1. Einführung
Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Medizintechnik spielt die Materialwissenschaft eine zunehmend kritische Rolle bei der Innovation von medizinischen Geräten. In der Vergangenheit wurde das von Metall und Glas dominiertes Materialsystem allmählich durch modifizierte technische Kunststoffe mit leichterem Gewicht, stärkerer Leistung und höherer Auszeichnung ersetzt. Solche Materialien können nicht nur den strengen Anforderungen der medizinischen Industrie für hohe Sicherheit, hohe Präzision und hohe Haltbarkeit erfüllen, sondern bieten auch die Möglichkeit für tragbare, miniaturisierte und personalisierte medizinische Geräte.
2. Was sind Modifizierte technische Kunststoffe ? Was sind modifizierte technische Kunststoffe?
Modifizierte technische Kunststoffe sind Materialien, die herkömmliche technische Kunststoffe durch physikalische oder chemische Methoden modifizieren, um ihre mechanischen Eigenschaften, die thermische Stabilität, die elektrische Isolierung, die chemische Resistenz oder andere spezifische Eigenschaften zu verbessern.
Zu den allgemeinen modifizierten technischen Kunststoffen gehören:
Peek (Polyetheretherketon): hohe Festigkeit, Hochtemperaturwiderstand, im menschlichen Körper implantierbar, in der Orthopädie, Zahnheilkunde und anderen Feldern weit verbreitet.
PPSU (Polyphenylsulfon): Kann durch Hochtemperaturdampf sterilisiert werden, geeignet für chirurgische Instrumente und Infusionsgeräte.
PC (Polycarbonat): hohe Transparenz, gute Aufprallwiderstand, häufig in lichtübergreifenden Fenstern, medizinischen Gehäusen verwendet.
PA (Nylon), POM (Polyoxymethylen): Wird für Anschlüsse, Zahnräder, Pumpen und Ventile und andere Strukturteile verwendet.
Modifikationsmethoden umfassen:
Hinzufügen von Glasfaserverstärkung → Verbesserung der Steifigkeit und dimensionalen Stabilität
Flammschutzbehandlung → Einhaltung medizinischer Sicherheitsstandards erfüllen
Antibakterielle Behandlung → Verbesserung der Lebensdauer in Krankenhausumgebungen
Hinzufügen chemischer Resistenz → Korrosion durch Desinfektionsmittel und Reinigungsmittel widerstehen
3.. Sicherheit und Biokompatibilität in medizinischen Anwendungen Sicherheit und Biokompatibilität in medizinischen Anwendungen
Im medizinischen Bereich ist die Patientensicherheit die Hauptprämisse. Daher muss jedes Kunststoffmaterial, das zur Kontaktaufnahme mit dem menschlichen Körper verwendet wird, eine Reihe von strengen Biokompatibilitätstests bestehen. Modifizierte technische Kunststoffe können diese Standards in der Regel entsprechen, da sie entsprechend den Bedürfnissen angepasst werden können.
Sicherheitsstandards, die medizinische Kunststoffe erfüllen müssen:
ISO 10993: Standardsystem zur Bewertung der Biokompatibilität von Materialien
USP -Klasse VI: Klassifizierung von Toxizität und physiologischen Reaktionen von medizinischen Materialien durch die US -amerikanischen Pharmacopeia
FDA -Zertifizierung: Erfüllt die regulatorischen Anforderungen der US -amerikanischen Food and Drug Administration für Materialien, die mit dem menschlichen Körper in Kontakt kommen
Sicherheitsvorteile:
Ungiftig und harmlos: Induzieren keine Immunabstoßung oder Gewebereaktion
Sterilisierbar: resistent gegen hohe Temperaturen, Strahlung und chemische Reinigung
Nicht-hygroskopische und nicht präzipitierende Substanzen: die stabile Leistung während des langfristigen Gebrauchs aufrechterhalten
Beispielsweise kann PPSU mehr als das 1.000-fache ohne Leistungsverschlechterung unter Hochdruckdampfbedingungen wiederholt sterilisiert werden, was es für wiederverwendbare chirurgische Instrumente sehr geeignet ist.
