醫(yī)療器械行業(yè)的發(fā)展目前正極大地推進著醫(yī)療保健事業(yè)的進步,而該行業(yè)顯著的特點就是高水平的創(chuàng)新和激烈的競爭萌衬。醫(yī)療器械領(lǐng)域研究和開發(fā)的一個有趣的特性就是該行業(yè)需要多種生物醫(yī)學(xué)和工程學(xué)科的交叉融合饮醇。
如先進醫(yī)療技術(shù)協(xié)會(AdvaMed)所說,醫(yī)療器械行業(yè)涉及的范圍十分廣泛秕豫,它不光包含塑料領(lǐng)域朴艰,還包含諸如微電子,軟件,電信和生物制藥及其他先進材料領(lǐng)域的研究成果呵晚。
醫(yī)療器械全球市場分布
全球醫(yī)療器械行業(yè)市場龐大蜘腌,復(fù)雜且分散。該市場在全球市場的估值取決于對“醫(yī)療器械”這一行業(yè)范圍如何定義饵隙,因為醫(yī)療器械領(lǐng)域包含的范圍非常廣泛撮珠。據(jù)稱,全球市場目前大約有8,500種類型的醫(yī)療設(shè)備金矛,從最簡單的繃帶和眼鏡芯急,到維護生命的植入設(shè)備,篩查和診斷疾病和健康狀況的設(shè)備驶俊,最復(fù)雜的診斷成像和微創(chuàng)手術(shù)設(shè)備等等娶耍,這都屬于醫(yī)療設(shè)備的范疇。
目前全球?qū)@一市場價值的估計仍存在分歧(通常認為該市場市值在1400-1500億美元的范圍內(nèi))饼酿,但目前人們一致認為醫(yī)療器械行業(yè)最大的市場是美國榕酒,其次是歐洲和日本。
由于人口老齡化的等原因故俐,一些國家面臨著日益增長的醫(yī)療保健需求和醫(yī)療資源相對不充裕之間的矛盾想鹰。而不斷創(chuàng)新的醫(yī)療技術(shù)為這些國家提供了重要的解決方案。先進的醫(yī)療技術(shù)不僅可以節(jié)省患者時間药版,改善患者的生活辑舷,還可以降低醫(yī)療成本,提高醫(yī)療保健服務(wù)系統(tǒng)的效率槽片,并通過讓人們更快地重返工作崗位來提高生產(chǎn)率何缓。
為了實現(xiàn)這一目的,醫(yī)療技術(shù)行業(yè)在研發(fā)方面投入了大量資金还栓,而美國是醫(yī)療技術(shù)研發(fā)的全球領(lǐng)導(dǎo)者碌廓。在20世紀90年代,醫(yī)療設(shè)備和診斷行業(yè)的研發(fā)支出占其銷售額的百分比翻了一番還多蝙云。
從絕對數(shù)字來看氓皱,自1990年以來,研發(fā)支出每年累計增長20%勃刨。這一研發(fā)經(jīng)費的支出水平與制藥業(yè)的支出水平相當,更是美國行業(yè)整體平均水平的三倍多股淡。
激烈的競爭和小公司的創(chuàng)新動力推動了醫(yī)療技術(shù)行業(yè)的發(fā)展身隐。這些公司推動了產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度,以及新產(chǎn)品的創(chuàng)新周期唯灵。在許多情況下贾铝,基本每18個月就會有一次新產(chǎn)品的迭代。塑料材料種類,工藝和應(yīng)用的更新?lián)Q代在這一不斷創(chuàng)新的過程中就是一個典型的例子垢揩。
舉個例子玖绿,我們可以先從針對醫(yī)療器械尺寸精度定制領(lǐng)域的聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)樹脂材料開始。
