0.4厚聚氯乙烯塑料薄膜多少钱,...pp、pe、ppo、pvc、tpe和tpo材料优缺点 -凯发k8娱乐

聚乙烯(pe)

透明:未着色时呈乳白色半透明,蜡状。特点:用手摸制品有滑腻的感觉,柔而韧。一般低密度聚乙烯较软,透明度较好;高密度聚乙烯较硬。制品:手提袋、水管、油桶、饮料瓶(钙奶瓶)、日常用品等。

聚丙烯(pp)

透明:未着色时呈白色半透明,蜡状。特点:比聚乙烯轻,透明度也较聚乙烯好,比聚乙烯刚硬。制品:盆、桶、家具、薄膜、编织袋、瓶盖、汽车保险杠等。

聚苯乙烯(ps)

透明:在未着色时透明。特点:制品落地或敲打,有金属似的清脆声,光泽和透明很好,类似于玻璃,性脆易断裂,用手指甲可以在制品表面划出痕迹。改性聚苯乙烯为不透明。制品:文具、杯子、食品容器、家电外壳、电气配件等。

聚氯乙烯(pvc)

透明:本色为微黄色半透明状,有光泽。特点:透明度胜于聚乙烯、聚苯烯,差于聚苯乙烯。随助剂用量不同,分为软、硬聚氯乙烯。软制品柔而韧,手感粘;硬制品的硬度高于低密度聚乙烯,而低于聚丙烯,在屈折处会出现白化现象。制品:板材、管材、鞋底、玩具、门窗、电线外皮、文具等。

聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)

透明:透明度很好。特点:强度和韧性优于聚苯乙烯和聚氯乙烯,不易破碎。制品:食品包装袋,瓶类制品,如可乐、矿泉水瓶等。

聚甲基丙烯酸甲酯(pmma,俗称有机玻璃、亚克力)

透明:透明度很好特点:易碎易开裂,表面硬度低,易于被擦伤而失去光泽;透光性好,耐燃、耐冲击。制品:食品容器等。

1、abs塑料?

1)特点

1)综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好; ? 2)与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理; ? 3)有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别;? ? 4)流动性比hips差一点,比pmma、pc等好,柔韧性好。?

abs工程塑料具有优良的综合性能,有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性,成型加工和机械加工较好。abs树脂耐水、无机盐、碱和酸类,不溶于大部分醇类和烃类溶剂,而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。

abs工程塑料的缺点:热变形温度较低,可燃,耐候性较差。

2)用途

适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件。

2、abs pc

俗称abs加聚碳,是国内少数几种可能透用的合料之一。

1)特点

不能自燃,外火燃烧时,表面有象聚碳燃烧一样的小颗粒析出,黑色低于abs。

2)用途

常见于电器件、机械零配件等。

3、pa聚酰胺(俗称尼龙)

1)特性

坚韧、牢固、耐磨,无毒性.

2)缺点

不可长期与酸碱接触。

3)用途

常用于制作梳子、牙刷、衣钩、扇骨、网袋绳、水果外包装袋等。?

4、pc聚碳酸酯

聚碳酸酯的英文是polycarbonate,简称pc工程塑料,pc材料其实就是我们所说的工程塑料中的一种,作为被世界范围内广泛使用的材料。

1)特点

聚碳酸酯无色透明,耐热,抗冲击,阻燃,在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比,聚碳酸酯的耐冲击性能好,折射率高,加工性能好,

2)缺点

聚碳酸酯的耐磨性差,一些用於易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理。

3)用途

日常常见的应用有光碟,眼睛片,水瓶,防弹玻璃,护目镜、银行防子弹之玻璃、车头灯等等、动物笼子宠物笼子。? 聚碳酸酯还被用来制作登月太空人的头盔面罩。

苹果公司的ipod音乐播放器和ibook笔记本电脑外壳也使用聚碳酸酯制作。?

5、pmma聚甲基丙烯酸甲酯?

缺点:

pmma表面硬度不高、易擦毛、抗冲击性能低、成型流动性能差等。

超级透明pmma材料主要用于手机保护屏,该产品分为有硬化涂层,没有硬化涂层两种.

