1. مقدمة
مع التقدم المستمر للتكنولوجيا الطبية ، تلعب علوم المواد دورًا مهمًا بشكل متزايد في ابتكار الأجهزة الطبية. في الماضي ، تم استبدال نظام المواد الذي تهيمن عليه المعادن والزجاج تدريجياً بالبلاستيك الهندسي المعدل ذو الوزن الأخف وزناً وأداء أقوى وتصميم أعلى. لا يمكن أن تلبي هذه المواد فقط المتطلبات الصارمة للصناعة الطبية من أجل السلامة العالية والدقة العالية والمتانة العالية ، ولكنها توفر أيضًا إمكانية للأجهزة الطبية القابلة للارتداء والمصورة والشخصية.
2. ماذا تعديل البلاستيك الهندسي ؟ ما هي المواد البلاستيكية الهندسية المعدلة؟
المواد البلاستيكية الهندسية المعدلة هي مواد تعدل المواد البلاستيكية الهندسية التقليدية بالطرق الفيزيائية أو الكيميائية لتحسين خصائصها الميكانيكية ، والاستقرار الحراري ، أو العزل الكهربائي ، والمقاومة الكيميائية أو الخواص المحددة الأخرى.
تشمل المواد البلاستيكية الهندسية المعدلة:
نظرة خاطفة (Polyethetherketone): قوة عالية ، مقاومة عالية في درجة الحرارة ، قابلة للزرع في جسم الإنسان ، وتستخدم على نطاق واسع في العظام ، وطب الأسنان وغيرها من المجالات.
PPSU (polyphenylsulfone): يمكن تعقيمها عن طريق ارتفاع درجة الحرارة ، ومناسبة للأدوات الجراحية ومعدات التسريب.
الكمبيوتر الشخصي (البولي كربونات): الشفافية العالية ، ومقاومة تأثير جيد ، وغالبًا ما تستخدم في نوافذ الانتقاد الخفيف ، والمباني الطبية.
PA (NYLON) ، POM (polyoxymethylene): يستخدم للموصلات والتروس والمضخات والصمامات والأجزاء الهيكلية الأخرى.
تتضمن طرق التعديل:
إضافة تعزيز الألياف الزجاجية → تحسين الصلابة والاستقرار الأبعاد
علاج مثبطات اللهب ← تلبية معايير السلامة الطبية
العلاج المضاد للبكتيريا → تحسين عمر الخدمة في بيئات المستشفيات
إضافة مقاومة كيميائية → مقاومة التآكل من قبل المطهرات وعوامل التنظيف
3. السلامة والتوافق الحيوي في التطبيقات الطبية السلامة والتوافق الحيوي في التطبيقات الطبية
في المجال الطبي ، سلامة المرضى هي الفرضية الأساسية. لذلك ، يجب على أي مادة بلاستيكية تستخدم للاتصال بجسم الإنسان اجتياز سلسلة من اختبارات التوافق الحيوي الصارم. يمكن أن تلبي المواد البلاستيكية الهندسية المعدلة هذه المعايير عادة لأنه يمكن تخصيصها وفقًا للاحتياجات.
معايير السلامة التي تحتاجها المواد البلاستيكية من الدرجة الطبية للوفاء:
ISO 10993: النظام القياسي لتقييم التوافق الحيوي لمواد الأجهزة الطبية
USP من الفئة السادسة: تصنيف السمية وردود الفعل الفسيولوجية للمواد الطبية من قبل الولايات المتحدة Pharmacopeia
شهادة FDA: تلبي المتطلبات التنظيمية لإدارة الغذاء والدواء الأمريكية للمواد التي تتلامس مع جسم الإنسان
مزايا السلامة:
غير سامة وغير ضار: لن يحفز الرفض المناعي أو تفاعل الأنسجة
قابلة للإعجاب: مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة والإشعاع والتنظيف الكيميائي
مواد غير تنظرية وغير محددة: يحافظ على أداء مستقر أثناء الاستخدام على المدى الطويل
على سبيل المثال ، يمكن تعقيم PPSU مرارًا وتكرارًا في ظل ظروف بخار عالية الضغط لأكثر من 1000 مرة دون تدهور الأداء ، مما يجعله مناسبًا جدًا للأدوات الجراحية القابلة لإعادة الاستخدام.
