dnes je 29.3.2024

Input:

Aplikační sektory a příklady aplikací

6.7.2015, , Zdroj: Verlag Dashöfer

13.4.4 Aplikační sektory a příklady aplikací

Ing. Miloš Sova, CSc.

Užití plastů

V současné době se výrobci přístrojů a zařízení v medicíně snaží snižovat ceny svých výrobků, což vede k náhradě dražších tradičních materiálů plasty. Kromě toho se plasty uplatňují i v nových aplikacích, zejména v oblasti výrobků a nástrojů pro jednorázovou spotřebu, především díky vyváženému poměru vlastností a ceny. Nejčastěji plasty nahrazují kovy nebo sklo. Použití plastů umožňuje jednodušší tvar při návrhu výrobku, snížení celkové hmotnosti a v některých případech také omezení rizika rozbití. Výrobek je bezpečnější, jednodušší a většinou i levnější.

Trh přístrojů

Trh přístrojů a nástrojů v medicíně se dá zhruba rozdělit do dvou kategorií - na diagnostické a terapeutické výrobky, plasty se používají v obou skupinách.

Diagnostika

Diagnostické výrobky in-vitro, známé také jako klinické laboratorní vybavení, jsou ze 75 % vyrobeny z plastů, které umožňují rychlou a levnou produkci. Typickými příklady jsou pipety, misky, různé tácky a podnosy, zkumavky do centrifug aj.

Pokračuje rozvoj automatických diagnostických přístrojů, které používají pro své komponenty zejména polyethylén a polypropylén, zatímco kryty jsou zhotoveny z kopolymerů styrénu. Patří sem např. přístroje pro krevní testy, které provádějí testování na místě, bez nutné přepravy do centrálních laboratoří.

Stoupá také poptávka po přístrojích, které mohou pacienti používat doma - např. pro měření krevního tlaku. Také zde patří plasty k důležitým materiálům - zejména polyolefiny, houževnatý polystyrén a ABS polymer.

Terapie

V terapeutické oblasti se rychle rozvíjí poptávka po bezpečných injekčních stříkačkách jak pro dávkování léků, tak pro infuze. Jejich součásti se vyrábějí hlavně z polykarbonátů, polyesterů, polypropylénu a termoplastických polyurethanů. Kromě dávkovacích systémů sem patří terapeutická zařízení, včetně chirurgických nástrojů, přístrojů pro pooperační péči a dialyzačních systémů. Podobně jako u diagnostické kategorie je i zde v posledních letech zaznamenán rychlý rozvoj spotřeby plastů.

Chirurgie

V posledních letech se rychle rozvíjí nový obor - endochirurgie (miniinvazivní chirurgie), který vyžaduje speciální zařízení - např. katetry, vybavené mikroskopickými chirurgickými nástroji. Současně s novým zařízením jsou vyvíjeny i nové chirurgické postupy, které vyžadují materiály se speciálními vlastnostmi. To vyžaduje další vývoj v oblasti inženýrských plastů, který je zaměřen na snadno tekoucí materiály s odpovídající tuhostí a houževnatostí, které se uplatní jak v diagnostické, tak terapeutické oblasti. Konstruktéři projektují přístroje a nástroje s tenčími stěnami a komplexnější geometrií. K těmto účelům jsou vhodné plasty s dobrou zpracovatelností. Pro náhradu drahých kovových materiálů u některých terapeutických přístrojů jsou požadovány plasty s vysokou tuhostí a houževnatostí. Dalším požadavkem na plasty je již zmíněná odolnost vůči ozáření svazkem elektronů nebo gama-paprsky, které se v medicíně stále častěji používají ke sterilizaci. Pokračuje vývoj nových typů u PP, PVC a polykarbonátu.

Použití plastů v medicíně obecně se dá zhruba rozdělit do 4 hlavních skupin, na které připadá téměř 95 % celkové spotřeby v tomto oboru:

