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医用塑料行业追求“三高”将“钱”景无限

发布时间:2015-11-13 17:14:00   来源:中国塑料机械网   浏览数:2142

对于塑料行业而言,医疗应用领域无疑是一座“钱”景无限的大金库,从相对简单的塑料制品如针筒、吸液管、培养皿和量杯等,到复杂的集成式医疗器械如胰岛素计量笔、透析器、超声雾化器、医用X射线机等都采用了塑料材质。由于这些制品的使用与人的健康甚至性命息息相关,因此对医用塑料的制造材料和生产过程要求都非常严苛:材料要安全可靠、生产车间洁净;生产设备精密化,低成本高效率。

高安全性

安全性是医用塑料产品最基本的要求,主要视乎产品对医护人员、患者以及产品的用后处理方面是否安全。需要从产品的设计、原材料的选用、生产工艺及加工生产过程、生产环境、产品质量技术指标等多方面综合考量。

塑料作为医用材料时,通常应符合以下要求:对机体无毒性、无致癌性、不引起过敏反应或干扰机体的免疫机理;植入体内的材料生物相容性要好;与血液接触的材料,要有一定抗凝血性能;能经受消毒过程而不致变形等等。

医用塑料产品

医用塑料产品

对pvc替代材料的研究,是近年的热点。PVC目前是医疗业使用范围和用量最大的聚合物,不过其可能释放邻苯二甲酸酯,会对人体健康造成潜在危害。TPU,被认为是更安全的替代材料。首先,TPU的生物性能、机械性能以及加工性能均与PVC相当,而且不需要通过增塑剂来获得柔韧性,因此不存在邻苯二甲酸酯迁移风险。

另外,TPU在插入人体前具有足够硬度,而进入人体后变得柔韧的特性可确保患者感觉舒适。不过,医用级TPU价格昂贵,目前主要是应用于高附加值精密介入导管、人工心脏辅助装置、人工血管等。由于医用级TPU要求纯度高、反应条件和工艺条件要求苛刻,生产技术只集中在几家外企手中,如:巴斯夫、科思创(前拜耳材料科学)、路博润、陶氏化学和亨斯迈等。

医疗领域有机硅材料的需求量也在不断增大。与PVC相比,其在抗感染、密封粘合、防水、无刺激性等方面具有明显优势。道康宁、蓝星有机硅和瓦克等公司在这方面研究颇有建树。其中瓦克推出的有机硅薄膜SILPURAN Film,能让水蒸气和氧气等气体透过薄膜扩散,可以用于生产具有透气性的、有助于康复进程的伤口胶带,或在人工心肺机等医疗装置中用作透气薄膜。

除了对生产材料要求严苛,医疗塑料制品对加工设备的要求也非常严格。特别是对于使用环境有特殊要求的测试类、检测类、容器类和器官类等医疗制品,在成型时必须使用洁净室。许多加工设备供应商为此开发了诸多解决方案。例如,耐驰特(Netstal),对医疗用注塑机的设计和生产制订了特殊的规则和生产程序,专门设立一个独立的洁净室注塑机生产区,由经过特殊训练的人员对洁净室用注塑机进行组装。同时还提供多种特殊的配置,包括:水冷式驱动电机,可避免气冷时形成的涡旋气流;动模板、定模板表面特殊合金涂层处理;符合FDA标准的无毒害液压油等。

高能效与高精度

在瞬息万变的时代,高能效是所有商家共同追求的目标。通常,医疗制品厂商都要求加工设备在尽可能短的循环周期条件下,以最高的设备稳定性及安全性制造出最佳品质的产品,因此自动化与系统整合解决方案成为关注的热点。

高精度,也是医疗塑料制品的关键要求。例如,针筒、吸液管对圆角和通孔的截面精度要求很高,培养皿则对尺寸精确度要求很高;而吸入器、胰岛素计量笔等产品是由复杂的、且能完成特定功能(如存储、雾化和计量)的多个精密部件组装而成,因此对塑料结构件之间的配合精度以及相互之间的作用力要求很高。而且,在市场压力下,如今的医疗器械趋于小型化、多功能化,因此,这些制品要求加工生产系统更加稳定、控制更加精准。

注塑产品是医疗塑料制品当中产量最大的品种,而全电动注塑机,由于在高速、高效、精密及节能等方面优势明显,被认为是首选生产设备。阿博格的电动注塑机Allrounder 520A,专门为满足移液器吸头的高质量要求而设计,锁模力为1500kN,注塑单元规格为400,每次生产64个,成型周期时间仅约为4.5s,所产模塑件0.35g。其能耗比标准液压注塑机低50%。

在微量注塑方面,威猛巴顿菲尔一台锁模力15t的MicroPower15/10微量注塑机,能够生产出重量不到几毫克的微型部件。微部件的制造使用了转盘技术,利用顶部1个和底部2个部件的6腔模具。所用材料为聚甲醛。这些注塑成型的微部件,能满足医疗技术的特殊要求,被用于特殊医用塑料注塑针头的穿透力测试,例如,用于制造胰岛素笔,可以最大程度地提高患者的舒适度。

在医疗部件领域,通过多组分成型来生产一个复合的零件,即在模具内完成不同原料或不同功能的单个部件的组装,也正变得越来越重要。例如,通过模内装配,可为吸入器外壳添加一个密封件。针对医疗行业对于多组分注塑及模内装配等特殊工艺的应用,恩格尔能够提供一系列配备多个注射单元的注塑机。

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