特点:

透光率极好,没有杂质,静电保护膜,表面硬化厚后硬度可达5-6h以上.?

目前特别推荐用于硬化处理的pmma材料,国内称为"生板".?

6、pom聚甲醛

为乳白色不透明的结晶性线型聚合物。

1)特点

综合性能好,抗疲劳性是热塑性塑料中最好的,常温下力学性能优秀。

耐磨耗,摩擦系数小,尺寸稳定性好,表面光泽,抗蠕变性、耐扭曲性、抗反复冲击性、耐去载回复性都好。

2)缺点

成型收缩率大,热稳定性差,易燃烧,在大气中暴晒易老化.

3)用途

适于制作减磨耐磨零件,传动零件,以及化工,仪表等零件

7、pp聚丙烯

1)特点

无毒、无味,度小,强度刚度,硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响。

2)缺点

低温时变脆、不耐磨、易老化.

3)用途

适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件 。

常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用,可用于食具。

8、pe聚乙烯

聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70~-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良;

但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的,耐热老化性差。?

pe用途很广,又分为高密,低密和线性pe,日常应用的最多的是做成各种塑料薄膜和塑料布。

9、ppo聚苯醚

1)为白色颗粒。

综合性能良好,可在120度蒸汽中使用,电绝缘性好,吸水小,但有应力开裂倾向。改性聚苯醚可消除应力开裂。?

2)有突出的电绝缘性和耐水性优异,尺寸稳定性好。其介电性能居塑料的首位。?

3)mppo为ppo与hips共混制得的改性材料,目前市面上的材料均为此种材料。?

4)有较高的耐热性,玻璃化温度211度,熔点268度,加热至330度有分解倾向,ppo的含量越高其耐热性越好,热变形温度可达190度。?

5)阻燃性良好,具有自息性,与hips混合后具有中等可燃性。质轻,无毒

缺点:

流动性差,为类似牛顿流体,粘度对温度比较敏感,制品厚度一般在0.8毫米以上。极易分解,分解时产生腐蚀气体。

用途:

1) 适于制作耐热件、绝缘件、减磨耐磨件、传动件、医疗及电子零件。? 2) 可作较高温度下使用的齿轮、风叶、阀等零件,可代替不锈钢使用。 3) 可制作螺丝、紧固件及连接件。 4) 电机、转子、机壳、变压器的电器零件。

10、pvc聚氯乙烯

本色为微黄色半透明状,有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚苯烯,差于聚苯乙烯,随助剂用量不同,分为软、硬聚氯乙烯,软制品柔而韧,手感粘,硬制品的硬度高于低密度聚乙烯,而低于聚丙烯,在屈折处会出现白化现象。

常见制品:板材、管材、鞋底、玩具、门窗、电线外皮、文具等?

11、tpe热塑性弹性体?

透明系列有各种软硬度,可直接由注塑加工。其透明的外观、平滑的表面、柔软的触感及无毒的特性使之成为绝佳的透明材料。 适用于各种透明部件,如玩具、软质鞋垫和一般的透明产品等。 ?

12、tpo聚烯烃热塑性弹性体

通常由乙烯和辛烯等的共聚物。

聚烯烃热塑性弹性体是一种高性能弹性材料,它的性能类似橡胶,加工方法与塑料相同,为橡胶的换代产品而应用于轿车,电缆、轻纺、建筑,家电等领域。

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医械研发:常见医用塑料种类、特性与选用知识汇总

根据医疗器械制品的结构和强度要求,我们来选择合适的塑料类型和恰当的牌号,并确 定材料的加工工艺。这些性能包括加工性能、力学强度、使用成本、装配方式、可灭菌性等。现将常用的几种医用塑料加工性能和物理化学性能进行介绍。

