, peças da bomba de infusão e interfaces de cateter para atender aos requisitos de limpeza e custo-efetividade.
Dispositivos médicos vestíveis:
TPE/TPU modificado é amplamente utilizado no monitoramento da glicose no sangue, cintos de freqüência cardíaca e outros equipamentos e tem um bom conforto e reciclabilidade de contato humano.
