醫(yī)用橡膠制品
醫(yī)用橡膠制品
早在19世紀(jì),醫(yī)用橡膠制品就已開始在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得以應(yīng)用。醫(yī)用橡膠制品由于具體的使用目的和條件不同,在物理、化學(xué)和生物學(xué)性能方面的要求也有所不同,但*基本的功能要求必須是相同的:不能給人體健康帶來有害影響;生產(chǎn)制造工藝盡可能簡(jiǎn)單;具備制品功能性要求的物理機(jī)械性能。
醫(yī)用橡膠制品的用材*初主要使用天然橡膠(NR)。NR具有優(yōu)良的彈性、強(qiáng)度、抗撕性和耐疲勞等物理機(jī)械性能。然而NR也有它的局限性,如耐油性和耐熱性不足等。NR除了含橡膠烴外,還含有多種蛋白質(zhì)、多糖類物質(zhì),加上膠料中各種配合劑及其它低分子物質(zhì),經(jīng)過一段時(shí)間后可能析出,會(huì)對(duì)生物體產(chǎn)生一定的危害。隨著醫(yī)學(xué)界對(duì)醫(yī)用橡膠制品不斷探索和研究,除使用純化NR外,還應(yīng)用丁橡膠(NBR)、丁基橡膠(IIR)、異戊橡膠(IR)、聚氨酯橡膠、硅橡膠等。這些醫(yī)用橡膠制品在人工器官、醫(yī)療用品和藥品裝置等方面都取得巨大進(jìn)展,并得到廣泛應(yīng)用。
人工器官
人工器官屬長(zhǎng)期植入型,無論是物理、化學(xué)還是生物學(xué)試驗(yàn)和臨床應(yīng)用,均應(yīng)考慮植入物對(duì)組織的局部作用和全身作用、組織對(duì)植入物的作用以及植入物應(yīng)發(fā)揮的功能等因素,因而,對(duì)生物相溶性和耐生物老化性均有很高要求。另外,由于人工器官是與人體(或動(dòng)物體)直接相接觸的高分子材料,其所含的微量元素超過一定濃度后就會(huì)破壞機(jī)體正常的生理功能,帶來各種有害反應(yīng),尤其是重金屬元素在體內(nèi)積累后會(huì)破壞的功能。因此,必須嚴(yán)格控制醫(yī)用橡膠制品的重金屬元素含量,保證其應(yīng)用的**性。
人工器官所用的橡膠制品多為硅橡膠和聚氨酯橡膠。
硅橡膠顯示出良好的抗凝血性,不會(huì)對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)產(chǎn)生**影響,加上其本身具有耐高溫、耐老化、透明度高、無毒、無味、不致癌等一系列優(yōu)良的特性,在心臟起博器、心瓣中得到應(yīng)用,使成千上萬的患者獲得了新生。同時(shí),硅橡膠**、眼眶底托、鼻梁、耳廓、指關(guān)節(jié)、氣管插管、腹膜透析管、導(dǎo)尿管等在20世紀(jì)60至70年代也廣泛投入了臨床應(yīng)用。
醫(yī)用硅橡膠制品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷售與普通硅橡膠制品基本上是相同的,但對(duì)所用材料、制造工藝、加工設(shè)備、生產(chǎn)環(huán)境、產(chǎn)品包裝的要求要比普通制品高得多。體內(nèi)硅橡膠制品因用于體內(nèi),其配方應(yīng)力求簡(jiǎn)單,可不加的輔助材料盡量不加,各種配合材料要求純凈,嚴(yán)禁加入有毒物質(zhì)。通常使用的主要補(bǔ)強(qiáng)劑為白炭黑,硫化劑一般采用過氧化物,如2,4-二氯過氧化苯甲(DCBP)和2,5-二甲基-2,5-二叔丁基過氧化己烷(DBPMH),在加工過程中為了方便操作以及防止結(jié)構(gòu)化傾向,往往加入少量的羥基硅油、烷氧基硅烷等操作助劑。例如:模壓硫化硅橡膠配方:甲基乙烯基硅橡膠100;2號(hào)D4處理白炭黑45~50;DBPMH0.5~1;羥基硅油2~3。熱空氣硫化擠出制品高抗撕硅橡膠配方:甲基乙烯基硅橡膠100;高抗撕白炭黑50;膏狀DCBP(40%)1.5。
醫(yī)用聚氨酯是一種介于一般橡膠與塑料之間的高分子材料,具有優(yōu)良的屈撓疲勞壽命和物理機(jī)械性能,以及優(yōu)良的血液相溶性和生理惰性,將來必定成為發(fā)展醫(yī)用橡膠制品的優(yōu)選材料。1967年Ethicon公司發(fā)明醫(yī)用聚醚型聚氨酯彈性體,同年Arco公司推出聚醚型聚氨酯和聚二甲基硅氧烷的嵌段共聚物Arcothane51,現(xiàn)在這兩種聚氨酯均在抗凝血要求很高的人工心臟血泵和隔膜、輔助心臟、血管、涂層等方面得到應(yīng)用。
近年來,新型醫(yī)用聚氨酯熱塑性彈性體,以其優(yōu)良的生物相容性、可粘合性和抗血栓性,以及優(yōu)異的力學(xué)性能,在醫(yī)用生物材料中扮演著極為重要的角色,是*優(yōu)異的生物材料之一。醫(yī)用聚氨酯熱塑性彈性已用于制成一系列醫(yī)用制品,包括:人工心臟瓣膜、人工肺,醫(yī)用粘合劑、人造皮膚、**敷料、介入**導(dǎo)管、計(jì)劃生育用品等。
醫(yī)療用品