聚氯乙烯pvc聚乙烯pe聚丙烯pp聚苯乙烯(ps)和k树脂abs聚碳酸酯pc聚四氟乙烯ptfe

1、聚氯乙烯(pvc, polyvinyl chloride)

pvc是世界上产量最大的塑料品种之一。pvc树脂为白色或浅黄色粉末,纯pvc属无规立构,硬 而脆,很少应用。根据不同的用途可以加入不同的添加剂,使pvc塑件呈现不同的物理性能和力学性能。在pvc树脂中加入适量的增塑剂,就可制成多种硬质、软质和透明制品。 硬pvc不含或含有少量的增塑剂,有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能,可单独用作结构 材料。软pvc含有较多的增塑剂,它的柔软性、断裂伸长率、耐寒性增加,但脆性、硬度、抗拉强 度降低。纯pvc的密度为1.4g/cm3,加入了增塑剂和填料等的pvc塑件的密度一般在1.15~2.00g/cm3 范围内。 据市场估计,医用塑料产品大约25%是pvc。主要是由于该树脂的成本较低、应用范围广阔、及其易加工。医学应用的pvc产品有:血液透析管路、呼吸面罩、吸氧管等。

典型应用:输液器用管路和血液透析用管路(软质pvc,挤出加工)、输液器用三通(硬质pvc, 注塑)。

加工工艺条件: 可以注塑、挤出、吹膜、压延。 通常不需要干燥处理。 熔化温度:170-200oc,模具温度:20-50oc 注射压力:可大到1500bar,保压压力:可大到1000bar。 注射速度:为避免材料降解,一般要用相当低的注射速度。

主要性能特点: pvc材料是一种非结晶性材料,能溶于环已酮和四氢呋喃等有机溶剂。所以通常使用环己酮来粘接pvc部件。 pvc材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、染色剂等添加剂。 铅钡添加物是pvc最有效的热稳定剂,但禁止用在医疗上,钙锌添加物常常作为医用级pvc的稳定剂。 邻苯二甲酸盐(dehp)作为医用pvc的增塑剂,这种增塑剂的析出会对人体造成毒害,已引起 欧洲和北美卫生组织的关注,我国药监部门也开始注意这个问题。 pvc热稳定性较差,长时间加热会导致分解,放出氯化氢气体,使pvc变色。 应用温度范围较窄,一般在-15-5oc之间。 pvc的收缩率较低,一般为0.2-0.6%。 pvc为极性材料,容易与一些极性药物发生吸附。 软质pvc膜可使用高频焊接加工成袋子,如袋式输液器、尿袋。

2、聚乙烯(pe,polyethylene)

聚乙烯塑料是塑料工业中产量最大的品种,乳白色,无味、无臭和无毒的光泽性蜡状颗粒。其特 点是价格便宜,性能较好,可广泛地应用于工业、农业、包装及日常工业中,在塑料工业中占有举足轻重的地位。 pe主要包括低密度聚乙烯(ldpe)、高密度聚乙烯(hdpe)以及超高分子量的聚乙烯(uhdpe) 等品种。hdpe的高分子链上支链较少,相对分子质量、结晶度和密度较高,硬度和强度较大,不透 明性差,熔点较高,常用于注塑件。ldpe带有许多支链,因而相对分子质量较小,结晶度和密度较 低,具有较好的柔软性、耐冲击及透明性,常用于吹膜,是目前广泛使用的pvc可选的替代品。也可 以根据使用性能要求将hdpe和ldpe两种材料混合使用。uhdpe具有较高的冲击强度、低摩擦性、耐应力开裂性和较好的吸能特性,使之成为人造臀、膝盖和肩部连接器的理想材料。 典型应用:针帽、注射器推杆、输液器流量调节器、输液器和注射器的包装袋等。

加工工艺条件: 干燥:吸水性小,一般不需要干燥,熔化温度170-260oc,模具温度20-40oc 注射压力:最大可到1500bar,保压压力:最大可到750bar,注射速度:建议使用快速注射速度。 流道和浇口:可以使用各种类型的流道和浇口。ldpe特别适合于使用热流道模具。

主要性能特点: pe制件最显著的特点是成型收缩率大,易产生缩水和变形。 pe的加工温度范围很宽,不易分解(分解温度约为300℃),其加工温度为180~220℃较好,若 注射压力大,制品密度则高,收缩率较小。 pe流动性中等,保压时间需较长,并保持模温的恒定(40~70℃)。pe的结晶程度和成型工艺条 件有关,它有较高的凝固温度模温低,结晶度就低。 成型过程中,料温和模温偏高一些为宜,注射压力在保证制件质量的前提下应尽量偏低。 与pp相同,pe为非极性材料,不易粘合,药物吸附量小,不能采用高频焊接加工成袋,要使 用热合工艺进行焊接。

