1. Introduction
Avec l'avancement continu de la technologie médicale, la science des matériaux joue un rôle de plus en plus critique dans l'innovation des dispositifs médicaux. Dans le passé, le système de matériaux dominé par le métal et le verre a été progressivement remplacé par des plastiques d'ingénierie modifiés avec un poids plus léger, des performances plus fortes et une conception plus élevée. Ces matériaux peuvent non seulement répondre aux exigences strictes de l'industrie médicale pour une sécurité élevée, une haute précision et une durabilité élevée, mais aussi offrir la possibilité de dispositifs médicaux portables, miniaturisés et personnalisés.
2. Que sont Plastiques d'ingénierie modifiés ? Que sont les plastiques d'ingénierie modifiés?
Les plastiques d'ingénierie modifiés sont des matériaux qui modifient les plastiques d'ingénierie traditionnels par des méthodes physiques ou chimiques pour améliorer leurs propriétés mécaniques, la stabilité thermique, l'isolation électrique, la résistance chimique ou d'autres propriétés spécifiques.
Les plastiques d'ingénierie modifiés communs comprennent:
Peek (PolyetheTheThekeTone): haute résistance, résistance à haute température, implantable dans le corps humain, largement utilisé en orthopédie, dentisterie et autres champs.
PPSU (polyphénylsulfone): peut être stérilisé par une vapeur à haute température, adaptée aux instruments chirurgicaux et à l'équipement de perfusion.
PC (Polycarbonate): transparence élevée, bonne résistance à l'impact, souvent utilisée dans les fenêtres de transmission de lumière, boîtiers médicaux.
PA (nylon), POM (polyoxyméthylène): utilisé pour les connecteurs, les engrenages, les pompes et les vannes et autres pièces structurelles.
Les méthodes de modification comprennent:
Ajout de renforcement des fibres de verre → Améliorer la rigidité et la stabilité dimensionnelle
Traitement ignifuge de la flamme → Répondre aux normes de sécurité médicale
Traitement antibactérien → Améliorer la vie de service dans les environnements hospitaliers
Ajout d'une résistance chimique → Résister à la corrosion par les désinfectants et les agents de nettoyage
3. Sécurité et biocompatibilité dans les applications médicales Sécurité et biocompatibilité dans les applications médicales
Dans le domaine médical, la sécurité des patients est la prémisse principale. Par conséquent, tout matériau plastique utilisé pour contacter le corps humain doit passer une série de tests de biocompatibilité rigoureux. Les plastiques d'ingénierie modifiés peuvent généralement répondre à ces normes car ils peuvent être personnalisés en fonction des besoins.
Normes de sécurité que les plastiques de qualité médicale doivent respecter:
ISO 10993: Système standard pour évaluer la biocompatibilité des matériaux de dispositifs médicaux
Classe VI de l'USP: Classification de la toxicité et des réactions physiologiques des matériaux médicaux par la pharmacopée des États-Unis
Certification de la FDA: répond aux exigences réglementaires de la Food and Drug Administration des États-Unis pour les matériaux qui entrent en contact avec le corps humain
Avantages de sécurité:
Non-toxique et inoffensif: n'induire pas le rejet immunitaire ou la réaction tissulaire
Stérilisable: résistant aux températures élevées, aux rayonnements et au nettoyage chimique
Substances non hygroscopiques et non précipitantes: maintient des performances stables lors d'une utilisation à long terme
Par exemple, le PPSU peut être stérilisé à plusieurs reprises dans des conditions de vapeur à haute pression pour plus de 1 000 fois sans dégradation des performances, ce qui le rend très adapté aux instruments chirurgicaux réutilisables.
4. Précision pour les dispositifs médicaux à haute performance
De nombreux composants clés des dispositifs médicaux modernes, tels que les micro-engrenages, les connecteurs, les systèmes de tuyauterie, les corps de pompe, etc., ont des exigences extrêmement élevées pour la précision structurelle. Les plastiques d'ingénierie modifiés sont devenus le matériau préféré pour les pièces de haute précision en raison de leur excellente stabilité dimensionnelle et performances de traitement.
Les avantages comprennent:
Précision de moulure à injection élevée: le moulage au niveau du micron peut être atteint
Coefficient de dilatation thermique faible: maintenir une forme stable dans des environnements chauds et froids
Solide processeur: peut respecter la conception de la structure géométrique complexe
Convient à l'impression CNC et 3D: particulièrement adapté aux dispositifs médicaux personnalisés
PA ou POM modifié est largement utilisé dans les composants de haute précision, tels que les pièces coulissantes dans les articulations artificielles, pour assurer un ajustement précis après une usure à long terme.
5. Durabilité et résistance dans les environnements cliniques Durabilité et résistance dans les environnements cliniques
L'équipement médical doit résister au test des environnements difficiles à usage clinique: stérilisation à haute température, utilisation fréquente, agents de nettoyage chimique, irradiation, etc., qui peuvent endommager le matériau. Les plastiques d'ingénierie modifiés ont d'excellentes performances dans la résistance anti-âge, l'anti-masticité et la résistance à la corrosion, étendant considérablement la durée de vie de l'équipement.
Les propriétés courantes comprennent:
Résistance à haute température: un aperçu peut résister à des températures d'utilisation continue jusqu'à 250 ° C
Résistance à la corrosion chimique: le PPSU n'est pas corrodé par des agents de nettoyage courants tels que l'alcool, le peroxyde d'hydrogène et l'hypochlorite de sodium
Résistance aux rayons UV et gamma: adapté aux produits jetables ou à l'emballage stérilisé
Résistance mécanique élevée et résistance à la fatigue: non sujette à la fissuration et à la déformation sous utilisation à long terme sous charge élevée
Ces propriétés font des plastiques d'ingénierie modifiés particulièrement adaptés aux composants clés qui doivent être réutilisés ou exécutés pendant longtemps, tels que l'équipement en soins intensifs, les instruments chirurgicaux et les boîtiers de pompe à injection.
6. Cas d'utilisation du monde réel
Implants orthopédiques:
PEEK est largement utilisé dans les cages de fusion vertébrale, les vis dentaires, les entretoises de genou, etc. Il a non seulement une bonne biocompatibilité, mais peut également être observé par des rayons X, en évitant les interférences d'imagerie causées par les implants métalliques.
Instruments chirurgicaux:
Le PPSU est utilisé pour fabriquer des outils réutilisables tels que les ciseaux, les pinces et les crochets, avec une tolérance à stérilisation extrêmement élevée et une résistance à l'impact.
Supplies médicales jetables:
Le PC, le TPE, etc. modifiés peuvent être utilisés pour les seringues, les pièces de pompe à perfusion et les interfaces de cathéter pour répondre aux exigences de propreté et de rentabilité.
Dispositifs médicaux portables:
Le TPE / TPU modifié est largement utilisé dans la surveillance de la glycémie, les ceintures de fréquence cardiaque et d'autres équipements, et a un bon confort et une recyclabilité de contact humain.
