医用高分子材料及其成型工艺

医用高分子材料及其成型工艺,组员：罗峥嵘 吴睿涵 陈泽昕 陈文昌 苏明杰,医用高分子材料,医用高分子材料是依据高分子材料的某些特性及特征，如其本身是惰性的，不参与药的作用，能只起增稠、表面活性、崩解、粘合、赋形、润滑和包装等特效，对有机体组织进行修复、替代与再生,具有特殊功能作用的新型高技术合成高分子材料，用它制造成能有医学价值的产品。,医用高分子材料,塑料作为一种十分重要的材料，在医疗卫生领域得到了广泛应用。它既可制成一次性医疗器械如点滴瓶、注射器等，又能用于非一次性医疗设备如计量器、外科仪器等，医用塑料领域是目前塑料工业最有发展潜力的市场之一。根据实际应用，医用塑料材料大致分为制作人工脏器、修复人体缺陷和制作医疗器械三大类。,医用高分子材料种类,(1)植入体内，永久性替代使用的人工脏器或部位的塑料材料。例如人工血管、人工心脏瓣膜、人工食道、人工气管、人工胆管、人工尿道等。此外，在手术过程中，用于体外暂时替代使用的人工脏器有人工肾脏、人工心脏、人工肺、人工肝脏等。,医用高分子材料种类,(2)修复人体某部分缺陷的人工材料。例如人工皮肤、人工骨、人工关节、人工耳朵、人工鼻、假肢、角膜接触眼镜等。,医用高分子材料种类,(3)用作医疗器械的塑料材料。例如医用容器有输液瓶、输液袋、输血袋、腹膜透析液袋、血袋等；一次性医疗用品有注射器、输液器、输血器、静脉导液管、各种插管、血液导管、检验用具、病人用具、手术室用具、诊疗用具和绷带等,聚乳酸纤维的成型方法,聚乳酸(PLA)因其良好的生物相容性、生物降解性、无毒,在生物医用领域被广泛用作组织工程材料、人体器官、药物控制释放材料、仿生智能材料等。,聚乳酸纤维的应用,聚乳酸纤维及乳酸/乙交酯的共聚物纤维作为医用缝合线已安全使用了近30年,它们的生物相容性早被广泛接受。聚乳酸及其共聚物缝合线柔软性好、易染成深色,缝合和打结比较方便。另外,该类聚合物还具有生物相容性好、改变共聚物组成,可控制吸收周期的特点。,纤维集束模压成型,纤维集束模压成型是目前为止研究得最成功的一种自增强工艺,适合于几乎所有生物可降解的聚合物如聚羟基乙酸(PGA)、聚乳酸(PLA)及其共聚物(PGA/PLA)以及聚2羟基丁酸(PHB)、聚二氧六环(PDS)、聚酰胺酯(PEA)等,而且可以制成板状、棒状、螺钉等各种形状。,纤维集束模压成型,纤维集束模压成型可采用不同的加工方法:1)将高聚物熔体与同种材料的纤维混合,熔体-纤维混合物在模具中快速冷却成型;2)将聚合物纤维在模具中平行排列,一定压力下加热使其表面熔化而粘合,再冷却成型;3)将磨细的聚合物粉末与纤维混合,一定压力下加热使粉末熔化而纤维只表面熔化内部取向不变,再冷却成型。,塑料材料的药品容器,药用塑料包装由于具有质轻，运输中无破损，所以近几年来，我国药用包装塑料容器输液袋、液体药用瓶、原料药用桶等发展的较快，目前我国用于药品包装主要原材料为HDPE、LDPE，它无毒、无味，有很好的阻隔湿气渗透性，符合国家药品包装容器（材料）标准。,塑料材料的药品容器成型,中空挤出吹塑 中空挤出吹塑是利用挤出机连续地挤出空心管，然后用剪刀（人工）或切割装置（自动）将其切成小段后移到挤吹模具内吹制成型。其优点是：设备简单，投资小，成本价格低；缺点是：瓶口不平，密封性能差。此外，中空挤出吹塑工艺所适用的塑料原料是PE，常用的为LDPE,其阻透性能远远低于HDPE和PP，装药保质期短。,吹塑,注塑,中空挤出吹塑特点,吹塑用的模具只有阴模 ( 凹模 ) ，与注塑成型相比，设备造价较低，适应性较强，可成型性能好 ( 如低应力 ) 、可成型具有复杂起伏曲线 ( 形状 ) 的制品。吹塑成型起源于 19 世纪 30 年代。直到 1979 年以后，吹塑成型才进入广泛应用的阶段。这一阶段，吹塑级的塑料包括：聚烯烃、工程塑料与弹性体；吹塑制品的应用涉及到汽车、办公设备、家用电器、医疗等方面；每小时可生产 6 万个瓶子也能制造大型吹塑件 ( 件重达 180kg) ，多层吹塑技术得到了较大的发展。,3D打印技术应用医疗,3D打印技术是目前全球最尖端的几项技术之一，该技术甚至被人看做引领第三次工业革命的新技术。3D打印，也叫增材制造技术是快速成形技术的一种，它是一种以数字化模型为基础，运用可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。,3D打印技术应用医疗,3D打印技术基本原理是【分层制造、逐层叠加】。把一个通过设计或者扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成有限多个剖面，然后一层一层的打印出来并按原来的位置堆积到一起，形成一个实体的立体模型，类似于高等数学中的积分。,3D打印技术应用医疗,2013年4月9日，日本一家医院的医生先使用刀具切割了一个由3D打印机打印的患者肝脏的三维复制品。这个模型帮助医生计算出如何切割肝脏，并成功的进行了肝脏移植手术,3D打印技术应用医疗,俄亥俄州的小男孩Kaiba Gionfriddo，极端罕见的先天性气管支气管软化症，无法自主呼吸，每日面临死亡威胁。密西根大学医学院根据CT影像利用3D打印机打印了一个气管支架植入体内，7天后撤离呼吸机自主呼吸。2013年5月23日发表在新英格兰医学杂志。,3D打印技术应用医疗,3D打印技术应用医疗,3D打印的兴起已经使得人身体的每个部分都变成可定制的了。日前，一位22岁的荷兰女人患上了一种非常