3、聚丙烯(pp,polypropylene)

聚丙烯无色、无味、无毒。外观似聚乙烯,但比聚乙烯更透明、更轻。pp是一种性能优良的热 塑性塑料,具有比重小(0.9g/cm3)、无毒、易加工、抗冲击、抗挠曲性等优点。在日常生活中具有 广泛的应用,包括编织袋、薄膜、周转箱、电线蔽护材料、玩具、汽车保险杆、纤维、洗衣机等 医用pp具有较高的透明度、较好阻隔性和耐辐射性,使其在医疗设备和包装业上具有广泛的应用。以pp为主体的non-pvc材料是目前广泛使用的pvc材料的替代品。

典型应用:注射器针筒,non-pvc 输液袋和输液器。

加工工艺条件: 可以注塑、挤出、吹塑或者制成薄膜 干燥处理:吸水性低,不需要干燥处理。 熔化温度:220-270oc,注意不要超过275oc。模具温度:40-80oc,建议使用50oc。 注射压力:可大到1800bar,注射速度:使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品 表面出现了缺陷,那么应使用较高温度下的低速注塑。 流道和浇口:对于冷流道,典型的流道直径范围是4-7mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是1~1.5mm,但也可以使用小到0.7mm 的浇口。对于边缘浇口,最小的浇口深度应为壁厚的一半;最小的浇口宽度应至少为壁厚的两 倍。pp材料完全可以使用热流道系统。

主要性能特点: pp是一种半结晶性材料,熔点高,耐热性好、能在100°c以上的温度下进行消毒灭菌。 屈服强度、抗拉强度、抗压强度、硬度及弹性比聚乙烯(pe)要高。 均聚pp的脆性较大,与乙烯合成的无规则共聚pp具有较好的韧性和更强的抗冲击强度。通常 在低温条件下使用的产品,要尽量选用共聚pp,或加入热塑性橡胶的方法对pp进行改性,增加其柔韧性和低温耐冲击性能。non-pvc大输液袋就是共聚pp和弹性体共混改性材料制成。 在氧、热、光的作用下极易解聚、老化,所以必须加入防老化剂。 pp制品不易粘合,在粘接前需要处理,并要使用特别的粘接剂,器械厂使用的环己酮不能满足要求。 着色性差,收缩率大(一般为1.6-2.5%),耐烧性差,容易着火 pp为非极性材料,对药物的吸附量较低。 pp膜通常采用热合方法焊接成袋,其加工工艺要比高频焊接pvc袋的工艺复杂。non-pvc大输液袋是使用全自动设备来生产的,确保工艺稳定和质量可靠。

4、聚苯乙烯(polystyrene,ps)和k树脂

ps是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品种,通常作单组分塑料进行加工和应用,主要 特点是质轻、透明、易染色,成型加工性能良好,所以广泛应用于日用塑料、电器零件、光学仪器及 文教用品。质地硬而脆,有较高的热膨胀系数,因此,限制了它在工程上的应用。近几十年来,发展 了改性聚苯乙烯和以苯乙烯为基体的共聚物,在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺点。k树脂就是其中的一种。 k树脂是由苯乙烯与丁二烯共聚而成,它是无定型聚合物,透明、无味、无毒、密度为1.01g/cm3 左右(比ps、as的低),耐冲击性能比ps高,透明性(80~90%)好,热变形温度为77℃,k料中含有丁二烯成分的多少,其硬度亦不同,由于k料的流动性好,加工温度范围较宽,所以其加工性能良好。 在日常生活中的主要用途包括杯子、盖子、瓶、化妆品包装、衣架、玩具、pvc的代用料制品、 食品包装及医药包装用品等。

典型应用:扩阴器和留置针的三通。

加工工艺特点: 通过采用注塑加工,一般不进行挤管、吹膜 k料的吸水性低,加工前可不用干燥,如果k料长时间在湿度大的环境中敞开式存放,则需干燥(65oc以下) 流动性好,易于加工,其加工温度范围较宽,一般为170~250 oc之间。 k料在高于260oc时,若熔料在料筒中停留时间长(20分钟以上),会引致热降解,影响其透明 度,甚至会变色变脆.宜用“低压、中速、中温”的条件成型,模具温度宜在20~60oc之间 较厚的制品,取出后可放入水中冷却,以得到均匀冷却,避免出现空洞现象.