4. Präzision für leistungsstarke medizinische Geräte Präzisionsanforderungen bei leistungsstarken medizinischen Geräten
Viele Schlüsselkomponenten moderner medizinischer Geräte wie Mikrogänge, Anschlüsse, Rohrleitungssysteme, Pumpenkörper usw. haben äußerst hohe Anforderungen an strukturelle Präzision. Modifizierte technische Kunststoffe sind aufgrund ihrer hervorragenden dimensionalen Stabilität und Verarbeitungsleistung zum bevorzugten Material für hochpräzise Teile geworden.
Zu den Vorteilen gehören:
Präzision mit hoher Injektionsform: Micron-Ebene kann erreicht werden
Niedriger thermischer Expansionskoeffizient: Stabile Form in heißen und kalten Umgebungen aufrechterhalten
Starke Verarbeitbarkeit: Kann das komplexe geometrische Strukturdesign erfüllen
Geeignet für CNC- und 3D -Druck: Besonders für maßgeschneiderte medizinische Geräte geeignet
Modifiziertes PA oder POM wird häufig in hochpräzisen Komponenten wie Schiebeteilen in künstlichen Gelenken verwendet, um eine präzise Anpassung nach langfristiger Verschleiß sicherzustellen.
5. Haltbarkeit und Resistenz in klinischen Umgebungen Haltbarkeit und Resistenz in klinischen Umgebungen
Medizinische Geräte müssen dem Test harter Umgebungen im klinischen Gebrauch standhalten: Sterilisation mit hoher Temperatur, häufiger Gebrauch, chemische Reinigungsmittel, Bestrahlung usw., die das Material beschädigen können. Modifizierte technische Kunststoffe haben eine hervorragende Leistung bei Anti-Aging-, Anti-Fett- und Korrosionsbeständigkeit und erweitern die Lebensdauer der Ausrüstung erheblich.
Gemeinsame Eigenschaften sind:
Hochtemperaturwiderstand: Peek kann kontinuierliche Verwendungstemperaturen bis zu 250 ° C standhalten
Chemische Korrosionsresistenz: PPSU wird nicht durch übliche Reinigungsmittel wie Alkohol, Wasserstoffperoxid und Natriumhypochlorit korrodiert
UV- und Gammastrahlenwiderstand: Geeignet für Einwegprodukte oder sterilisierte Verpackungen
Hohe mechanische Festigkeit und Müdigkeitsbeständigkeit: Nicht anfällig für Risse und Verformung bei langfristiger Verwendung unter hoher Belastung
Diese Eigenschaften machen modifizierte technische Kunststoffe besonders geeignet für Schlüsselkomponenten, die für lange Zeit wiederverwendet oder ausgeführt werden müssen, wie z. B. Intensivausrüstung, chirurgische Instrumente und Injektionspumpengehäuse.
6. Anwendungsfälle in realer Welt
Orthopädische Implantate:
Peek wird häufig in Wirbelsäulenfusionskäfigen, Zahnschrauben, Knieabstichern usw. verwendet. Es hat nicht nur eine gute Biokompatibilität, sondern kann auch durch Röntgenstrahlen beobachtet werden, wodurch die durch Metallimplantate verursachten Bildgebungsstörungen vermieden werden können.
Chirurgische Instrumente:
PPSU wird verwendet, um wiederverwendbare Werkzeuge wie Schere, Zange und Haken mit extrem hoher Sterilisations -Toleranz und Schlagresistenz herzustellen.
Einweg -medizinische Versorgung:
Der modifizierte PC, TPE usw. kann für Spritzen, Infusionspumpenteile und Katheterschnittstellen verwendet werden, um die Anforderungen an Sauberkeit und Kosteneffizienz zu erfüllen.
Tragbare medizinische Geräte:
Der modifizierte TPE/TPU wird häufig bei Blutzuckerüberwachung, Herzfrequenzgurten und anderen Geräten eingesetzt und hat einen guten menschlichen Kontaktkomfort und eine gute Rezyklierbarkeit.