巴斯夫的UltradurB4520PRO是一款完全商業(yè)化的PBT樹脂材料叁巨,它適用于醫(yī)療技術(shù)中的注塑成型工藝斑匪。其極好的尺寸穩(wěn)定性和對樹脂材料收縮現(xiàn)象的優(yōu)化讓它能滿足醫(yī)療器械部件對尺寸嚴格的要求。
PBT樹脂其他特征如下:
● 可以用電離γ輻射或環(huán)氧乙烷進行滅菌
● 制造方法簡單
● 對極性和非極性溶劑具有廣泛的耐性
● 吸水性低
● 滑動性能理想锋勺,該材料本身具有高摩擦性系數(shù)同時具有耐磨性(這也取決于滑動的配件形狀)
● 出色的耐熱老化性能
● 良好的成型性蚀瘸,循環(huán)周期短
胰島素筆的機械部件
在醫(yī)療上面的應(yīng)用:
● 可以用于醫(yī)療功能設(shè)備或機械組件,具有高的尺寸精度和穩(wěn)定性庶橱,可用于藥物輸送系統(tǒng)設(shè)備贮勃,如胰島素筆,吸入器或計量裝置
● 可用于成型設(shè)備組件苏章,如歧管寂嘉,螺釘,套管枫绅,閥門泉孩,柱塞,刺血針或蓋子和外殼
● 過濾系統(tǒng)
● 藥物容器
● 藥品封口
● 一次性用品
接下來介紹三種用于植入式醫(yī)療器械的醫(yī)用級纖維和紗線加工開發(fā)領(lǐng)域撑瞧,基于聚合物熔體或溶液擠出的主要生產(chǎn)技術(shù)棵譬,內(nèi)容如下:
● 熔融紡絲技術(shù):通過噴絲頭擠出熔融聚合物
● 干法紡絲技術(shù):在纖維紡絲之前將聚合物溶解在揮發(fā)性有機溶劑中
● 濕法紡絲技術(shù):使用非揮發(fā)性溶劑和凝固法進行紡絲
AdhesivesResearch公司最近推出了由ARmicron設(shè)計的醫(yī)用纖維紡絲技術(shù),該技術(shù)通過獨特的HDME熔體紡絲工藝來實現(xiàn)预伺。而不使用溶劑進行熔融紡絲订咸,也是目前醫(yī)用纖維生產(chǎn)的首選技術(shù)。
島式復(fù)合結(jié)構(gòu)纖維
該方法是使用單絲酬诀,復(fù)絲和一定細度的纖維來制成一系列具有特定物理性質(zhì)或生物相容性的脏嚷,支持生物再吸收或不可進行生物再吸收的聚合物產(chǎn)品。
適用于HDME醫(yī)用纖維具有生物相容性的聚合物的實例
這些纖維可以定制具有高分辨率的內(nèi)部纖維層以及外部為亞微米表面結(jié)構(gòu)的多組分纖維瞒御。這為傷口愈合父叙,可植入裝置和醫(yī)用紡織品的新設(shè)計提供了可能性,同時為受控藥物遞送過程提供了新的設(shè)計方法肴裙,并且可以有助于改進組織工程中的定向細胞向內(nèi)生長技術(shù)趾唱。
在另一些領(lǐng)域,高分子技術(shù)也有許多應(yīng)用蜻懦。例如基于PEEK Vestakeep(由Evonik提供的聚醚醚酮)的電池供電的模塑泵甜癞,它可以幫助患者排出腹部積液。
瑞士Sequana Medical公司開發(fā)的ALFAPump系統(tǒng)由皮下植入電池供電的泵和導(dǎo)管系統(tǒng)組成宛乃。導(dǎo)管系統(tǒng)中一根導(dǎo)管將腹部和一個泵連接在一起悠咱,第二根導(dǎo)管從泵連接到膀胱蒸辆,這樣就可以自動且連續(xù)地收集腹水并將它們轉(zhuǎn)移到膀胱,從而通過正常排尿過程來將腹水排出體外析既。
醫(yī)用級的PEEK特別適合在人體內(nèi)長期使用躬贡。PEEK有出色的生物相容性和生物穩(wěn)定性。與金屬相比眼坏,PEEK所含有的離子含量幾乎為零拂玻,這有效的防止了它與身體發(fā)生反應(yīng)。
