醫(yī)用高分子材料及其成型工藝

1、醫(yī)用高分子材料及其成型工藝組員：羅崢嶸 吳睿涵 陳澤昕 陳文昌 蘇明杰醫(yī)用高分子材料 醫(yī)用高分子材料是依據(jù)高分子材料的某些特性及特征，如其本身是惰性的，不參與藥的作用，能只起增稠、表面活性、崩解、粘合、賦形、潤(rùn)滑和包裝 等特效，對(duì)有機(jī)體組織進(jìn)行修復(fù)、替代與再生,具有特殊功能作用的新型高技術(shù)合成高分子材料，用它制造成能有醫(yī)學(xué)價(jià)值的產(chǎn)品。醫(yī)用高分子材料 塑料作為一種十分重要的材料，在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。它既可制成一次性醫(yī)療器械如點(diǎn)滴瓶、注射器等，又能用于非一次性醫(yī)療設(shè)備如計(jì)量器、外科儀器等，醫(yī)用塑料領(lǐng)域是目前塑料工業(yè)最有發(fā)展?jié)摿Φ氖袌?chǎng)之一。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，醫(yī)用塑料材料大致分為制作人工臟器、修

2、復(fù)人體缺陷和制作醫(yī)療器械三大類(lèi)。 醫(yī)用高分子材料種類(lèi)(1)植入體內(nèi)，永久性替代使用的人工臟器或部位的塑料材料。例如人工血管、人工心臟瓣膜、人工食道、人工氣管、人工膽管、人工尿道等。此外，在手術(shù)過(guò)程中，用于體外暫時(shí)替代使用的人工臟器有人工腎臟、人工心臟、人工肺、人工肝臟等。 醫(yī)用高分子材料種類(lèi)(2)修復(fù)人體某部分缺陷的人工材料。例如人工皮膚、人工骨、人工關(guān)節(jié)、人工耳朵、人工鼻、假肢、角膜接觸眼鏡等。 醫(yī)用高分子材料種類(lèi)(3)用作醫(yī)療器械的塑料材料。例如醫(yī)用容器有輸液瓶、輸液袋、輸血袋、腹膜透析液袋、血袋等；一次性醫(yī)療用品有注射器、輸液器、輸血器、靜脈導(dǎo)液管、各種插管、血液導(dǎo)管、檢驗(yàn)用具、病人用具

3、、手術(shù)室用具、診療用具和繃帶等 聚乳酸纖維的成型方法聚乳酸(PLA)因其良好的生物相容性、生物降解性、無(wú)毒,在生物醫(yī)用領(lǐng)域被廣泛用作組織工程材料、人體器官、藥物控制釋放材料、仿生智能材料等。聚乳酸纖維的應(yīng)用聚乳酸纖維及乳酸/乙交酯的共聚物纖維作為醫(yī)用縫合線已安全使用了近30年,它們的生物相容性早被廣泛接受。聚乳酸及其共聚物縫合線柔軟性好、易染成深色,縫合和打結(jié)比較方便。另外,該類(lèi)聚合物還具有生物相容性好、改變共聚物組成,可控制吸收周期的特點(diǎn)。纖維集束模壓成型纖維集束模壓成型是目前為止研究得最成功的一種自增強(qiáng)工藝,適合于幾乎所有生物可降解的聚合物如聚羥基乙酸(PGA)、聚乳酸(PLA)及其共聚物

4、(PGA/PLA)以及聚2羥基丁酸(PHB)、聚二氧六環(huán)(PDS)、聚酰胺酯(PEA)等,而且可以制成板狀、棒狀、螺釘?shù)雀鞣N形狀。 纖維集束模壓成型纖維集束模壓成型可采用不同的加工方法:1)將高聚物熔體與同種材料的纖維混合,熔體-纖維混合物在模具中快速冷卻成型;2)將聚合物纖維在模具中平行排列,一定壓力下加熱使其表面熔化而粘合,再冷卻成型;3)將磨細(xì)的聚合物粉末與纖維混合,一定壓力下加熱使粉末熔化而纖維只表面熔化內(nèi)部取向不變,再冷卻成型。塑料材料的藥品容器藥用塑料包裝由于具有質(zhì)輕，運(yùn)輸中無(wú)破損，所以近幾年來(lái)，我國(guó)藥用包裝塑料容器輸液袋、液體藥用瓶、原料藥用桶等發(fā)展的較快，目前我國(guó)用于藥品包裝主

