医疗设备和应用塑料

安全性和使用寿命是这份医疗级塑料清单的关键

质量技术人员检验塑料部件
在医疗成型过程中,质量技术人员在洁净室检查塑料部件,以确保精度和可重复性。

设计医疗部件?就像有无数种医疗程序一样,今天市场上也有无数种聚合物。哪些最适合你的医疗应用?好问题。我们将尝试在这个设计技巧中提供一些指导,但重要的是要以以下警告开始:术语“医疗级”最多是模棱两可的。

医疗设备制造商必须理解并遵守大量的标准,但为了本讨论的目的,ISO 10993起主导作用。它有近二十多个部分,其中四个专门涉及材料选择;其中,ISO 10993-13可能与聚合物最相关。再加上美国药典公约(USP)及其六个类别,定义了从设备类别,其与人体的预期接触,以及它可以保留多长时间的一切。

不幸的是,没有目录或书籍列出哪些聚合物符合哪些标准,甚至没有列出哪些聚合物具有生物相容性。复杂的问题是树脂、颗粒、粉末以及棒材和板材等散装形式的数量之多,每一种都有多个制造商,这些制造商可能满足也可能不满足需求医疗器械要求.其中一家可能提供医疗级ABS,另一家生产适用于乐高玩具和电动工具外壳的ABS。

当然,一篇博客文章不能涵盖所有你需要知道的关于医疗级塑料的知识,所以不要忘记你可以看看我们的统计数据材料对比页面.综上所述,在您的下一个医疗部件项目中,请记住以下六种基本聚合物。

医用部件的塑料比较

一般来说,医疗设备设计者和制造商应该寻找耐腐蚀、耐化学攻击和耐高温的聚合物。这些应是非吸收性和惰性的,并能够承受在高压灭菌器中的反复灭菌循环。当然,它们不应该与体液和人体组织发生反应,引起刺激,或造成皮肤敏感。我们提到强度和耐久性了吗?所有这些似乎都是一个非常高的要求,但好消息是,少数健康的聚合物至少满足了这些条件中的大部分。

偷看

聚醚醚酮是一个很好的开始。长期以来,PEEK被认为是一种“工程级”热塑性塑料,在医疗行业中有着广泛的应用。骨科医生将其用于创伤固定、脊柱植入和关节置换,而牙医则将其用于冠和桥梁。PEEK既轻又强,是不透光的(这意味着它出现在x射线上),在高温下保持其强度和尺寸稳定性。鉴于PEEK经常被长时间插入人体,不用说它是生物相容性和可消毒的。Protolabs通常将PEEK应用于数控机床和注塑模具中的机械部件,如齿轮、轴承表面和歧管,以及许多医疗部件。

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既然我们讨论的是骨科植入物,这里还有另一种重要的聚合物要记住:超高分子量聚乙烯。如果你做过膝盖或髋关节置换手术,你体内很可能有一些这种物质。超高分子量聚乙烯是一种密度极高、摩擦极低的聚乙烯家族成员。如果您正在寻找一些机械加工的医疗部件(或耐磨机械部件),超高分子量聚乙烯具有优异的冲击强度和耐磨性,并且在这里再次强调,具有显著的生物相容性。对于要求稍低的应用,“普通”聚乙烯(PE)和高密度聚乙烯(HDPE)是很好的全能聚合物,适用于广泛的医疗应用,特别是一次性产品和过去几年非常流行的PPE装备。


和聚醚酰亚胺一样,聚醚酰亚胺也接近超级聚合物领域。PEI以其商品名Ultem而闻名,是一种刚性,半透明,耐热(356°F或180°C)的聚合物,呈琥珀色,具有很强的抗拉强度。由于它还具有较高的介电特性和耐燃性,因此广泛应用于电子元件、医疗或其他领域。我们将PEI加工和注射成各种形状,潜在用途包括手术器械的手柄,医疗设备外壳,绝缘体,电连接器等。最后,PEI很容易通过高压灭菌和伽马辐射消毒。

事业单位

另一种琥珀色的聚合物是PSU,是聚砜的缩写。由于其在高温下的韧性和刚性,PSU的强度不如PEI,但更耐冲击。它可以被加工成过滤器外壳、导管端口、手术器械托盘和用于心脏瓣膜更换的尺寸装置。聚砜据说是少数几种能够承受1000次以上蒸汽灭菌循环的聚合物之一(PEEK和PSU的近亲聚苯砜(PPSU)也能承受更强的冲击和耐热)。


为兽医开发的医疗组件

这款来自IDEXX实验室的医疗组件是兽医用来检测血液和尿液的仪器的一部分。

医用口罩部分

用医用级液态硅橡胶制造的成型部件。


个人电脑

通常情况下,医疗程序需要光学透明的聚合物,聚碳酸酯是首选材料。它在韧性、尺寸稳定性、耐热性和耐化学性以及可灭菌性方面都符合常规标准。你不会在人体内找到它,但PC通常用于需要观察血液、药物和其他液体流经设备的情况。Protolabs的许多医疗客户将用Acura 60等类似pc的材料3d打印他们的设计,然后随着生产需求的增加,再加工或注塑聚碳酸酯。

硅胶

作为防水粘合剂和烹饪用具的材料,硅胶也是许多医疗部件的绝佳选择。硅树脂有不同的硬度级别,从柔软和弹性的橡皮筋或刚性的轮胎胎面。它可以承受从零下到烤箱热的温度(-22°F到356°F,或-30°C到180°C),是疏水(排斥水),耐溶剂和酸,并具有良好的蒸汽渗透性,使其成为假体设备的最爱。Protolabs 3d打印各种医疗部件,包括密封件、垫片和手术模型,以及使用液态硅橡胶(LSR)的各种原型和最终用途生产部件的注塑模具。你甚至可以硅胶3D打印,这是一个很好的选择,用于复杂部件的原型部件使用这种材料或在进行注塑生产数量之前。beplay体育下载ios此外,还有一种光学级的液体硅橡胶,OSLR,与PC或PMMA(丙烯酸)替代品相比,它具有优越的折射率和透光性能。因此,它广泛用于镜片和照明应用,或任何需要透明、不发黄、耐热和耐化学物质的生物相容性聚合物的地方。

操作人员从LSR压力机中取出硅胶部件

操作人员从LSR压力机中取出硅胶部件。由于硅胶部件的弹性,需要手动拆卸。

更多选择

这六种医用级聚合物只是一个起点。如果我们不提聚四氟乙烯(PTFE),那就是我们的疏忽了。聚四氟乙烯是一种超色聚合物,用于从导管、支架到心肺机的所有东西。抗冲击和耐化学腐蚀的丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)有时被用于替代医疗设备中的金属结构部件,缩醛(你可能知道它是Delrin)也是如此,而聚氯乙烯(PVC)在某些应用中可能被认为是聚碳酸酯的柔性版本。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)可以抵抗微生物的攻击,这使得它既适用于可穿戴传感器,也适用于软饮料容器。聚丙烯(PP)虽然被认为是一种商品塑料,但广泛应用于标本瓶、处方容器和一次性皮下注射器(它也是得益于活铰链的部件的一个很好的选择)。

与任何制造应用一样,为医疗设备选择最佳材料取决于其物理、化学和电气要求,更不用说其操作环境了。我们还需要考虑可制造性以及所有与之相关的设计规则。在设计和原型制作过程的最后等待着FDA的批准。这可能是一个令人困惑的局面,这就是为什么我们鼓励您上传文件,获得报价,并给我们打电话讨论您的选择。我们帮助了无数曾经和你处境相同的人。