主要性能特点: 极高的透明性和表面光泽性 收缩率低(0.4~0.7%) k树脂,与普通ps相比,具有优越的韧性。对于一些厚度较大的样品,k树脂仍会存在引力 开裂的问题,使用前需要仔细选择牌号。 但耐热性低,热变形温度一般在70 -98°c,只能在不高的温度下使用。耐化学性较差,易受油、酸、碱及活性强的有机溶剂侵蚀.

5、abs,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(acrylonitrile butadienestyrenecopolymers)

abs具有一定的刚性、硬度、耐冲击和耐化学性能、耐辐射和耐环氧乙烷消毒。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。

典型应用:塑料针。

加工工艺条件: 在医疗方面,abs通常采用注塑方法加工,很少有吹膜和挤管应用。 干燥处理:abs材料具有吸湿性,要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为80-90c 下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温度:210-280oc ;建议温度:245 oc。 模具温度:25-70oc。(模具温度将影响塑件光洁度,温度较低则导致光洁度较低)。注射压力:500-1000bar,注射速度:中高速度。

主要性能特点: abs是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。这三种组分的各自特性,使得abs具 有良好的综合力学性能。丙烯腈使abs有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度,丁二烯使abs坚 韧,苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。 abs的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有 很大的灵活性,并且由此产生了市场上百种不同品质的abs材料。 abs材料具有超强的易加工性,良好的外观特性,低蠕变性和优异的尺寸稳定性。 各种abs材料都易于接受常用的二次加工处理,如机加工、粘合、紧固、电镀、涂漆、超声 波焊接。 abs有极好的抗冲击强度,且在低温下也不迅速下降。有良好的机械强度、硬度和一定的耐 磨性。 具有良好的耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性,水、无机盐、碱、酸类对abs几乎无影 响,在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液,不溶于大部分醇类及烃类溶剂,但与烃 长期接触会软化溶胀。

6、聚碳酸酯(pc,polycarbonate)

pc的典型特性是韧性、强度、刚性和耐热蒸汽消毒,这些特点使得pc优先选择成为血液渗析 过滤器、外科工具柄和氧气罐(当在外科心脏手术中,这种仪器可以去除血液中的二氧化碳,增加氧 气);pc在医学上的应用还包括无针注射体系、灌注仪器、血液离心机碗和活塞。利用其高透明性 能,通常的近视眼镜是pc做成的。

典型应用:血液透析器的外壳、输液袋上的加药接头。

加工工艺条件: 在医疗领域,pc多采用注塑,很少挤管和吹膜。 干燥处理:pc材料具有吸湿性,加工前的干燥很重要。建议干燥条件为100oc。到160oc, 3-4小时。加工前的湿度必须小于0.02%。熔化温度:260-340oc。模具温度:70-120 oc。 注射压力:尽可能地使用高注射压力。 注射速度:对于较小的浇口使用低速注射,对其它类型的浇口使用高速注射。

主要性能特点: pc是一种非结晶工程材料,具有特别好的抗冲击强度、热稳定性、透明性、光泽度、抑制细 菌特性、阻燃特性以及抗污染性。 pc的冲击强度非常高,并且收缩率较低,一般为0.4%~0.8%,尺寸稳定性好。 pc有很好的机械特性和耐高温性能。抗蠕变、耐磨、耐热、耐寒,脆化温度在-100℃以下, 长期工作温度达120℃。 成型零件可达到很好的尺寸精度,并在很宽的温度范围内保持其尺寸的稳定性。 但流动特性较差,加工温度高(300 oc以上),注塑过程较困难。 成本较高,其价格为pe、pp材料的2-3倍。 具有良好的耐气候性,耐室温下的水、稀酸、氧化剂、还原剂、盐、油、脂肪烃、但不耐碱、 胺、酮、脂、芳香烃。 其最大的缺点是塑件易开裂,耐疲劳强度较差。

7、ptfe(聚四氟乙烯,polytetrafluoroethylene)

