Par rapport aux matériaux en verre et en métal, les principales caractéristiques des plastiques sont :
1, le coût est faible, peut être réutilisé sans désinfection, adapté à une utilisation comme matière première pour la production de dispositifs médicaux jetables ;
2, le traitement est simple, l'utilisation de sa plasticité peut être transformée en une variété de structures utiles, et le métal et le verre sont difficiles à fabriquer en structure complexe de produits ;
3, résistant, élastique, pas aussi facile à casser que le verre ;
4, avec une bonne inertie chimique et une sécurité biologique.
Ces avantages en termes de performances expliquent l'utilisation répandue des plastiques dans les dispositifs médicaux, notamment le polychlorure de vinyle (PVC), le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le polystyrène (PS), le polycarbonate (PC), l'ABS, le polyuréthane, le polyamide, les élastomères thermoplastiques, le polysulfone et le polyétheréthercétone. Le mélange peut améliorer les performances des plastiques, permettant ainsi d'obtenir les meilleures performances de différentes résines, telles que le polycarbonate/ABS ou la modification de mélanges polypropylène/élastomère.
En raison du contact avec des médicaments liquides ou avec le corps humain, les plastiques médicaux doivent satisfaire aux exigences fondamentales de stabilité chimique et de biosécurité. En résumé, les composants des matières plastiques ne peuvent pas précipiter dans les médicaments liquides ou dans le corps humain, ne sont pas toxiques ni nocifs pour les tissus et les organes, et sont non toxiques et inoffensifs pour le corps humain. Afin de garantir la biosécurité des plastiques médicaux, ceux généralement vendus sur le marché sont certifiés et testés par les autorités médicales, et les utilisateurs sont clairement informés des qualités médicales.
Aux États-Unis, les plastiques médicaux sont généralement certifiés par la FDA et soumis à la détection biologique USPVI. En Chine, les plastiques médicaux sont généralement testés par le Centre de tests des dispositifs médicaux du Shandong. À l'heure actuelle, un nombre considérable de plastiques médicaux en Chine ne bénéficient pas encore d'une certification stricte en matière de biosécurité, mais l'amélioration progressive de la réglementation permettra d'améliorer la situation.
En fonction des exigences de structure et de résistance du dispositif, nous choisissons le type et la nuance de plastique appropriés, et déterminons la technologie de transformation du matériau. Ces propriétés comprennent les performances de transformation, la résistance mécanique, le coût d'utilisation, la méthode d'assemblage, la stérilisation, etc. Les propriétés de transformation et les propriétés physiques et chimiques de plusieurs plastiques médicaux couramment utilisés sont présentées.
Sept plastiques médicaux couramment utilisés
1. Chlorure de polyvinyle (PVC)
Le PVC est l'un des plastiques les plus productifs au monde. La résine PVC se présente sous forme de poudre blanche ou jaune clair. Le PVC pur est atactique, dur et cassant, et rarement utilisé. Selon l'utilisation, différents additifs peuvent être ajoutés pour conférer aux pièces en PVC des propriétés physiques et mécaniques différentes. L'ajout d'une quantité appropriée de plastifiant à la résine PVC permet d'obtenir une variété de produits durs, souples et transparents.
Le PVC rigide ne contient pas ou peu de plastifiants. Il présente une bonne résistance à la traction, à la flexion, à la compression et aux chocs et peut être utilisé seul comme matériau de structure. Le PVC souple contient davantage de plastifiants, ce qui augmente sa souplesse, son allongement à la rupture et sa résistance au froid, mais réduit sa fragilité, sa dureté et sa résistance à la traction. La densité du PVC pur est de 1,4 g/cm³, tandis que celle des pièces en PVC avec plastifiants et charges est généralement comprise entre 1,15 et 2,00 g/cm³.
Selon les estimations du marché, environ 25 % des produits médicaux en plastique sont en PVC. Cela s'explique principalement par le faible coût de la résine, sa large gamme d'applications et sa facilité de mise en œuvre. Les produits en PVC destinés aux applications médicales sont : tubes d'hémodialyse, masques respiratoires, tubes à oxygène, etc.
2. Polyéthylène (PE, Polyéthylène)
Le polyéthylène est la variété la plus répandue dans l'industrie du plastique. Il se compose de particules cireuses brillantes, laiteuses, insipides, inodores et non toxiques. Il se caractérise par son prix abordable et ses bonnes performances. Il est largement utilisé dans l'industrie, l'agriculture, l'emballage et les activités quotidiennes, et occupe une place centrale dans l'industrie du plastique.
