塑料重塑可穿戴医疗设备

2017年4月25日出版

医疗器械 - 技术智能

金属和陶瓷在医疗工业中普遍使用。然而,聚合物材料及其共混物的独特性能显示出作为传统材料更好替代品的潜力。

医疗技术的发展增加了对先进材料的需求及其在医学行业的各种应用中的应用,从包装液体和固体中取代人类的生物结构。增加医疗设备需求的主要驱动因素包括生长和老龄化人口,涉及电子产品和复杂/传染病的高级医疗程序。

以下是应用塑料材料在医学中的一些突出领域:

  • 一般医疗用品:绷带,手套,血袋,导管,注射器,IV套件和管道。
  • 诊断和外科设备:MRI机器,ECG监视器和手术设备。
  • ent:助听器。
  • 骨科:肩部,肘部,臀部,膝关节等关节的假体已经看到了大量的采用。
  • 药物递送系统:顾名思义,这包括可以将药物提供给所确定的目标的植入物。这最近看到敏锐的兴趣随着对体内的控制释放的需求而感兴趣。
  • 牙科:牙齿和牙龈易于通过细菌腐烂/破坏。在这种情况下,牙科植入物是有用的。
  • 心血管应用:阀门和动脉倾向于松动的形状或由于脂肪沉积物或其他原因而被阻止。可以合并更换或解锁设备以治疗受影响的区域。

其他应用诸如人工晶状体可用于治疗与眼睛相关的残疾。


为什么塑料?

各种材料迎合医疗器械行业。这些包括金属、复合材料和聚合物。早期用于治疗人类的医疗设备包括金属和陶瓷等材料。

以下是医疗行业中的一些材料及其应用:

材料
应用程序

不锈钢

支架、手术器械。

钛及其合金

关节/骨置换,牙科植入物,矫正线,支架和起搏器。

氧化铝/氧化锆

联合替代品,牙科植入物。

牙齿修复。

聚合物/塑料

联合更换,袋,绷带,缝合线,假体,软组织替代品,药物输送系统,血液接触装置,管道和牙科植入物。


金属和陶瓷在医疗行业很普遍;然而,其独特的性质聚合物材料及其共混物表现出常规材料更好的替代品。

以下是行业中使用的各种材料的定性比较:医疗塑料


医疗设备中必不可少的关键属性

医疗设备的基本属性


医学应用中塑料的演变

聚合物体系在许多领域都有应用,由于其独特的性能,它们有可能取代其他材料。例如,从18世纪早期开始普遍使用的金属导管在20世纪40年代被一次性导管所取代。

以下是如何使用各种聚合物材料的图示医疗应用在过去的世纪:

聚合物在医学应用中的发展

注意:上图描绘了医疗应用中聚合物的高级趋势

这里流行的材料包括:

PMMA:聚甲基丙烯酸甲酯

PDMS.:聚二甲基硅氧烷

聚四氟乙烯:聚四氟乙烯/铁氟龙

钉子: 聚乙二醇

伊娃:乙烯乙酸乙酯

PBT.:聚丁烯对苯二酸酯

体育:聚乙烯

巴勒斯坦权力机构:聚酰胺/尼龙

PU.:聚氨酯

PVC:聚氯乙烯

个人电脑:聚碳酸酯

FR-PS / PEEK:纤维增强聚苯乙烯或聚醚醚酮


技术强调 - 可穿戴医疗设备

智能设备的最新发展使生物医疗设备更方便消费者/病人。这导致了远程/主动诊断、治疗和适应症。心力衰竭等慢性疾病可能导致立即死亡;这主要是由于缺乏检测/分析症状/失败。心脏病是一种进展性疾病。潜在心力衰竭的症状有:

  • 乏力
  • 肿胀
  • 肩痛,
  • 异常心率

分析这些条件访问诊断中心是必不可少的。但是,由于智能可穿戴设备,技术成长为最简单的温度/心跳可以测试,直至有效药物管理或推荐疗法。

类似的产品已经在市场上提供。旁边是一个插图Lifevest可穿戴除颤器由海关技术。这款可穿戴设备不仅能监测心脏状况,还能进行休克治疗以恢复正常心率。

正在研究类似的技术,用于诊断/治疗各种健身/医疗参数,包括:

  • 心率
  • 体重指数计算器
  • 关节炎
  • 传感艾滋病
  • 疼痛管理
  • 温度
  • 身体姿势
  • 血糖监测,
  • 消化监控

各种聚合物材料有助于有用且廉价的可穿戴装置。以下是可穿戴的聚合物的指示性清单医疗设备

  • 聚氨酯:弹性体/泡沫制成可穿戴设备。
  • 粘合剂(水胶体聚合物,环氧,聚氨酯,丙烯酸):用于粘贴贴片的粘合剂。
  • 聚二甲硅氧烷:透明度和节能至关重要的灵活材料。
  • 聚酰亚胺/聚酯:例如,在柔性电子器件中使用的薄膜,无纺布或纺织品的结构材料。
  • 聚吡咯/ polythiopene /聚苯胺:导电替代金属。
  • 单壁纳米管:电子皮肤。
  • 阳离子自组装聚合物:影响测量和药物递送系统。
  • 聚乙二醇凝胶:添加着色剂可以用作尿布等物体中的视觉指示器。

其他结构聚合物包括商品/工程聚合物,如:

  • 聚乙烯
  • 聚丙烯
  • 聚碳酸酯
  • 聚酰胺
  • 聚氯乙烯
  • 聚乙烯醇
  • 聚酯,和
  • 聚酰胺


值得注意的材料供应商包括:

  • 杜邦:PE872,PE772,PE410,PE773
  • 巴斯夫:hy hy.®超词®
  • 陶瓷化学品:健康+,阿斯肯, DOWLEX
  • ineos.:Eltex.®
  • slexan.,聚醚酰亚胺Cycoloy.
  • Covestro:Dureflex.,帕尔顿
  • 拜耳Makroblend®,Makrolon.®,APEC.®,texin.®
  • 汉高:乐泰®,靛蓝®,闪存®,nuva-sil®


材料的选择还取决于医疗应用的类,例如:

  • 永久植入
  • 临时植入
  • 与人组织或流体的最小接触


在各种可穿戴医疗设备中使用聚合物

  • Blackbox Biometric等公司已开发可穿戴震荡传感器,包括覆盖塑料/聚合物的印刷电路板。该传感器主要用于测量运动员和士兵的创伤性脑损伤
  • 先进的创新产品,如Vitaliti™监控超过15条医疗条件。Vitaliti已由Clouddx开发。为了创造这样的轻质和安全的装置,各种聚合物用于诸如车身和电路的部件中。
  • MIT开发了可交联的硅氧烷基聚合物,可作为乳膏施加到皮肤上,并通过催化剂液体固化。聚合物形成一个皮肤上的人造层并且可以使用适用于治疗和化妆品应用
  • 软传感套装正在由尼龙条制成,例如Ecoflex®橡胶,其包含由柔性电路制成的传感器。这种西装可用于监控臀部,膝关节和脚踝矢状平面接头角
  • 可穿戴补丁/豆荚已经在市场上可用并被广泛使用为了药物递送在治疗糖尿病,烟草滥用和激素不平衡的条件下。Insulet Corp是可穿戴斑块的关键制造商。
  • 美国FDA已批准腕带,如PulseWave®,其提供实时非侵入性读数,包括心率,血压和呼吸率。这些装置使用导电弹性聚合物,例如聚二甲基硅氧烷和其他弹性体。
  • 正在进行广泛的研究研究监测联合。这些研究包括监测膝关节角度和疼痛传感器,​​用于主动监测。这种装置可以作为贴片而磨损或嵌入由诸如尼龙的材料制成的带中。
  • 鞋类和服装应用包括监测应变和压缩模式。这些产品由诸如聚氨酯,多迪亚乙烯和其他电纺器聚合物的材料制成。
  • 变色组成用于尿布和医疗敷料;当它们接触人液体或血液时改变颜色的组合物。这些产品中使用基于烯烃的材料的聚合物/共聚物。
  • 粘合剂/密封剂play在人体附近举行医疗组件。柔和的粘合剂,如Medifix Solutions™,HydroSoft™粘合剂和Ar Softwear™。


结论

由于其独特的特性,塑料/聚合物的应用在过去的各种应用中获得了重要性。聚合物材料与电子设备的独特感测/检测性能结合时可用于可穿戴医疗设备的先进应用中。在结构和功能角色中使用聚合物进行了研究进展。这些设备可用于诊断,处理,指示和执行远程监控。随着对可穿戴医疗器械的研究重点增加,观察功能材料的最新发展是有趣的。

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这篇文章首先出现了specialchem.com.