聚四氟乙烯树脂为白色粉末,外观蜡状、光滑不粘,是最重要的一种塑料。ptfe具有卓越的性 能,非一般热塑性塑料所能比拟,因此有“塑料王”之称。其摩擦系数是塑料中最低的,具有良好的生 物相容性,可以制作成人工血管等直接植入人体的器械。

典型应用:留置针的套管。成型性能: 加工难度大,一般将粉料冷压成坯料,然后再烧结或挤出成型。不建议器械厂家生产此产品, 量不大时直接采购较好。 流动性差,极易分解,分解时产生腐蚀气体。宜严格控制成型温度不要超过350oc,模具应加 热至100-150 oc。 透明粒料,注塑、挤出成型。成型温度300-330oc,350oc以上容易引起变色或发生气泡。宜 高速低压成型,并注意脱模会较困难。 比重:1.7g/cm3,成型收缩率:3.1-7.7%,成型温度:300-330 oc。

主要性能特点: 耐化学腐蚀性和化学稳定性是目前已知塑料中最优越的一种,它对强酸、强碱及各种氧化剂等 腐蚀性很强的介质,甚至是沸腾的“王水”,都完全稳定。 其抗蠕变性和压缩强度好,拉伸强度高,伸长率可达100-300%,耐辐射性能优异。 它有优良的耐热、耐寒性能,可在-195- 250 oc范围内长期使用而不发生性能变化。 聚四氟乙烯的缺点是热膨胀系数大,而耐磨性和机械强度差、刚性不足、成型困难。

虽然医用高分子材料用途千差万别,但它们有共同之处,即通过使用医用高分子材料来达到治疗的目的。这些材料可以全部植入体内,也可以部分植入体内而部分暴露在体外;可以放在体内的空腔中,也可以放在体外而通过某种方式作用于体内组织。笔者在这里仅介绍医用塑料的选材。

1、选材原则

无论上述哪类环境使用的材料都应具有两种基本性能,即医用功能性和生物相容性。为了达到诊断或治疗的效果,必须有目的地去设计和利用各种人工器官和医用制品。为了使材料充分地发挥其医用功能,它还必须具有较好的生物相容性。

生物相容性是指在所需时间内,材料在体内或体外持续完成所需功能达到的能力。很明显,在大部分情况下,材料的优选标准和材料的失效原因一般属生物相容性的考虑范畴。

生物相容性是一个复杂的主题,它包括组织相容性和血液相容性,描述的是材料在生理环境中所引起的变化,要求材料与生物休组织接触时,材料不仅不会引起机体的副反应,材料本身也能正常地发挥其功能,也就是说生物相容性涉及材料对机体和机体对材料的反应。

材料使机体产生的反应包括短时期的局部反应,全身毒性、过敏反应,以及长时期的致癌反应、致畸反应、致突变反应、生物体的适应性和血液中蛋白质的吸附过程。机体使材料产生的反应包括材料在生物体内的腐蚀、降解、磨损、失效以及材料吸附血液中的有形成分。

从材料角度来看,影响生物相容性的因素有:材料的纯度、材料表面有无细菌污染、材料表面粗糙度、材料几何形状,这些仅仅是外在因素。而内在因素是材料本身的属性,包括材料的表面化学、表面能、表面电荷、化学稳定性以及降解产物化学特性和物理特性等。

综上所述,虽然医用高分子材料所处的环境不同,对材料的要求不同,但一般来说医用高分子材料应该具有下列性能: 1)物理力学性能好,能满足生理功能和使用环境的要求; 2)能耐受灭菌过程而不致影响其生物学性能和力学性能; 3)成型加工性能好,易加工成各种形状制品,成本低; 4)聚合物为医用级,重金属含量少,溶出物及可溶出物含量低; 5)对机体无毒,无热源反应,无“三致”(致癌、致畸、致基因突变)作用,不破坏邻近组织,不干扰机体的免疫机制,不引起材料表面钙化; 6) 材料与血液接触时,有较好的抗凝血性能,不引起溶血后血球减少,不造成血中蛋白质变性,不破坏血液的有形成分; (7)材料植入体内时,有足够的化学稳定性和生理惰性,且物理力学性能不发生明显变化(不包括降解材料)。