ALFA移液泵系統(tǒng)
PEEK植入物也比同類型的金屬植入物輕得多空骚。它不阻擋X射線照射纺讲,并且可以根據(jù)需要通過注射成型復(fù)雜的形狀。早先獲得CE認證的ALFAPump系統(tǒng)目前已被引入歐洲領(lǐng)先的肝病學(xué)中心得到了應(yīng)用囤屹。其他醫(yī)用級PEEK生產(chǎn)商包括Victrex和Solvay Specialty Polymers熬甚。
目前在醫(yī)療應(yīng)用中,用于血液治療手術(shù)和血液處理裝置的Tritan共聚酯已由Eastman Chemical 公司成功商業(yè)化肋坚。共聚酯可用于許多血液治療裝置乡括,包括外科手術(shù)裝置,例如充氧器智厌,血液存貯器诲泌,血液過濾器,心臟停搏過濾器和排氣裝置裝置铣鹏。
此外敷扫,它已被證明可以成功應(yīng)用于諸如血液分離器,血液微過濾器或離心裝置之類的血液管理裝置中并且已經(jīng)成功實現(xiàn)了商業(yè)化诚卸。該材料不含BPA葵第,還具有以下特性:
● 清晰度好 - 可以更容易地發(fā)現(xiàn)氣泡,血液凝結(jié)塊和滲漏合溺。
● 化學(xué)性耐受性好- 在接觸血液卒密,脂質(zhì)和侵蝕性消毒劑后仍能保持美觀和功能。這也意味著在它可以使用環(huán)己酮或其他溶劑的溶劑進行粘合用以改善抗環(huán)境應(yīng)力開裂(ESC)的性能棠赛。
● 著色穩(wěn)定
● 良好的可加工性
● 韌性 - Tritan共聚酯的韌性優(yōu)于聚碳酸酯(PC)哮奇,并且比其他常見的熱塑性塑料具有更好的沖擊強度。
● 與PC相比具有更低的固有殘余應(yīng)力睛约。
● 在γ射線或電子束輻射或環(huán)氧乙烷氣體滅菌后仍能保持玻璃狀的透明度鼎俘。
血液治療管理裝置(左)和TrTI共聚酯與聚碳酸酯γ滅菌效果的比較(右)
最后在醫(yī)用塑料包裝領(lǐng)域中,KlöcknerPentaplast的三層PVC / PVdC / PVC薄膜Pentapharm alfoil E S03采用了Solvay的Super B PVdC辩涝,這種PVdc有高結(jié)晶度的PVdC分散體而芥,具有比標準PVdC更好的阻隔性和耐熱性。該透明薄膜是先進的薄膜生產(chǎn)商的PVdC涂層聚合物薄膜產(chǎn)品系列的延伸產(chǎn)品膀值,具有足夠的柔韌性棍丐,可以承受大的彎曲應(yīng)力而不會開裂,并具有與高阻隔等級的Aclar相當?shù)淖韪粜阅堋?br />
這些新型薄膜是唯一具有三層對稱結(jié)構(gòu)的高濕度/氧氣阻隔PVdC涂層薄膜沧踏,旨在提高包裝的性能歌逢。這些薄膜在與PVC單膜相同的溫度范圍內(nèi)進行熱成型,并且要保證PVC外層的摩擦系數(shù)較低以防止在預(yù)熱板上發(fā)生阻塞翘狱,并要保證在熱成型過程中能有更一致的材料流動秘案。這些薄膜與所有標準的乙烯基的配合使用中密封良好,符合美國食品和藥物管理局的藥品包裝要求潦匈。
Pentapharm alfoil E S03是Aclar一款更具經(jīng)濟型的低阻隔級薄膜阱高,并且相對于標準PVdC薄膜提供了更好的成本/阻隔比。例如茬缩,120克重量的Pentapharm alfoil E SO3膜具有兩倍于90克重量膜標準PVdC的氧氣阻隔特性能赤惊。(文章來源于網(wǎng)絡(luò))
五磷高阻隔膜