4. دقة للأجهزة الطبية عالية الأداء المتطلبات الدقيقة في الأجهزة الطبية عالية الأداء
العديد من المكونات الرئيسية للأجهزة الطبية الحديثة ، مثل التروس الصغيرة ، الموصلات ، أنظمة الأنابيب ، أجسام المضخة ، وما إلى ذلك ، لها متطلبات عالية للغاية للدقة الهيكلية. أصبحت المواد البلاستيكية الهندسية المعدلة هي المادة المفضلة لقطع الغيار عالية الدقة بسبب استقرارها الأبعاد الممتاز وأداء المعالجة.
تشمل المزايا:
دقة صب الحقن العالية: يمكن تحقيق صب على مستوى الميكرون
معامل التمدد الحراري المنخفض: الحفاظ على شكل مستقر في البيئات الساخنة والباردة
قابلية المعالجة القوية: يمكن أن تلبي تصميم الهيكل الهندسي المعقد
مناسبة للطباعة CNC و 3D: مناسبة بشكل خاص للأجهزة الطبية المخصصة
يستخدم PA أو POM المعدل على نطاق واسع في مكونات الدقة عالية ، مثل الأجزاء المنزلق في المفاصل الاصطناعية ، لضمان ملاءمة دقيقة بعد التآكل طويل الأجل.
5. المتانة والمقاومة في البيئات السريرية المتانة والمقاومة في البيئات السريرية
تحتاج المعدات الطبية إلى تحمل اختبار البيئات القاسية في الاستخدام السريري: تعقيم درجات الحرارة العالية ، والاستخدام المتكرر ، وعوامل التنظيف الكيميائي ، والإشعاع ، وما إلى ذلك ، مما قد يضر المادة. تتمتع المواد البلاستيكية الهندسية المعدلة بأداء ممتاز في مقاومة مكافحة الشيخوخة ومضادة للاعتيارات ومقاومة للتآكل ، مما يمتد إلى حد كبير عمر خدمة المعدات.
وتشمل الخصائص الشائعة:
مقاومة درجات الحرارة العالية: يمكن أن تصمد أمام نظرة خاطفة على استخدام درجات حرارة الاستخدام المستمر حتى 250 درجة مئوية
مقاومة التآكل الكيميائي: لا يتم تآكل PPSU بواسطة عوامل التنظيف الشائعة مثل الكحول وبيروكسيد الهيدروجين وغيابوكلوريت الصوديوم
مقاومة أشعة الأشعة فوق البنفسجية و Gamma: مناسبة للمنتجات المتاح أو التعبئة المعقمة
قوة ميكانيكية عالية ومقاومة للإرهاق: ليس عرضة للتكسير والتشوه تحت الاستخدام طويل الأجل تحت الحمل العالي
تجعل هذه الخصائص البلاستيكية الهندسية المعدلة مناسبة بشكل خاص للمكونات الرئيسية التي تحتاج إلى إعادة استخدامها أو تشغيلها لفترة طويلة ، مثل معدات وحدة العناية المركزة ، والأدوات الجراحية ، ومبنى مضخة الحقن.
6. حالات استخدام العالم الحقيقي
غرسات العظام:
يستخدم Peek على نطاق واسع في أقفاص الانصهار الفقري ، ومسامير الأسنان ، وفواصل الركبة ، وما إلى ذلك. ليس فقط توافق حيوي جيد ، ولكن يمكن أيضًا ملاحظته من خلال الأشعة السينية ، وتجنب تداخل التصوير الناتج عن زراعة المعادن.
الأدوات الجراحية:
يتم استخدام PPSU لتصنيع أدوات قابلة لإعادة الاستخدام مثل المقص ، كماشة ، وخطافات ، مع تسامح التعقيم العالي للغاية ومقاومة التأثير.
الإمدادات الطبية المتاحة:
يمكن استخدام الكمبيوتر الشخصي المعدل ، TPE ، وما إلى ذلك في المحاقن ، وأجزاء مضخة التسريب ، وواجهات القسطرة لتلبية متطلبات النظافة وفعالية التكلفة.
الأجهزة الطبية القابلة للارتداء:
يستخدم TPE/TPU المعدل على نطاق واسع في مراقبة الجلوكوز في الدم ، وأحزمة معدل ضربات القلب وغيرها من المعدات ، ولديه راحة اتصال بشرية جيدة وإعادة التدوير.