醫(yī)療用品所用生膠需力求純潔。目前,所用的材料大部分為國(guó)產(chǎn)NR,因其煙熏味較淡、雜質(zhì)也很少,國(guó)產(chǎn)顆粒膠或標(biāo)準(zhǔn)膠色澤也不深,適宜用于制作導(dǎo)管、外科手套、水褥等醫(yī)療制品。合成橡膠如反式1,4-聚異戊二烯制成有孔板材在加熱條件下(60~80℃)軟化定型作為骨折扭挫后取代石膏的新型固定材料在國(guó)內(nèi)已加工成制品供臨床使用。其它的合成橡膠,如丁苯橡膠(SBR)、NBR、IIR、硅橡膠等根據(jù)使用特性,結(jié)合生產(chǎn)工藝要求和經(jīng)濟(jì)核算等方面考慮,可單獨(dú)使用或適量摻用。
藥品裝置
隨著人民生活水平的不斷提高,健康問題日益受到重視。各種醫(yī)藥產(chǎn)品的需求量不斷增加,對(duì)為醫(yī)用產(chǎn)品配套的橡膠瓶塞要求越來越高,為了延長(zhǎng)藥品的有效貯存期,要求達(dá)到更良好的密封性。為了適合各新品種**的包裝,要求有更高的耐化學(xué)藥品腐蝕性,故以天然橡膠為主要原料的藥塞已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求,而IIR和鹵化丁基橡膠(XIIR)在*小的污染性、低的透氣和透水性、耐蒸汽和大氣老化性、耐化學(xué)藥品性、耐穿刺性、密封性、**性等遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其它膠種。如要在油劑型**介質(zhì)中使用,選擇使用氯丁橡膠(CR)和NBR可以滿足其性能要求,當(dāng)藥用瓶塞要求特別耐熱時(shí),也可選用硅橡膠和三元乙丙橡膠(EPDM)。
常用的膠塞主要包括***瓶塞和生物藥品瓶塞。***瓶塞配方為:生膠以NR、IIR為主,含膠率為50%~60%;用陶土、滑石粉、白炭黑和碳酸鈣等為填料;促進(jìn)劑以M、D、DM并用較為普遍,此外還可用EZ或TMTD等超速促進(jìn)劑;硫黃用量不超過2份;顏料一般用較穩(wěn)定的無機(jī)填料。生物藥品膠塞配方為:生膠以NR、硅橡膠、IIR、EPDM為主,含膠率一般較高;*好以白炭黑為填料;采用低硫或無硫硫化體系;一般不添加著色劑;氧化鋅含量盡量少。
對(duì)醫(yī)用瓶塞而言,僅有良好的膠料配方還是不夠的,其生產(chǎn)環(huán)境是否嚴(yán)密、整潔,生產(chǎn)管理、技術(shù)管理好壞都會(huì)影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。膠料混煉時(shí),混煉溫度過低或混煉時(shí)間過短都易導(dǎo)致混煉不均勻,混煉溫度過高或混煉時(shí)間過長(zhǎng)則會(huì)影響膠料物化性能,這些因素都影響成品性能。一般來說,在規(guī)定的壓力和溫度下,硫化時(shí)間不足,會(huì)造成制品欠硫,表現(xiàn)為產(chǎn)品硬度不夠、易發(fā)粘、耐熱性差、易噴霜、鋅鹽含量高、針刺合格率低;硫化時(shí)間過長(zhǎng)又會(huì)造成過硫,有些膠料會(huì)變硬變脆,有些會(huì)發(fā)粘,致使針刺合格率降低;硫化溫度過高也會(huì)導(dǎo)致橡膠分子鏈斷裂,乃至發(fā)生硫化返原,使產(chǎn)品拉伸性能降低、針刺合格率下降。另外,產(chǎn)品成型后還要經(jīng)過后處理,后處理是將硫化好的醫(yī)用橡膠塞在一定濃度的酸液或堿液中浸泡一定時(shí)間,使產(chǎn)品表面可溶的物質(zhì)溶于溶液中,處理后的膠塞再經(jīng)化學(xué)檢驗(yàn)時(shí),其結(jié)果便可低于規(guī)定指標(biāo)。如果后處理液濃度太高,產(chǎn)品內(nèi)部可抽提物不易被抽提出來,會(huì)致使產(chǎn)品化學(xué)檢測(cè)數(shù)據(jù)超標(biāo);如果后處理液濃度太低,可抽提物被充分抽提出來,清洗效果不好,所以應(yīng)選擇合適的后處理液濃度。后處理時(shí)間過短會(huì)造成處理不徹底,可抽出物不能被全部抽出,產(chǎn)品化學(xué)檢測(cè)數(shù)值容易超標(biāo),貯存時(shí)配合劑容易噴出,影響產(chǎn)品質(zhì)量;后處理時(shí)間長(zhǎng),生產(chǎn)效率低并且造成產(chǎn)品老化速度加快,甚至將產(chǎn)品腐蝕。所以,應(yīng)根據(jù)所選用后處理溶液的濃度來確定合適的后處理時(shí)間,使醫(yī)用瓶塞滿足各項(xiàng)指標(biāo)要求。
目前,醫(yī)用橡膠制品的品種、數(shù)量正在逐年增加,用途也在不斷增多。隨著技術(shù)的不斷更新以及研究的不斷深入,今后會(huì)有質(zhì)量更好、價(jià)格更低、使用更方便的醫(yī)用橡膠制品不斷滿足醫(yī)療和患者的需求,并大量應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué),應(yīng)用前景十分廣闊。