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PEEK導(dǎo)管在醫(yī)療領(lǐng)域的生產(chǎn)及應(yīng)用

嘉峪檢測網(wǎng)        2021-08-04 17:29

聚醚醚酮(PEEK),是由英國帝國化學(xué)工業(yè)公司(ICI)于1978年開發(fā)出來的超高性能特種工程塑料。由于PEEK屬于芳香族結(jié)晶型熱塑性高分子材料,其熔點為334℃,具有機械強度高、耐高溫、耐沖擊、阻燃、耐酸堿、耐水解、耐磨、耐疲勞、耐輻照及優(yōu)良的電性能,在多數(shù)情況下可以足以取代金屬、合金、陶瓷等材料。

 

PEEK導(dǎo)管在醫(yī)療領(lǐng)域的生產(chǎn)及應(yīng)用

 

PEEK的分子結(jié)構(gòu)

 

雖然它是一種化合材料,但其燃燒時并不產(chǎn)生無毒性氣體,所以在倡導(dǎo)綠色環(huán)保設(shè)計的今天,其應(yīng)用領(lǐng)域得以迅速擴大。

 

01 PEEK的制備

 

PEEK的合成是以4,4-二氟二苯甲酮、對苯二酚和碳酸鈉為原料,以二苯砜為溶劑,在氮氣的保護下,在逐漸升溫至接近聚合物熔點的溫度(320℃)時得到高分子PEEK樹脂。其反應(yīng)式如下:

 

PEEK導(dǎo)管在醫(yī)療領(lǐng)域的生產(chǎn)及應(yīng)用

 

PEEK合成的反應(yīng)式

 

PEEK的成本主要取決于高純度的單體4,4-二氟二苯酮。其合成方法很多,主要有苯系化合物縮合法、鹵素交換法、催化淡基化法、二氯乙烯氧化法、付氏烷基化法以及重氮化法6種生產(chǎn)方法,其中前4種方法在不同程度上存在反應(yīng)收率低、異構(gòu)體等雜質(zhì)含量高、精制工藝復(fù)雜和生產(chǎn)成本高等缺點。

 

目前的生產(chǎn)方法主要是付氏烷基化法和重氮化法。付氏烷基化法原料易得,合成路線短,收率較高,生產(chǎn)成本低。其合成反應(yīng)式如下:

 

PEEK導(dǎo)管在醫(yī)療領(lǐng)域的生產(chǎn)及應(yīng)用

 

付氏烷基化法合成PEEK反應(yīng)式

 

02PEEK的生產(chǎn)工藝

 

PEEK的合成路線有親核取代和親電取代兩種工藝路線。由于親電取代路線存在產(chǎn)物易支化、催化劑和溶劑用量大且環(huán)境不友好等缺點,目前國際上一般采用親核取代路線。真正擁有PEEK生產(chǎn)工藝的廠家僅有中國、英國兩個國家。大部分國外國家制備PEEK樹脂原料采用的是英國威格斯的工藝方法,國內(nèi)則主要采用吉林大學(xué)的工藝方法。

 

03PEEK材料的物化性能

 

(1)較低的、與骨接近的彈性模量(PEEK 3.8GPa左右,松質(zhì)骨 3.2-7.8GPa、皮質(zhì)骨 17-20GPa、鈦合金TC4 110GPa左右),可防止應(yīng)力遮蔽效應(yīng),可使周邊骨質(zhì)保持原有強度。

 

(2)可透過X射線,在CT和MRI掃描時不顯影,可較容易地評估骨生長和治愈過程;而在某些情況下需要看到植入體時,也可以通過改性來實現(xiàn)。而且耐輻射能力強,PEEK具有非常穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu),在高劑量電離輻射下,PEEK部件也可以正常工作。

 

(3)優(yōu)異的消毒性能,即使長期暴露在熱蒸汽、環(huán)氧乙烷和伽馬射線下,仍能保持其原有性質(zhì)不改變。苛刻溫度到250℃可以長期使用,瞬間使用溫度可達(dá)到300℃。

 

(4)較好的生物相容性。

 

(5)機械性能可調(diào)整,可以加入不同的添加劑,包括碳纖維、硫酸鋇以及玻璃纖維,以滿足不同的特定應(yīng)用需求。

 

(6)更大的設(shè)計自由度,可以很容易地用半成品坯件機加工而成,或者通過注塑成型生產(chǎn),PEEK的成型加工可以注射成型、擠出成型、3D打印技術(shù)。

 

目前在骨科醫(yī)療器械上的應(yīng)用

 

運動醫(yī)學(xué)、關(guān)節(jié)領(lǐng)域、顱頜面外科、棘突間裝置。

 

目前涉及該領(lǐng)域的企業(yè),如MDT、Depuy、江蘇君華,施樂輝等廠家,都在研發(fā)生產(chǎn)。

 

滿足生物相容性的注塑和擠出工藝是一大方向。

 

04醫(yī)用導(dǎo)管

 

醫(yī)用導(dǎo)管行業(yè)上游主要包括材料行業(yè)、自動化設(shè)備制造行業(yè)、醫(yī)療器械配件生產(chǎn)等行業(yè),下游為醫(yī)療機構(gòu)。

 

其中上游供給充足對行業(yè)影響較小,下游需求是醫(yī)用導(dǎo)管行業(yè)增長和盈利的核心因素。另外,近幾年來,本土企業(yè)醫(yī)療導(dǎo)管市場份額相當(dāng),其中江蘇君華、福建安平等在PEEK醫(yī)用導(dǎo)管的產(chǎn)量和銷量較大,未來隨著國內(nèi)規(guī)模較大公司的綜合實力進一步提升,市場集中度將會進一步提高。

 

我國醫(yī)用導(dǎo)管行業(yè)的發(fā)展已初具規(guī)模,整體呈外向型格局。產(chǎn)品除滿足國內(nèi)需求外,每年出口較多。同時我國每年也進口大量醫(yī)用導(dǎo)管,以滿足國內(nèi)市場對不同產(chǎn)品的需求。PEEK醫(yī)用導(dǎo)管屬于基礎(chǔ)性醫(yī)療器械產(chǎn)品,在診斷、治療、監(jiān)護、急救、引流、灌流、氣體輸送、血液輸送、康復(fù)中被廣泛應(yīng)用。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展以及世界人口平均壽命不斷增長和老齡化趨勢加劇,醫(yī)用導(dǎo)管在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診療和家庭護理中應(yīng)用的范圍將不斷擴大,重要性不斷提升,行業(yè)未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>

 

05PEEK導(dǎo)管的生產(chǎn)

 

PEEK醫(yī)用導(dǎo)管的生產(chǎn)對環(huán)境的要求,設(shè)備和原料必須符合ISO13485標(biāo)準(zhǔn),進行嚴(yán)格的殺菌和消毒,同時還要對導(dǎo)管進行很多后道加工如環(huán)印,封端,脹口,打孔,定彎成型,現(xiàn)在國內(nèi)對PEEK導(dǎo)管生產(chǎn)做的比較專業(yè)的有江蘇君華特塑、福建安平等。

 

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來源:Internet

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