Le PE comprend principalement le polyéthylène basse densité (PEBD), le polyéthylène haute densité (PEHD) et le polyéthylène à très haut poids moléculaire (PEHDU), entre autres variétés. Le PEHD présente moins de ramifications sur sa chaîne polymère, un poids moléculaire relatif, une cristallinité et une densité plus élevés, une dureté et une résistance supérieures, une faible opacité et un point de fusion élevé. Il est souvent utilisé dans les pièces injectées. Le PEBD présente de nombreuses ramifications, ce qui lui confère un poids moléculaire relatif faible, une cristallinité et une densité faibles, ainsi qu'une meilleure souplesse, une meilleure résistance aux chocs et une meilleure transparence. Il est souvent utilisé pour le soufflage de films et constitue actuellement une alternative largement répandue au PVC. Les matériaux PEHD et PEBD peuvent également être mélangés selon les exigences de performance. Le PEHDU présente une résistance élevée aux chocs, un faible frottement, une résistance à la fissuration sous contrainte et une bonne absorption d'énergie, ce qui en fait un matériau idéal pour les prothèses de hanche, de genou et d'épaule.
3. polypropylène (PP, polypropylène)
Le polypropylène est incolore, inodore et non toxique. Il ressemble au polyéthylène, mais est plus transparent et plus léger. Le PP est un thermoplastique aux excellentes propriétés : faible densité (0,9 g/cm³), non toxique, facile à mettre en œuvre, résistant aux chocs et à la déformation, entre autres avantages. Il offre de nombreuses applications au quotidien, notamment dans les sacs tissés, les films, les boîtes de transport, les matériaux de blindage de fils, les jouets, les pare-chocs de voiture, les fibres, les machines à laver, etc.
Le PP médical présente une grande transparence, une bonne barrière et une bonne résistance aux radiations, ce qui lui confère une large gamme d'applications dans l'industrie des équipements médicaux et de l'emballage. Les matériaux sans PVC, dont le PP est la matière première, sont actuellement largement utilisés comme alternatives au PVC.
4. Polystyrène (PS) et résine K
Le PS est la troisième variété de plastique la plus répandue après le polychlorure de vinyle et le polyéthylène. Il est généralement utilisé comme plastique monocomposant pour la transformation et l'application. Ses principales caractéristiques sont sa légèreté, sa transparence, sa facilité de coloration et ses bonnes performances de moulage. Il est donc largement utilisé dans les plastiques du quotidien, les composants électriques, les instruments optiques et les fournitures culturelles et éducatives. Sa texture dure et cassante, ainsi que son coefficient de dilatation thermique élevé, limitent son application en ingénierie. Ces dernières décennies, des polystyrènes modifiés et des copolymères à base de styrène ont été développés pour pallier dans une certaine mesure les inconvénients du polystyrène. La résine K en fait partie.
La résine K est composée de copolymérisation de styrène et de butadiène, c'est un polymère amorphe, transparent, sans goût, non toxique, densité de 1,01 g/cm3 (inférieure à PS, AS), résistance aux chocs supérieure à celle du PS, transparence (80 ~ 90 %) bonne, température de déformation thermique de 77℃, La quantité de butadiène contenue dans le matériau K, sa dureté est également différente, en raison de la bonne fluidité du matériau K, la plage de température de traitement est large, donc ses performances de traitement sont bonnes.
Les principales utilisations dans la vie quotidienne comprennent les tasses, les COUVERCLES, les bouteilles, les emballages cosmétiques, les cintres, les jouets, les produits de substitution au PVC, les emballages alimentaires et les fournitures d'emballage médical.
5. ABS, copolymères d'acrylonitrile butadiène styrène
L'ABS présente une certaine rigidité, dureté, résistance aux chocs et aux produits chimiques, résistance aux radiations et résistance à la désinfection à l'oxyde d'éthylène.
L'ABS dans les applications médicales est principalement utilisé comme outils chirurgicaux, clips de tambour, aiguilles en plastique, boîtes à outils, appareils de diagnostic et boîtiers d'appareils auditifs, en particulier certains grands boîtiers d'équipements médicaux.
6. Polycarbonate (PC, Polycarbonate)
Les caractéristiques typiques du PCS sont la ténacité, la résistance, la rigidité et la stérilisation à la vapeur résistante à la chaleur, ce qui fait du PCS un filtre d'hémodialyse préféré, un manche d'instrument chirurgical et un réservoir d'oxygène (lorsqu'il est utilisé en chirurgie cardiaque, cet instrument peut éliminer le dioxyde de carbone du sang et augmenter l'oxygène) ;
Parmi les autres applications du PC en médecine, on trouve les systèmes d'injection sans aiguille, les instruments de perfusion, les bols de centrifugeuses sanguines et les pistons. Grâce à sa grande transparence, les lunettes de myopie habituelles sont fabriquées en PC.
7. PTFE (polytétrafluoroéthylène)
La résine de polytétrafluoroéthylène est une poudre blanche d'aspect cireux, lisse et antiadhésive. C'est le plastique le plus utilisé. Le PTFE possède d'excellentes propriétés, incomparables à celles des thermoplastiques classiques, ce qui lui vaut son surnom de « roi du plastique ». Son coefficient de frottement est le plus faible parmi les plastiques, sa biocompatibilité est excellente et il peut être utilisé dans la fabrication de vaisseaux sanguins artificiels et d'autres dispositifs implantables.
Date de publication : 25 octobre 2023