6 ключевых факторов, ограничивающих пластиковую трубку в современных медицинских приборах

Мифы пластика против металла для медицинских трубок

По мере того как медицинская технология продвигается и разрабатываются новые малоинвазивные процедуры, дизайнеры медицинских приборов должны придумывать медицинские трубчатые продукты, которые:

• Всегда меньше в диаметре
• Более изощренные и все еще рентабельные

Хотя металлическая медицинская трубка была основой медицинской приборостроительной промышленности многие годы (и по хорошей причине), использование пластиковой медицинской трубки растет. Буквально тысячи смольных соединений были разработаны для получения специфических физических характеристик, таких как прочность, гибкость, продвигаемость и скользкость — расширяя дизайнерские опции для трубки в новых медицинских приборах.

Например, тонкая пластиковая трубка используется в катетерах для широкого спектра сердечно-сосудистых, урологических, гастроэнтерологических, неуроваскулярных и офтальмологических применений. Пластиковая медицинская трубка в вариациях жесткости (в зависимости от применения) обычно используется для дренажа, введения жидкостей или газов, доступа хирургическими инструментами и других задач.

Тем не менее, пока пластик воспринимается как гибкий (если не буквально) и дешевый для использования во многих медицинских трубчатых применениях, есть ряд мифов о пластике и причин, почему он может не быть лучшим выбором, чем металлическая медицинская трубка.

Давайте посмотрим на шесть мифов о пластиковой медицинской трубке.

Миф 1: Пластиковая медицинская трубка биосовместима и не токсична.

Ну... иногда. Рассмотрим поливинилхлорид (ПВХ) полимер, который имеет долгую историю в медицинской трубке и медицинской приборостроительной промышленности из-за универсальности и стоимости ПВХ.

FDA и другие организации здравоохранения выявили риски, ассоциированные с ди-2-этилгексил фталатом (DEHP), распространенным пластификатором (смягчителем), который часто добавляется к ПВХ. Поскольку ПВХ твердый и хрупкий при комнатной температуре, DEHP добавляется для увеличения гибкости ПВХ для использований, таких как медицинская трубка.

Проблема в том, что DEHP может вытекать в растворы, контактирующие с пластиковой трубкой, в применениях, таких как:

• Капельницы и внутривенное вливание
• Питание через зонд
• Перитонеальный диализ
• Кардиопульмонарный байпас (CPB)
• Внекорпоральная мембранная оксигенация (ECMO)
• Гемодиализ.

Мы все подвергаемся малым уровням DEHP в повседневной жизни. Однако люди, которые вступают в более частый контакт — такие как хронически больные пациенты, подвергающиеся воздействию через множественные медицинские процедуры — могут быть подвержены ряду неблагоприятных эффектов, таких как эндокринное нарушение, печеночная токсичность и другие проблемы.

Пока есть альтернативы DEHP, его использование в медицинском ПВХ все еще распространено. Производители медицинской трубки могут перейти к альтернативным, не-DHP пластикам, но эти материалы обычно дороже ПВХ.

Так что, пока многие пластики могут быть биосовместимы и не токсичны, мы должны удивляться: по мере разработки новых пластиков и использования других на долгосрочной основе, какие еще неизвестные риски будут раскрыты?

Миф 2: Одноразовая пластиковая медицинская трубка — путь к иду.

Правда в том, что пластики практичны для одноразовых медицинских трубчатых применений, таких как катетеры, сделанные из ПВХ или силикона и спроектированные для использования один раз и выбрасывания. Использование одноразовых приборов также может помочь сдерживать распространение инфекции, что является проблемой безопасности и стоимостью для больниц, хирургических центров и других провайдеров здравоохранения.

Однако, согласно Совету по переработке пластиков здравоохранения, объекты здравоохранения США генерируют около 14 000 тонн отходов в день — и около 20% до 25% процента тех отходов может быть атрибутировано пластиковой упаковке и пластиковым продуктам.

