*用橡膠製品
*用橡膠製品
早在19世紀,*用橡膠製品就已開始在*學領(lǐng)域得以應(yīng)用。*用橡膠製品由於具體的使用目的和條件不同,在物理、化學和生物學性能方麵的要求也有所不同,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)製造工藝儘可能簡單;具備製品功能性要求的物理機械性能。
*用橡膠製品的用材*初主要使用天然橡膠(NR)。NR具有優(yōu)良的彈性、強度、抗撕性和耐疲勞等物理機械性能。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)過一段時間後可能析出,會對生物體產(chǎn)生一定的危害。隨著*學界對*用橡膠製品不斷探索和研究,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、矽橡膠等。這些*用橡膠製品在人工器官、*療用品和藥品裝置等方麵都取得巨大進展,並得到廣泛應(yīng)用。
人工器官
人工器官屬長期植入型,無論是物理、化學還是生物學試驗和臨床應(yīng)用,均應(yīng)考慮植入物對組織的局部作用和全身作用、組織對植入物的作用以及植入物應(yīng)發(fā)揮的功能等因素,因而,對生物相溶性和耐生物老化性均有很高要求。另外,由於人工器官是與人體(或動物體)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後就會破壞機體正常的生理功能,帶來各種有害反應(yīng),尤其是重金屬元素在體內(nèi)積累後會破壞的功能。因此,必須嚴格控製*用橡膠製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製品多為矽橡膠和聚氨酯橡膠。
矽橡膠顯示出良好的抗凝血性,不會對細胞生長產(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、不致癌等一係列優(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,矽橡膠**、眼眶底托、鼻梁、耳廓、指關(guān)節(jié)、氣管插管、腹膜透析管、導尿管等在20世紀60至70年代也廣泛投入了臨床應(yīng)用。
*用矽橡膠製品的設(shè)計、生產(chǎn)和銷售與普通矽橡膠製品基本上是相同的,但對所用材料、製造工藝、加工設(shè)備、生產(chǎn)環(huán)境、產(chǎn)品包裝的要求要比普通製品高得多。體內(nèi)矽橡膠製品因用於體內(nèi),其配方應(yīng)力求簡單,可不加的輔助材料儘量不加,各種配合材料要求純淨,嚴禁加入有毒物質(zhì)。通常使用的主要補強劑為白炭黑,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矽油、烷氧基矽烷等操作助劑。例如:模壓硫化矽橡膠配方:甲基乙烯基矽橡膠100;2號D4處理白炭黑45~50;DBPMH0.5~1;羥基矽油2~3。熱空氣硫化擠出製品高抗撕矽橡膠配方:甲基乙烯基矽橡膠100;高抗撕白炭黑50;膏狀DCBP(40%)1.5。
*用聚氨酯是一種介於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*用橡膠製品的優(yōu)選材料。1967年Ethicon公司發(fā)明*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矽氧烷的嵌段共聚物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、塗層等方麵得到應(yīng)用。
近年來,新型*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)異的力學性能,在*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。*用聚氨酯熱塑性彈性已用於製成一係列*用製品,包括:人工心臟瓣膜、人工肺,*用粘合劑、人造皮膚、**敷料、介入**導管、計劃生育用品等。
*療用品
*療用品所用生膠需力求純潔。目前,所用的材料大部分為國產(chǎn)NR,因其煙熏味較淡、雜質(zhì)也很少,國產(chǎn)顆粒膠或標準膠色澤也不深,適宜用於製作導管、外科手套、水褥等*療製品。合成橡膠如反式1,4-聚異戊二烯製成有孔板材在加熱條件下(60~80℃)軟化定型作為骨折扭挫後取代石膏的新型固定材料在國內(nèi)已加工成製品供臨床使用。其它的合成橡膠,如丁苯橡膠(SBR)、NBR、IIR、矽橡膠等根據(jù)使用特性,結(jié)合生產(chǎn)工藝要求和經(jīng)濟核算等方麵考慮,可單獨使用或適量摻用。
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*藥產(chǎn)品的需求量不斷增加,對為*用產(chǎn)品配套的橡膠瓶塞要求越來越高,為了延長藥品的有效貯存期,要求達到更良好的密封性。為了適合各新品種**的包裝,要求有更高的耐化學藥品腐蝕性,故以天然橡膠為主要原料的藥塞已遠遠不能滿足要求,而IIR和鹵化丁基橡膠(XIIR)在*小的汙染性、低的透氣和透水性、耐蒸汽和大氣老化性、耐化學藥品性、耐穿刺性、密封性、**性等遠遠超過其它膠種。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,當藥用瓶塞要求特彆耐熱時,也可選用矽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;促進劑以M、D、DM並用較為普遍,此外還可用EZ或TMTD等超速促進劑;硫黃用量不超過2份;顏料一般用較穩(wěn)定的無機填料。生物藥品膠塞配方為:生膠以NR、矽橡膠、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係;一般不添加著色劑;氧化鋅含量儘量少。
對*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)境是否嚴密、整潔,生產(chǎn)管理、技術(shù)管理好壞都會影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。膠料混煉時,混煉溫度過低或混煉時間過短都易導致混煉不均勻,混煉溫度過高或混煉時間過長則會影響膠料物化性能,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,硫化時間不足,會造成製品欠硫,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;硫化時間過長又會造成過硫,有些膠料會變硬變脆,有些會發(fā)粘,致使針刺合格率降低;硫化溫度過高也會導致橡膠分子鏈斷裂,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)品成型後還要經(jīng)過後處理,後處理是將硫化好的*用橡膠塞在一定濃度的酸液或堿液中浸泡一定時間,使產(chǎn)品表麵可溶的物質(zhì)溶於溶液中,處理後的膠塞再經(jīng)化學檢驗時,其結(jié)果便可低於規(guī)定指標。如果後處理液濃度太高,產(chǎn)品內(nèi)部可抽提物不易被抽提出來,會致使產(chǎn)品化學檢測數(shù)據(jù)超標;如果後處理液濃度太低,可抽提物被充分抽提出來,清洗效果不好,所以應(yīng)選擇合適的後處理液濃度。後處理時間過短會造成處理不徹底,可抽出物不能被全部抽出,產(chǎn)品化學檢測數(shù)值容易超標,貯存時配合劑容易噴出,影響產(chǎn)品質(zhì)量;後處理時間長,生產(chǎn)效率低並且造成產(chǎn)品老化速度加快,甚至將產(chǎn)品腐蝕。所以,應(yīng)根據(jù)所選用後處理溶液的濃度來確定合適的後處理時間,使*用瓶塞滿足各項指標要求。
目前,*用橡膠製品的品種、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,今後會有質(zhì)量更好、價格更低、使用更方便的*用橡膠製品不斷滿足*療和患者的需求,並大量應(yīng)用於臨床*學,應(yīng)用前景十分廣闊。