医用塑料的“黄金时代”才刚刚开始
2025/4/28 14:50:41 来源:聚风传媒 关键词:聚风塑料网
在这个科技飞速发展的时代,各行各业都在经历着前所未有的变革。前不久,华为公司正式组建医疗卫生军团,一头扎进医疗领域,打算在AI辅助诊断领域大干一场。几乎与此同时,在我们所处的塑料行业,注塑机龙头企业 - 海天国际与其客户 - 峰锐精密公司携手打造的苏州医疗技术中心于3月7日开业,共同探索医疗注塑技术的新高度。在两个不同行业的大咖身上发生的看似不相关的两件事,却都把目光聚焦到了医疗产业这块大蛋糕上,也让我们不由地重新审视塑料在医疗健康领域的重要地位。
塑料:医疗界的 “多面手”
如今,塑料早已成为医疗健康领域不可或缺的一部分,虽不起眼,却无处不在。据统计,现代医院中超过50%的器械涉及塑料组件,而这一比例在一次性医疗耗材中更高达80%。据统计,世界范围内已经应用的医用塑料材料有90多个品种,1800多种制品。常用的医用塑料材料大约有PE、PP、PVC、PU、PTFE、PC、PS等十几种,PVC和PE用量最大,约各占28%和24%,PS占18%,PP占16%,工程塑料占14%。
在一次性医疗器械方面,塑料的身影随处可见。就拿注射器来说,威高集团的预灌封注射器,采用环烯烃共聚物(COC),在-80℃低温下仍保持韧性,助力mRNA疫苗运输。
在植入类医疗器械中,塑料同样发挥着重要作用。以美敦力公司的心脏起搏器(见下图)为例,其外壳采用了聚醚醚酮(PEEK)材料。这种材料不仅具有优异的生物相容性,能与人体组织和平共处,减少排异反应,还具备高强度和耐化学腐蚀性,就像给心脏起搏器穿上了一层坚固的铠甲,确保其在人体内稳定工作,为患者的健康保驾护航。美国陶氏化学的Pellethane® TPU制作的心脏辅助装置,能随心跳同步搏动,使用寿命突破10年。而江苏恒瑞医药的可降解镁合金-聚乳酸复合骨钉,在骨折愈合后自动降解,免去二次手术。
心脏起搏器
在医疗包装领域,塑料更是占据了主导地位。安姆科公司生产的多层共挤塑料包装,能够有效阻隔氧气、水分和微生物,延长药品的保质期。这种包装广泛应用于各类药品和医疗器械的包装,从小小的药片到大型的医疗器械,都能看到它的身影。
当塑料遇上37℃的人体,问题比想象中复杂
医疗行业高度敏感和严谨,在各方面都具有特殊性,且行业变化迅速。尽管塑料在医疗健康领域应用广泛,但医用塑料不是普通的瓶瓶罐罐,在材料和加工成型技术方面,面临的是生物学、力学、化学的三重极限挑战。面对挑战,行业正在上演一场"材料革命+精密制造"的协同突围。
首先,在材料方面,对塑料的生物相容性和安全性要求越来越高。随着人们对健康的关注度不断提高,对医疗器械和药品包装的安全性也提出了更高的要求。一些传统的塑料材料可能会释放出有害物质,对人体健康造成潜在威胁,这就需要研发新型的、更加安全的塑料材料。普通PVC输液袋中的塑化剂DEHP可能引发儿童内分泌紊乱,日本泰尔茂公司开发不含DEHP的TPE输液管路,但成本飙升300%。用环氧乙烷灭菌会导致聚丙烯(PP)导管变脆,而伽马射线又可能使PETG变色,瑞士Syntegon(星德科)公司的多层共挤薄膜,通过聚酰胺(PA)夹心层阻挡灭菌气体渗透,破解了这一难题。金发科技的抗菌聚丙烯,嵌入银离子缓释微球,使细菌死亡率达99.9%,用于ICU设备外壳。清华大学的科研团队研发出了一种新型的可降解生物医用塑料,这种塑料不仅具有良好的生物相容性和可降解性,还能在体内缓慢释放药物,实现药物的精准治疗,这为解决传统塑料材料的安全隐患提供了新的思路。
其次,在加工成型技术方面,医疗产品对精度和质量的要求极高。以微流控芯片为例,这种芯片在生物医学检测和诊断中具有重要应用,其尺寸微小,结构复杂。近年来伴随微注塑技术的发展,研究者开始尝试使用注塑成型的方法加工微流控芯片,常见的用于微流控芯片的注塑材料有PMMA、COC、PDMS等。微流控芯片的200微米通道要求注塑公差≤5微米,相当于头发丝的1/15。对加工精度的要求达到了微米甚至纳米级别。传统的塑料加工成型技术难以满足这种高精度的要求,需要研发先进的加工技术和工艺。富士康公司采用了微纳加工技术,成功生产出了高精度的微流控芯片。这种技术通过光刻、蚀刻等工艺,能够在塑料表面制造出微小的结构和通道,满足了微流控芯片对精度的要求。
海天国际在苏州医疗技术中心展示的长飞亚电动注塑机VE5系列(见下图),几乎可以满足所有医疗行业的应用领域 - 从高端精密件的高品质成型,到多腔大容量模具的高效稳定生产;从配置层流罩生产,到全套的洁净室解决方案。
此外,医疗塑料产品的生产过程还需要满足严格的法规和标准要求。为此企业需要加强与监管部门的沟通和合作,及时了解法规和标准的变化,调整生产工艺和产品设计,确保产品符合相关要求。同时,企业还应建立完善的质量管理体系,从原材料采购到产品生产、销售的全过程进行严格的质量控制,保障产品的质量和安全。
医塑行业成新蓝海
在未来,医用塑料将朝着更加智能化、个性化和绿色化的方向发展。智能化的医用塑料产品能够实时监测人体的生理参数,实现疾病的早期诊断和治疗;个性化的医用塑料产品能够根据患者的个体需求进行定制,提高治疗效果;绿色化的医用塑料产品能够减少对环境的污染,实现可持续发展。
再酷炫的智能医疗,最终都要通过某种材料与人体对话。而医用塑料,正是这场对话中最沉默却最不可或缺的"翻译官"。或许未来某天,当AI医生给出诊断时,它不会知道 - 那个精准递送药物的智能胶囊、那根不会引发血栓的造影导管、那片能与骨骼同步生长的修复膜,才是让科技真正落地为医的关键所在。而这,正是医用塑料的终极使命。