医疗器械制造展Medtec China解密血管介入:高分子材料应用及国产医用高分子材料的兴起
2024-03-20
医用高分子材料
一:医用高分子材料
医用高分子材料的特点
一:血管介入类高分子材料的特点
医用高分子材料的应用-尼龙篇
2-PA(尼龙)材料性能与应用
一:简介
PA,聚酰胺,俗称尼龙,是一种性能优良的工程塑料,具有优异的力学性能,突出的耐腐蚀、耐油性、耐热性、高模量等优点。对其进行增强、阻燃改性,可以显著提高其耐热性、模量尺寸稳定性及阻燃性,广泛应用于汽车、电子电气、电动工具等行业。PA中的主要品种是PA6和PA66,占绝对主导地位,其次是PA11,PA12,PA610,PA 612等。
二:特点
尼龙作为大用量的工程塑料。广泛用于机械、电器、纺织器材、化工设备、航空等领域。成为各行各业中不可缺少的结构材料,其主要特点如下:
a)优良的力学性能,机械强度高,韧性好。
b)优良的耐热性,如尼龙46等高结晶性尼龙的热变形温度很高,可在150℃下长期使用;PA66经过玻璃纤维增强以后,其热变形温度达到250℃以上。
c)优异的电绝缘性能,尼龙的体积电阻很高,耐击穿电压高,是优良的电气、电器绝缘性材料;
d)自润性、耐摩擦性好,尼龙具有很好的自润性,摩擦系数小,从而作为传动部件使用寿命长;
e)优良的耐气候性;
f)吸水性:尼龙的吸水性大,饱和水可达到3%以上。在一定程度影响制件的尺寸稳定性;
三:PA6与PA66的区别
1)物理特性区别
2)产品性能区别
PA6:具有优异的热稳定性,高耐热性;抗冲击性和抗溶解性优于PA66,材料尺寸稳定性好;高表面质量;防翘曲性好;
PA66:具有优良的耐磨性,耐高冲击性好,尺寸稳定性好。
3)用途的区别
PA6:一般用于汽车零部件、机械部件、电子电器产品、工程配件等产品;
PA66:广泛应用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强度要求的产品,如船用螺旋桨、齿轮、滚子、滑轮、辊轴、泵体中叶轮、风扇叶片、高压密封圈、阀座、垫片、衬套、各种把手、支撑架、电线包内层等。
3-PA(尼龙)材料医疗器械中的应用
一:尼龙弹性体
尼龙弹性体(TPAE)是热塑性聚酰胺弹性体的俗称,指由高熔点结晶性聚酰胺(尼龙)硬链段和非结晶性的聚醚或聚酯软链段组成的一类嵌段共聚物。
(1)物性对比
(2)材料特点
1)拉伸强度及低温抗冲强度高,柔软性好,弹性回复率高,在低温达-40~0’℃的低温环境下,仍能保持冲击强度和柔韧性不发生变化;
2)曲挠性变化小,有良好的耐磨性及曲挠性,其耐性可以与相同硬度的热塑性聚氨酯(PU)和聚醚酯相美;
3)耐化性能优异,相比较于其他热塑性弹性体(TPEEITPU/TPV等),在化学环境复杂的情况下,更耐受;
(3)应用场景
图2,尼龙弹性体应用举例
(4)国产尼龙弹性体优势
1)医疗器械制造展Medtec China发现,根据软、硬段的百分含量和种类,尼龙弹性体硬度分布广泛;市面上大部分类型:长碳链尼龙+聚醚醇(Arkema/赢创等外资巨头),国内捷脉新材料(上海)有限公司:长碳链尼龙+聚醚胺,相比较进口树脂,具有交期更快、成本更低、成型稳定的优势,材料经过了生物学评价,可安全使用;
2)国内捷脉新材料(上海)有限公司:尼龙弹性体(TPAE)还原物质远低于PEBAX材料还原物质;
3)国内捷脉新材料(上海)有限公司:尼龙弹性体(TPAE)硬度失效少,制成导管后,抗弯折能力相比于PEBAX更佳。
4)国内捷脉新材料(上海)有限公司:尼龙弹性体(TPAE)吸水率更低,经过血液或液体浸泡,支撑力等力学性能相比于PEBAX更佳。
捷脉新材料(上海)有限公司产品规格:TPAE A 对标PEBAX 7233;TPAE B对标PEBAX 6333;TPAE C 对标 PEBAX 5533;TPAE D 对标 PEBAX 4533。
二:透明尼龙
(2)材料特点
1)透明度:一般透明材料按照透明度从大到小的顺序为PMMA、透明尼龙、玻璃、电脑。透明尼龙的透明度仅次于PMMA、厚度2mm的透明尼龙,对可见光的透过率超过90%,能够满足最严格的应用需要;
2)耐药性:透明尼龙耐稀酸、碱、脂肪族烃、芳香族烃、酯类、醚类、油、脂肪,耐环境压力裂纹性优于PC和PMMA。
3)低吸水率:相较于PA6和PA66,极低的吸水率;
4)低密度:透明尼龙密度为0.99~1.1 g/cm,低于PC和PMMA。密度低意味着更舒适的顾客体验,例如更轻的运动眼镜和太阳镜的生产。
5)耐磨性:透明尼龙经常用作外壳,比标准规格的PC和PMMA材料具有更高的耐磨性和耐磨性。