Jednorázová spotřeba

Výrobky jednorázové spotřeby - slouží často jako ochrana před infekcí. Preferovaným materiálem pro injekční stříkačky je polypropylén (PP). PVC se nejvíce používá pro krevní obaly a sondy. Předpokládaný nárůst spotřeby se zde odhaduje kolem 3 %/rok a odráží stoupající požadavky na prevenci proti infekcím v důsledku rostoucího počtu rezistentních kmenů a jako ochrana zejména před žloutenkou a AIDS. V této skupině, která zahrnuje např. injekční stříkačky, katetry, obvazový materiál, ochranné prostředky (rukavice) a laboratorní náčiní, jsou nejvíce zastoupeny komoditní plasty: PVC (26 %), PE-LD (18 %), PE-HD (15 %), PS (14 %), PP (12 %). V poslední době v souvislosti s vývojem nových technologií a typů (flexibilní a měkké typy) roste význam polypropylénu, který nahrazuje zejména PVC. Klíčovým segmentem PP však zůstávají injekční stříkačky pro jedno použití. Potenciálním materiálem jsou metalocenové polyolefiny. Plastomery, jde v podstatě o PE-LLD s velmi nízkou molekulovou hmotností, byly původně určeny pro obalové fólie se zvýšenou flexibilitou. V medicíně mohou nahradit různé sáčky, masky a hadičky, dosud vyráběné z PVC. Firma Exxou Mobil nyní zavádí na trh plastomery Exact pro fólie používané v medicíně. Jiným druhem metalocenových polymerů jsou COC - cykloolefinové kopolymery. Vyznačují se minimální nasákavostí a rezistencí vůči hydrolytické degradaci, polárním rozpouštědlům a roztokům kyselin a hydroxidů. Doporučují se jako materiál pro předplněné injekční stříkačky, lahvičky, ampule apod. Zvyšuje se míra použití speciálních polyolefinů pro zásobníky a sáčky na přepravu a uchovávání kapalin. Původně byl tento sektor vyhrazen PVC, který i nadále zůstává dominantním materiálem pro běžné medicinální kapaliny a společně se sklem i pro krev. Polyolefiny pronikají zejména do speciálních oblastí, jako je např. dialýza, léky, které mohou atakovat PVC, sběrné vaky a zásobníky na mražené krevní komponenty.

Obaly

Obaly pro medicinální techniku - mají za úkol chránit a udržovat ve sterilním stavu nejrůznější výrobky. Typickým materiálem je zde průhledný, dobře zpracovatelný a cenově přístupný PS. V menších množstvích se používají i další standardní plasty (PVC, PE), technické plasty polyethyléntereftalát (PET) a poly-amid (PA). Plasty se na spotřebě obalů pro medicinální přístroje v Evropě podílejí zhruba 35 %. Požadavky na obaly v tomto sektoru se značně liší. Často se vyžaduje sterilita a výběr materiálu tak většinou určuje sterilizační metoda. Pokud nejsou nutné bariérové vlastnosti vůči kyslíku a vlhkosti, stačí jednoduché PE obaly. Pro speciální účely se používají vrstvené koextrudované fólie, složené až ze sedmi vrstev. Vyskytují se i plastové fólie vrstvené v kombinaci s papírem. Plasty jsou rozšířeny také v podobě různých tácků, podnosů, uzávěrů a sáčků.

Lékovky

Obaly na léky - využívají celou škálu různých plastů v kombinaci s jinými materiály. Ampule, lahvičky, závěry a předplněné injekce jsou vyrobeny převážně z polyolefinů. Pro blisterové obaly se nejčastěji kombinuje PET nebo PVC s hliníkem nebo kartonem. Plasty se na obalech v tomto sektoru podílejí 28 %. Podle jednotlivých druhů obalů převládají obaly blisterové (38 %), na druhém místě jsou lahvičky (25 %) a na třetím uzávěry (18 %). Spotřeba dále poroste - nejrychleji u blisterových obalů. Náhrada skla v případě lahviček bude zřejmě dlouhodobější problém, vzhledem k přísným požadavkům na rezistenci materiálu. U obalových aplikací pro léky se většinou vyžaduje čirost. U blisterových obalů, které musí vykazovat velmi dobré bariérové vlastnosti a nepropustnost vodní páry, se osvědčila čirá fólie z COC (cykloolefinové kopolymery), která nahrazuje dříve používané fólie z hliníku nebo PVC s vrstvou PVDC (polyvinylidénchlorid).

Další výrobky

Výrobky pro opakované použití - získávají značný význam. Široké spektrum těchto výrobků sahá od předmětů pro lékařskou praxi - např. stetoskopy, elektrody EKG nebo svorky na rány - přes chirurgické nástroje až po součásti složitých anesteziologických a diagnostických přístrojů. Uplatňují se zde především technické plasty, především polysulfon, polyéthersulfon, polyétherimid a polyfenylénsulfid. K typickým medicínským oborům, kde se plasty zejména vyskytují, patří: anestezie, respirace, pediatrie a pečovatelská zařízení. Součásti respiračních přístrojů a zařízení pro intubaci se dnes vyrábějí z POM (polyoxymethylén), který má vysokou tuhost a houževnatost, dobré kluzné vlastnosti a nepatrnou nasákavost. Tento polymer se také úspěšně používá na inhalátory a spreje vybavené dávkovací komorou pro astmatiky. K rozšířeným aplikacím patří také inzulinová dávkovací pera pro diabetiky. Dalším materiálem, používaným na kryty, některé vnitřní součásti a víka inhalátorů, je čirý polykarbonát. Při

Nahrávám...
Nahrávám...