Plast som uppfyller medicinska behov

Vilka är bäst för din medicinska applikation?

Designa medicinska delar? Precis som det finns otaliga typer av medicinska procedurer finns det också otaliga typer av polymerer på marknaden idag. Vilka är bäst för din medicinska applikation? Bra fråga. Vi ska försöka ge lite vägledning i det här designtipset, men det är viktigt att börja med följande varning: Termen "medicinsk kvalitet" är i bästa fall tvetydig.

Tillverkare av medicintekniska produkter måste förstå och följa en massa standarder, men för denna diskussion tar ISO 10993 huvudrollen. Den har nästan två dussin delar, varav fyra avser specifikt materialval; av dessa är ISO 10993-13 förmodligen den mest relevanta för polymerer.

Tyvärr finns det ingen katalog eller bok som listar vilka polymerer som uppfyller vilka standarder, eller ens vilka polymerer som är biokompatibla. Sammansättningsfrågor är det stora antalet hartser, pellets, pulver och bulkformer som stång och ark att välja mellan, var och en med flera tillverkare som kanske eller inte uppfyller de nödvändiga kraven på medicintekniska produkter. Där den ena kan tillhandahålla ABS av medicinsk kvalitet, producerar den andra ABS som är lämplig för LEGOs och elverktygshus.

Naturligtvis kan ett blogginlägg inte täcka allt du behöver veta om plast av medicinsk kvalitet, så glöm inte att du kan titta på statistiken på vår materialjämförelsesida. Allt som sagt, här är sex viktiga polymerer att tänka på för ditt nästa medicinska delprojekt.

Jämföra plast för medicinska delar
I allmänhet bör designers och tillverkare av medicintekniska produkter leta efter polymerer som är resistenta mot korrosion, kemisk attack och höga temperaturer. Dessa bör vara icke-absorberande och inerta och kunna motstå upprepade steriliseringscykler i en autoklav. Naturligtvis bör de inte reagera med kroppsvätskor och mänsklig vävnad, orsaka irritation eller skapa hudkänslighet. Nämnde vi styrka och hållbarhet? Allt detta kan verka som en mycket hög order, men den goda nyheten är att en hälsosam handfull polymerer kontrollerar åtminstone de flesta av dessa rutor.

PERSONDATOR
Ofta behövs en optiskt transparent polymer för medicinska förfaranden, och polykarbonat är det material som valts. Den kontrollerar alla vanliga lådor när det gäller seghet, dimensionell stabilitet, värme- och kemisk beständighet och steriliserbarhet. Du hittar det inte inuti människokroppen, men PC används vanligtvis när det är nödvändigt att se blod, droger och andra vätskor som strömmar genom en enhet. Många av Protolabs medicinska kunder kommer att 3D-printa sina konstruktioner från PC-liknande material som Acura 5530 eller PerFORM och sedan gå vidare till bearbetat eller formsprutat polykarbonat när produktionsbehoven ökar.

UHMW-PE
Eftersom vi diskuterar ortopediska implantat, här är en annan viktig polymer att tänka på: polyeten med ultrahög molekylvikt. Om du har haft en knä- eller höftledsplastik är chansen stor att du har några av de här sakerna inom dig. UHMW-PE är en extremt tät, lågfriktionsmedlem i polyetenfamiljen. Om du letar efter några bearbetade medicinska komponenter (eller slitstarka maskindelar) har UHMW-PE utmärkt slaghållfasthet och nötningsbeständighet, och här är det återigen i högsta grad biokompatibelt. Och för lite mindre krävande applikationer är "vanlig" polyeten (PE) och högdensitetspolyeten (HDPE) bra, allroundpolymerer för ett brett spektrum av medicinska applikationer, särskilt för engångsprodukter och PPE-utrustning som har blivit så utbredd under de senaste åren.

PEI
Liksom PEEK gränsar polyeterimid till superpolymerområde. PEI är mer känt under sitt handelsnamn Ultema och är en styv, halvtransparent och värmebeständig 180 °C polymer som är bärnstensfärgad och har stor draghållfasthet. Eftersom det också har höga dielektriska egenskaper och motståndskraft mot flamma, används det ofta i elektroniska komponenter, medicinska eller på annat sätt. Vi maskin- och formsprutar PEI i olika former, med potentiella användningsområden inklusive handtag för kirurgiska instrument, kapslingar för medicintekniska produkter, isolatorer, elektriska kontakter och mer. Slutligen steriliseras PEI lätt via autoklavering och gammastrålning.

PSU
En annan bärnstensfärgad polymer är PSU, förkortning för polysulfon. PSU är känt för sin seghet och styvhet vid förhöjda temperaturer och är mindre starkt än PEI men mer slagtåligt. Det kan bearbetas eller formas till filterhus, kateteringsportar, kirurgiska instrumentbrickor och dimensioneringsanordningar för användning vid hjärtklaffbyten. Polysulfon sägs vara en av få polymerer som tål mer än 1,000 cykler av ångsterilisering (liksom PEEK och PSU: s ännu mer slag- och värmebeständiga kusin, polyfenylsulfon, eller PPSU).