5、要原材料為HDPE、LDPE，它無(wú)毒、無(wú)味，有很好的阻隔濕氣滲透性，符合國(guó)家藥品包裝容器（材料）標(biāo)準(zhǔn)。塑料材料的藥品容器成型中空擠出吹塑 中空擠出吹塑是利用擠出機(jī)連續(xù)地?cái)D出空心管，然后用剪刀（人工）或切割裝置（自動(dòng)）將其切成小段后移到擠吹模具內(nèi)吹制成型。其優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備簡(jiǎn)單，投資小，成本價(jià)格低；缺點(diǎn)是：瓶口不平，密封性能差。此外，中空擠出吹塑工藝所適用的塑料原料是PE，常用的為L(zhǎng)DPE,其阻透性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于HDPE和PP，裝藥保質(zhì)期短。吹塑注塑中空擠出吹塑特點(diǎn)吹塑用的模具只有陰模 ( 凹模 ) ，與注塑成型相比，設(shè)備造價(jià)較低，適應(yīng)性較強(qiáng)，可成型性能好 ( 如低應(yīng)力 ) 、可成型具有復(fù)雜起伏曲線 (

6、 形狀 ) 的制品。吹塑成型起源于 19 世紀(jì) 30 年代。直到 1979 年以后，吹塑成型才進(jìn)入廣泛應(yīng)用的階段。這一階段，吹塑級(jí)的塑料包括：聚烯烴、工程塑料與彈性體；吹塑制品的應(yīng)用涉及到汽車(chē)、辦公設(shè)備、家用電器、醫(yī)療等方面；每小時(shí)可生產(chǎn) 6 萬(wàn)個(gè)瓶子也能制造大型吹塑件 ( 件重達(dá) 180kg) ，多層吹塑技術(shù)得到了較大的發(fā)展。3D打印技術(shù)應(yīng)用醫(yī)療3D打印技術(shù)是目前全球最尖端的幾項(xiàng)技術(shù)之一，該技術(shù)甚至被人看做引領(lǐng)第三次工業(yè)革命的新技術(shù)。3D打印，也叫增材制造技術(shù)是快速成形技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字化模型為基礎(chǔ)，運(yùn)用可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印技術(shù)應(yīng)用醫(yī)療3D打印技術(shù)

7、基本原理是【分層制造、逐層疊加】。把一個(gè)通過(guò)設(shè)計(jì)或者掃描等方式做好的3D模型按照某一坐標(biāo)軸切成有限多個(gè)剖面，然后一層一層的打印出來(lái)并按原來(lái)的位置堆積到一起，形成一個(gè)實(shí)體的立體模型，類(lèi)似于高等數(shù)學(xué)中的積分。3D打印技術(shù)應(yīng)用醫(yī)療2013年4月9日，日本一家醫(yī)院的醫(yī)生先使用刀具切割了一個(gè)由3D打印機(jī)打印的患者肝臟的三維復(fù)制品。這個(gè)模型幫助醫(yī)生計(jì)算出如何切割肝臟，并成功的進(jìn)行了肝臟移植手術(shù)3D打印技術(shù)應(yīng)用醫(yī)療俄亥俄州的小男孩Kaiba Gionfriddo，極端罕見(jiàn)的先天性氣管支氣管軟化癥，無(wú)法自主呼吸，每日面臨死亡威脅。密西根大學(xué)醫(yī)學(xué)院根據(jù)CT影像利用3D打印機(jī)打印了一個(gè)氣管支架植入體內(nèi)，7天后撤離呼吸機(jī)自主呼吸。2013年5月23日發(fā)表在新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志。3D打印技術(shù)應(yīng)用醫(yī)療3D打印技術(shù)應(yīng)用醫(yī)療3D打印的興起已經(jīng)使得人身體的每個(gè)部分都變成可定制的了。日前，一位22歲的荷蘭女人患上了一種非常