Поэтому жизненно важно также учитывать стоимость добавления еще большей «одноразовости» в смесь, в форме медицинской трубки и других приборов, сделанных из пластика.

Помимо стоимости и влияния утилизации тонн материала каждый год, экологический след также простирается на производственный процесс. Например, на каждый фунт продукта, сделанного в США, 32 фунта отходов создаются во время производства.

Кроме того, транспортировка всех продуктов, которые больница покупает, добавляет к углеродному следу пластика. (Вы можете прочитать больше об устойчивости больниц здесь.)

Ясно, что количество медицинской трубки и других пластиковых отходов, генерируемых объектами здравоохранения, является экологической и устойчивостью проблемой. Сжигание пластиков добавляет загрязнители в воздух; даже когда пластики правильно утилизируются, они остаются в среде очень долгое время.

Так насколько мудро добавлять больше пластика — материала, специально спроектированного НЕ разлагаться — в форме одноразовой медицинской трубки?

Миф 3: Пластиковая медицинская трубка может быть повторно использована так же легко, как металлическая медицинская трубка.

Некоторые люди могут противостоять утилизационным опасениям с предложением, что пластиковая медицинская трубка может, как металлическая трубка, быть перестерилизована и повторно использована. Но имейте в виду, что когда медицинская трубка повторно используется, материал должен быть способен поддерживать свои желаемые характеристики — такие как его жесткость, прочность, совместимость или биологическая или химическая стойкость — под повторным воздействием дезинфектантов, стерилизации и рутинных процессов очистки.

В зависимости от специфических материаловых характеристик, металлическая медицинская трубка может быть перестерилизована с использованием ряда методов, включая:

• Автоклавирование
• Сухое тепло
• Гамма-облучение
• Химический дезинфектант

Однако пластиковая трубка может не выдержать тех же методов и поддерживать свои желаемые характеристики.

Например, предпочтительный метод стерилизации приборов катетера использует электронный пучок (e-beam) или гамма-облучение. Эти высокоэнергетические методы устраняют использование некоторых популярных фторполимеров в катетерных сборках, таких как фторированный этилен пропилен (FEP) или политетрафторетилен (PTFE).

В свою очередь, это может компрометировать производительность готовых приборов, так как на данный момент нет хорошего замещающего пластика со всеми атрибутами производительности FEP или PTFE.

Миф 4: Пластиковая медицинская трубка такая же прочная, как металл.

Некоторые высокопроизводительные полимеры могут обеспечивать металл-сравнимые уровни прочности и жесткости при комнатной температуре. Однако по сравнению с другими типами медицинской трубки, металл все еще прочнее и более надежен, делая его хорошо подходящим для применений, требующих:

• Высокой степени структуры
• Высокого модуля упругости на разрыв (жесткости)
• Высокого давления потока жидкости

Так что, несмотря на широкое использование пластиков, определенные медицинские приборные применения могут требовать трубку, сделанную из металла. Например, металлическая медицинская трубка обычно держит свою форму и является превосходным выбором для применения, такого как биопсийная игла, которая должна пройти через кость.

Высококачественная нержавеющая сталь или титановый сплав трубки используется в широком спектре хирургических и стоматологических инструментов, где металлическая трубка превосходит в выполнении требуемых соотношений прочность-к-весу, а также микробиологической коррозийной стойкости и усталостной жизни.

Для дополнительной прочности металлическая медицинская трубка может быть построена в разных формах — таких как круговая, овальная, прямоугольная, квадратная или индивидуальная — или в множественных концентрических слоях.

Пластиковая медицинская трубка может быть усилена слоем плетеной металлической проволоки для дополнительной прочности и передачи крутящего момента. Однако процесс довольно трудоемок и добавляет к стоимости.

Кроме того, производительность может варьироваться в зависимости от качества связывания между слоями пластиковой трубки. Что еще, может быть более сложно поддерживать чистый, не деформированный конец среза при резке длин плетеной пластиковой трубки.