6)灵活性:PC和PMMA是弯曲模量大、硬的材料,但透明尼龙柔软性高、形状记忆能力强,可以生产更柔软的产品。
(3)应用场景
医用领域,透明尼龙的高强度和耐化性能也使其脱颖而出,在医疗器械零部件上大放异彩。值得注意的是,尼龙的耐温性能会是其在医疗领域(消毒)中是否能够突破应用限制的关键因素。
图3,透明尼龙应用举例
三:长碳链尼龙
(2)材料特点
图4;长碳链尼龙应用举例
四:聚烯烃管
(1)材料特点
(2)性能特点
该材料表面张力低,仅次于氟树脂。在半成品管材上,表面润滑表现几乎与氟树脂同等,耐化性能优于聚烯烃(PP&PE)类其他材料;
4)省略蚀刻工艺,相较于PTFE蚀刻管,成本低(接枝技术);
(3)应用场景
介入血管鞘的鞘管或扩张器应用、指引导管、血管鞘等介入导管产品内层Liner结构;
图5;聚烯烃管应用举例
5-玻纤增强尼龙PA6/PA66
尼龙6单体为己内酰胺,是由己内酰胺聚合而成的高分子化合物。为了提高尼龙6的机械特性,经常加入各种各样的改性剂。玻纤就是最常见的添加剂;
1)良好的生物相容性:不会对人体组织产生刺激或过敏反应,可安全用于医疗器械;并且具有稳定化学性质,不会与人体组织或体液发生反应;
2)高的强度和刚度:可以承受较大的载荷,满足医疗器械对机械性能的要求;
3)优异的抗冲击性能:可以承受较大的冲击载荷,防止医疗器械在使用过程中因撞击或跌落而损坏;
4)耐腐蚀性和耐化学性:可以耐受各种酸、碱、盐、有机溶剂和化学试剂的侵蚀,确保医疗器械的长期使用寿命。并且具有较高耐温性和较强的抗紫外线能力,防止老化或变色,确保外观和性能的稳定性;
5)良好的电绝缘性和阻燃性:防止电击和触电事故发生,并且可以防止医疗器械在使用中发生火灾,确保安全;
6)良好的透射性:可以透射可见光、红外线和紫外线,减少光线在透射过程中的损失,保证医疗器械具有清晰的图像和良好的可见性;
良好的可塑性和可成型性:可以采用多种成型工艺,如模压、注射成型、拉挤成型和缠绕成型,满足不同医疗器械的大规模生产。
三、产品规格
四、应用场景
尼龙玻纤主要用于医疗植入物、医疗设备、医疗包装、医疗实验室用品、医疗防护装备、医疗器械耗材;
图6;玻纤增强尼龙应用举例
其他树脂介绍及应用
1)优良的外观性,可用于外饰件;
2)易于进行注塑加工,流动性佳;
3)可染色,进行颜色定制;
4)耐热、耐候性佳,适用于暴露在室外器件;
(3)产品规格
PC/ABS *可定制各种颜色,如:瓷白、乳白、亮白等 ;
(4)应用场景
1、案例产品:压力泵传动齿条护套/压力泵装饰盖材质:PC/ABS;
2、要求:①老化试验后不会开裂②定制颜色 ③无明显黑点;
二:ABS医疗级
ABS塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物,三种单体相对含量可任意变化,制成各种树脂。
ABS在医疗上的应用主要用作外科工具、滚筒夹子、塑料针、工具盒、诊断器件和助听器外壳,特别是一些大型医疗设备的外壳。
三:PC医疗级/普通级
(1)产品简介
(2)产品特点
1)外观透明,透过率最高可达到90%以上;
2)高分子树脂中,抗冲击性能优异;
3)具备一定的耐化学性能,可进行各种方式的消毒;
4)成本相对低廉;
5)部分牌号符合ISO10993相关医疗级认证;
(3)产品规格
1)PC医用级/食品级 从低融指到高融指;
2)PC普通级 从低融指到高融指;
(4)应用场景
注射器套筒、旋塞阀、Y型阀、T型阀、医用接头等。
PETG属于非晶型聚脂,对于三类医疗器械生产厂商,PETG硬吸塑包装是再熟悉不过了。在中国大陆多为淡蓝透明材料,材料厚度多在0.5-1.0之间,不仅外观高端大方,且适合于环氧乙烷(EO)、辐照(γ或e-beam)、低温等离子等多种灭菌方式。
PETG材料易于生产出造型复杂及拉伸比较大的制品。具有较好的坚韧性、耐候性、环保型。因此用PETG材料所制成无菌硬质包装盒,也同样具备了卓越的冲击强度和韧性、优异的耐化学性能。充分满足其加工性能和终端应用(如:卡扣固定和洁净开启)。也是咱们医疗器械无菌包装的首选材料。
改性种类:硫酸钡树脂改性/三氧化二铋树脂改性/玻纤改性/染色(潘通)/加硬。
Medtec China同期举办ADTE高端有源医疗装备技术展,展示品类涵盖芯片传感,集成电路,连接器线束,电源电机,软件配套,AI,5G智慧医疗,影像设备核心组件,光学组件,内窥镜部件,激光器,成像解决方案等。历年来参展品牌包括:海康慧影,雷莫,夸迈,欧卓斯,环球特科,为实光电,嘉恒中自 ,远讯光电,毕科电子,庆泰线缆,程业五金,雨菲电子,高拓,踢踢,永征,三平影像等,点击报名参展为您拓展商机。
文章来源:MedTalk of Vascular