2、选用塑料品种及使用要求

人工器官

当人体的器官因患者不能康复无法行使其功能时,近代医学提供了两种可能恢复其功能的途径:一种是进行同种异体的器官移植,另一种是用人工器官置换或替代病损器官,补偿其全部或部分功能。由于前者器官来源困难,再则移植器官的保存、免疫、排斥反应等诸多问题尚未解决,因此人工器官作为另一条途径,近年来受到医疗界的重视而得到迅速发展。

一般说来,对由高分子材料制成的人工器官的主要要求有:无菌、无毒,无“三致”作用,无过敏性,非免疫性;除人工血管外,不希望形成纤维性组织包膜或向内生长,以防止胶原组织使人工器官失去其功能;如果是植入休内的人工器官、在柔顺性和织态结构的物理性质方面应同软组织接近。

此外,制品的疲劳寿命要长。

图片 表1 是人工器官选用的塑料及其对塑料的要求。

修复、植入用塑料

近20年来,骨、关节、皮肤、眼、耳、鼻、牙、牙周组织、牙槽嵴、颌关节、肿瘤切除等的修复和置换已经改善了成千上万人的生活质量。鉴于修复和置换技术的临床目的是缓解疼痛并对缺陷进行治疗,其设计目标应该是使假体材料在正常的生理条件下,在相当长的时间内具有完整性和功能性。

一般而言,作为修复和植入的塑料应能很好地被机体接受,并能在侵蚀性的环境中承受周期性的负载,因此这类塑料应具有下列性能: (1)生物相容性好; (2)较好的力学性能; (3)植入体有适合组织附着的表面状态,包括表面空隙大小、形态和分布; (4)在生理环境中材料的稳定性好; (5)具有对组织附着、长上及长入的能力; (6)材料的弹性和组织的弹性匹配; (7)易于成型加工。

图片 表2 为植人和修复用塑料及对塑料的要求。

医疗用品及器械

塑料医疗用品主要指一次性的医疗用品,如注射器、贮血袋、输血袋、输血管、引流管及各种插管、检查用具、护理用具、麻醉及手术用具、诊疗用具、计划生育用具,以及医疗制品,如绷带、遮盖层、子宫托等。用作医疗用品的塑料主要应满足下列性能: (1)无毒,易于灭菌消毒,易于保存; (2) 质轻,不易破碎; (3) 力学强度好。

图片 表3 是医疗用品及器械用塑料及对塑料的要求。

3、适用塑料品种及特性

聚酯类

作为医用塑料的聚酯类主要是聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯,这类材料制成纤维后富有弹性强度高,耐热,耐挠曲,耐腐蚀,吸水性很低,生物相容性好,因此其编织物在医学上应用广泛,如人工血管、人工食道、人工腱、创伤覆盖保护材料、心血管修补材料等。但这类材料与血液接触时,需要对材料表面进行处理以进一步提高其抗凝血性能。

聚氨酯类

当前医疗领域,人工器官和医疗器具所用的聚氨酯属于聚醚型聚氨酯。由于这类聚氨酯具有微相分离结构,因而有良好的抗凝血性能、力学性能、弹性、化学稳定性、生物相容性、耐挠曲性、耐疲劳性,耐水性、耐磨性和耐辐射性。正是由于聚氨酯的这种优异性能,使其在医疗领域获得广泛的应用。

目前正在研究将用作医用材料的聚氨酯迅速在细胞工程学、免疫工程学、生物检验、生物反应工程等方面推广应用,相信具有优异特性的聚氨酯能在这些领域内占据重要地位。

有机硅类

研究资料表明,硅与生命有着极为密切的关系。有机硅化合物具有优良的生物可接收性、生理惰性和耐生物老化性能,是用途极为广泛的医用材料。如有机硅油用作血液消泡剂,有机硅凝胶用于皮肤疤痕的治疗,硅树脂用于医疗器械的表面处理剂。

聚烯烃

聚烯烃是医用塑料的另一大品种,它主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和丙烯酸酯类及其共聚物等 。