Миф 5: Пластиковая медицинская трубка более рентабельна, чем металл.

Со стоимостью сбережений как главным драйвером в здравоохранении, пластики предлагают способность делать медицинскую трубку и одноразовые приборы, которые утилизируются, устраняя стоимость перестерилизации после использования.

Кроме того, пластики могут быть дешевле в обработке, чем металлы. Это может позволять дизайнам включать длинные, тонкие геометрии, произведенные через литье под давлением, такие как для трубок, обычно используемых в катетерах, вентиляторных трубках и других медицинских приборах, в которых гибкость обязательна.

Однако, пока пластиковые детали могут быть дешевыми для производства, когда начинается крупномасштабное производство, стоимость изготовления формы может быть тысячами или даже десятками тысяч долларов в начальных затратах, в зависимости от типа формы. Это может сделать прототипирование и малые серии запретительно дорогими.

Металлическая медицинская трубка продолжает быть рентабельным выбором во многих приборах, требующих точного допуска, стойкости к определенным растворителям или жидкостям или других функциональных характеристик.

И пока пластик иногда может быть хорошим вариантом для некоторых медицинских трубок, важно также помнить, что пластик не может быть разрезан так точно, как металл — важное соображение везде, где жизни могут зависеть от точности трубки.

6: Пластики — будущее.

С извинениями перед мистером МакГвайром из Выпускника, пластик не имеет монополии на инновации в медицинских приборах.

Например, пластиковые стенты обещали многие годы, включая «полностью биоресорбируемый сосудистый каркас», сделанный из пластика, который может быть имплантирован и затем ресорбирован телом, когда он больше не нужен. Однако до сих пор эта идея не выполнила свое обещание и остается работой в прогрессе.

Показательно, использование металлической медицинской трубки продолжает эволюционировать. Например:

• В сосудистых стентах нержавеющая сталь заменяется кобальт-хромовым сплавом или платиной-хромовым сплавом и платиновыми групповыми металлами (PGM), которые высоко совместимы с человеческим телом и стойки к высоким температурам и коррозии.

• Вольфрамовые металлы в различных формах использовались в медицинской трубке для приборов, используемых для выполнения малоинвазивных лапароскопических и эндоскопических хирургических процедур.

Даже когда использование пластиковой медицинской трубки растет, свойства металлической трубки делают ее жизнеспособной альтернативой для фабрикации многих медицинских приборов. По мере того как приборы становятся меньше и процедуры более изощренными, новые и инновационные применения для металлической медицинской трубки будут продолжать появляться рядом с разработками в пластике.

Взвесьте плюсы и минусы перед выбором

Конечно, каждый трубчатый материал имеет плюсы и минусы, которые нужно взвесить против конечного использования и производственных целей для вашего конкретного медицинского трубчатого применения. С множеством медицинских трубчатых опций, доступных сегодня — как в металле, так и в пластике — правильный поставщик материалов может помочь вам выбрать лучший вариант, основанный на вашем медицинском приборном применении и бюджете.

По мере продвижения медицинской технологии Metal Cutting продолжит быть здесь, чтобы предоставлять трубку и другие детали, удовлетворяющие потребности медицинской приборостроительной промышленности. Как компания по точной металлообработке, наши экспертные возможности включают очень жесткое допусковое резание, шлифовку, лаппирование и полировку всех металлов для медицинских приборных применений.

Мы также предоставляем вторичные операции, такие как гибка, угловая резка, заострение и нарезка пазов мелкодиаметровых трубок, проводов и стержней. Кроме того, вольфрамовые и молибденовые продукты, такие как проволока, лента и стержень, доступны.

Чтобы узнать больше о спецификации точной металлической трубки для ваших медицинских приборных потребностей, скачайте бесплатную копию нашей белой книги, Металлическая трубка в 21 веке: Кому она нужна? Будущее инноваций в медицинских приборах.