KIKA
Polyetereterketon är ett bra ställe att börja. PEEK har länge betraktats som en "ingenjörsklass" termoplast och har bred användning inom medicinsk industri. Ortopediska kirurger använder den för traumafixering, ryggradsimplantat och ersättningsleder, medan tandläkare använder den i kronor och broar. PEEK är både lätt och stark, är radiopaque (vilket betyder att den visas på röntgenstrålar) och bibehåller sin styrka och dimensionsstabilitet vid höga temperaturer. Och med tanke på att PEEK ofta sätts in i människokroppen under längre perioder, säger det sig självt att det är biokompatibelt och steriliserbart. Protolabs tillverkar rutinmässigt CNC-maskiner och formsprutningsformar av plast i mekaniska komponenter som kugghjul, lagerytor och grenrör, samt en mängd medicinska delar.

Silikon
Grejerna med väderbeständigt lim och köksredskap, silikon är också ett utmärkt val för många medicinska komponenter. Silikon finns i olika hårdhetsnivåer, från mjukt och stretchigt som ett gummiband eller styvt som ett däckmönster. Den tål temperaturer från minusgrader till ugnsvarma 55 °C till 210 °C, är hydrofob (stöter bort vatten), motståndskraftig mot lösningsmedel och syror och har god ånggenomsläpplighet, vilket gör den till en favorit för proteser. Protolabs 3D-printar en mängd olika medicinska komponenter, inklusive tätningar, packningar och kirurgiska modeller, och formsprutar alla slags prototyper och slutanvändningsproduktionsdelar med flytande silikongummi (LSR). Du kan till och med 3D-skriva ut i silikon, ett utmärkt alternativ för prototyper av delar som använder detta material för komplexa delar eller innan du går över till formsprutning för produktionskvantiteter. Dessutom finns det också en optisk kvalitet av flytande silikongummi, OSLR, som har överlägsna brytnings- och ljusöverföringsegenskaper jämfört med dess PC- eller PMMA -alternativ (akryl). Det är därför populärt för användning i linser och belysningsapplikationer, eller var som helst där en klar, icke-gulnande, värme- och kemikalieresistent biokompatibel polymer behövs.

Fler alternativ att överväga
Dessa sex polymerer av medicinsk kvalitet är bara utgångspunkten. Vi skulle vara försumliga om vi inte nämnde PTFE, mer känd som Teflon, en supersmörjande polymer som används i allt från katetrar och stentar till hjärt-lungmaskiner. Slag- och kemikaliebeständig akrylnitrilbutadienstyren (ABS) används ibland för att ersätta metallkonstruktionskomponenter i medicinsk utrustning, liksom acetal (du kanske känner det som Delrin), medan polyvinylklorid (PVC) kan betraktas som en flexibel version av polykarbonat i vissa applikationer. Polyetentereftalat (PET) motstår attacker från mikroorganismer, vilket gör det lika lämpligt för läskedrycksbehållare som för bärbara sensorer. Polypropylen (PP) - även om det anses vara en råvaruplast - finner utbredd användning i provflaskor, receptbehållare och hypodermiska engångssprutor (det är också ett utmärkt alternativ för delar som skulle dra nytta av ett levande gångjärn).

Som med alla tillverkningsapplikationer beror valet av det bästa materialet för en medicinsk utrustning på dess fysiska, kemiska och elektriska krav, för att inte tala om dess driftsmiljö. Det finns också tillverkningsbarhet att tänka på och alla designregler som följer med det. Och i slutet av design- och prototypprocessen väntar FDA-godkännandeprövningen. Det kan vara ett förvirrande landskap att navigera, varför vi uppmuntrar dig att ladda upp en fil, få en offert och ringa oss för att diskutera dina alternativ. Vi har hjälpt otaliga andra som en gång var i dina skor.

2023-01-05 - Industritorget

Kontaktinformation

Protolabs

08408 391 86

Se hemsida

Skicka e-post

Kontakter

Länkar

Filmer

Karta

Skriv ut
Tipsa

Postadress
Halesfield 8
TF74QN Telford

Region
Storbritannien

Organisationsnummer:
5366160

Grundat: Ej angivet
Anställda: Ej angivet

Kontakter

Länkar

Filmer

Karta

Välkommen till Protolabs!

Företaget grundades 1999 av Larry Lukis, en framgångsrik entreprenör och datanörd. Han ville radikalt minska tidsåtgången för att ta fram formsprutade prototypsdelar.

Hans lösning var att automatisera den traditionella produktionsprocessen genom att utveckla en komplex mjukvara som kommunicerade med ett nätverk av fräsar och pressar. Till följd av detta kunde plast- och metalldelar produceras på en bråkdel av den tid det tidigare hade tagit.

Hur vi kan hjälpa
Snabbare produktutveckling, minskade kostnader och optimerad leveranskedja med 3D-utskrifter, CNC-bearbetning och formsprutning som tekniken möjliggör.

arrow_downwardSe nedan för mer information om vår verksamhet.

Skicka förfrågan