由于聚乙烯、聚丙烯具有优异的物理力学性能,其化学稳定性、耐水性和生物相容性良好,无味、无毒、无嗅,植入体内无不良反应、密度小、易于加工成型,因此在医用高分子领域中得到广泛应用,是医用塑料中耗量最大的一个品种。超高分子量聚乙烯耐磨性强、摩擦系数小、蠕动变形小、有高度的化学稳定性和疏水性,是制作人工髓、肘、指关节的理想材料。高密度聚乙烯、聚丙烯还可用来制作人工肺、人工气管、人工喉、人工肾、人工尿道、人工骨、矫形外科修补材料及一次性医疗用品。

聚氯乙烯的化学稳定性好,有良好的耐化学药品性及耐有机溶剂性,力学性能和电性能良好,耐光和热的稳定性差。聚氯乙烯的性能可采用添加增塑剂来改善,增塑剂能使聚氯乙烯的可拉伸性和弹性增加,但拉伸强度降低。聚氯乙烯制品除其热稳定性较差而难以加热煮沸消毒外,其它性能良好。大量用作贮血袋、输血袋,以及血液导管、人工腹膜、人工尿道、袋式人工肺、心导管及人工心脏等。

聚丙烯酸酯类

聚甲基丙烯酸甲酯质轻,具有较高的力学强度,较好的抗潮湿性能,可长期在潮湿条件下使用,对水溶性无机盐、碱及某些稀酸有一定稳定性。其耐生物老化性能和生物相容性好,光学性能优异,透光率高。医学上被用来作颅骨修补材料、人工骨、人工关节、胸腔填充材料、人上关节骨粘固剂,特别是在假牙、牙托的应用中更为广泛。改性的亲水性聚甲基丙烯酸甲酯在眼科、烧伤敷料和药物微胶囊等方面也都得到广泛应用。

氟塑料

在医学上应用的氟塑料主要是聚四氟乙烯。聚四氟乙烯是高度结晶的聚合物,密度高,摩擦系数很小,化学稳定性极佳,生物相容性和抗凝血性好,不分解,植人体内无ukca认证不良反应,耐热性极好,可在200℃以上连续使用,可采用高温消毒。 所以聚四氟乙烯在医学上应用广泛,如人工心、肺、血管、心瓣膜,各种管形脏器,如人工气管、食管、胆管、尿道和人工腹膜、脑硬膜及人工皮肤等。

4、移植用人工血管应用实例

人工血管是柔韧的管状假体,用以替代患者因动脉粥样硬化或其它少见的退化性疾病所引起的血流减弱或堵塞以及搭桥旁路。

对人工血管来说,所用的材料需具有下列基本要求: (1)材料应具有充分的力学强度,绝对安全地长期承受血压的搏动; (2) 材料有较好的生物相容性和抗凝血性; (3)材料有抵制细菌附着并防止感染的能力; (4)材料的柔性和弹性与人休血管匹配; (5)材料为多孔,以利于内皮细胞生长; (6)易于手术操作。

一般说来,医用的人工血管可选用聚酯、聚四氟乙烯或聚氨酯材料。聚酯人工血管是用几微米直径的熔融挤出成型的聚合物多纤维丝经针织或平织而成。这种织物极其牢固,抗撕裂性好,且手术医生易于缝合及操作,未经涂覆的人工血管可用高压蒸汽、环氧乙烷和γ一射线等方法安全地灭菌,热机械性能不致发生明显改变。目前聚酯人工血管主要用于置换主动脉或髋动脉,并具有可靠性、耐久性和通畅性。

聚四氟乙烯是一种憎水性、化学惰性的聚合物。应用于人工血管需将它制成多孔的、具有柔性的管形。由于材料十分柔软,因此易于缝合和操作,且能耐受0.48 mpa 的压力,其抗凝血性能较聚酯好,一般用于小直径的血管。

聚氨酯具有高弹性、高模量和良好的血液相容性,作为假体材料可与宿主动脉相适应。虽然聚氨酯在不同程度上存在一定的水解性,且材料内外均可发生钙化,但目前仍是小直径人工血管的理想材料。

外科医生认为目前人工血管的发展目标是在现有人工血管材料表面种植内皮细胞技术,实现该技术的最新方法是对人工血管表面进行化学修饰,掺入特异性细胞附着肤序列。

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