Стекло и керамические материалы, полимерные материалы, применяемые в медицине

Стекло и керамические материалы представляют собой силикатные соединения кремнезема с другими оксидами, которые характеризуются рядом общих свойств. Они не горючи, хрупкие, твердые, прочные на сжатие, малоэлектропроводные и теплопроводные, дешевые. В отличие от металлических силикатные материалы более стойки к действию кислот, щелочей и других химических сред.

Из стекла изготовляют лабораторную посуду, тару для упаковки, хранения и транспортировки ЛС, очковые линзы, элементы обычной и волоконной оптики для оптических и медицинских изделий, шприцы, термометры и другие изделия.

Классификация стекла, используемого для медицинских изделий, включает следующие виды: медицинское, химико-лабораторное, оптическое, специальное.

Медицинское стекло проверяют на термостойкость, водостойкость, щелочестойкость, а химико-лабораторное — дополнительно и на кислотостойкость.

Изделия из стекла получают несколькими способами: отливка в формы, штамповка, прокатка, вытягивание в листы, трубки (дрот), нити, выдувание, прессование, пресс-выдувание. Механическая обработка стекла производится методами разрезания, шлифования. Для снятия внутренних напряжений в изделиях из стекла их медленно охлаждают в специальных тоннельных печах.

Керамические материалы — это фарфор и фаянс, которые получают в результате обжига при высокой температуре смеси глины, кварца и полевого шпата. Изделия после обжига покрывают глазурью.

Для медицинских целей из фарфора и фаянса изготавливают поильники, чашки, судна подкладные, ступки, тигли; для стоматологии — фарфоровые зубные протезы.

Полимерные материалы — резина, пластмассы. Все большее применение в медицине находят различные полимерные материалы: каучуки и резина, смолы, пластические массы.

На основе достижений химии высокомолекулярных соединений можно получить материалы с заранее заданными свойствами, которыми не могут обладать природные соединения. Получение синтетических полимерных изделий из мономеров осуществляется с применением поликонденсации и полимеризации.

Каучук натуральный получают из латекса (млечный сок бразильской гевеи), синтетический каучук — путем полимеризации мономеров с участием катализаторов.

Резину получают из натурального или синтетического каучука путем вулканизации (добавляют при высокой температуре серу или селен, или теллур). Кроме того, добавляют в резину ускорители, наполнители, мягчители, противостарители, красители и другие компоненты резиновой смеси, от которых зависят свойства резиновых изделий. Рецептура резины для медицинских изделий утверждается МЗ РФ, так как резиновые изделия имеют непосредственный контакт с органами и тканями человеческого организма.

Резина обладает высокой эластичностью, способностью сопротивляться разрывам, истиранию, поглощает колебания, газои водонепроницаема.

Каучук и резину в медицине применяют для изготовления предметов ухода за больными — грелок, пузырей, кругов подкладных, спринцовок; трубчатых изделий — катетеров, зондов, трубок для переливания крови, вакуумных и слуховых; перчаток, напальчников, сосок и пустышек детских и др.

К методам получения резиновых изделий относятся: прессование, экструзия, литье под давлением, макание.

Пластические массы (пластмассы) — это неметаллические композиционные материалы на основе полимеров (смол), способные под влиянием нагревания и давления формироваться в изделия и устойчиво сохранять в результате охлаждения или отвердения приданную им форму.

Для них характерны высокая устойчивость против коррозии, хорошие электроизоляционные, теплоизоляционные свойства.

Основу пластмасс составляют полимеры (высокомолекулярные соединения), имеющие различную структуру (линейную, разветвленную, пространственную), что позволяет создавать материалы с новыми, заранее заданными свойствами.

Для производства МФТ наиболее часто применяют следующие виды промышленных полимеров: полиэтилен высокой и низкой плотности, полиамиды, пластикаты на основе поливинилхлорида, полипропилен, полистирол, фторпласты и др.

Эти полимеры используются для изготовления деталей медицинских приборов и инструментов, систем переливания крови, шприцев, предметов ухода за больными, лабораторного оборудования, упаковки, катетеров, бужей, дренажных трубок, зондов, упаковки ЛС, оправ и линз и многого другого.

Особую актуальность приобретают полимерные материалы при разработке эндопротезов, т.к. они имеют длительный контакт с живым организмом (искусственные органы, ткани). В качестве биоинертных полимеров, в наибольшей степени отвечающих эксплуатационным требованиям, применяют полиолефины (полиэтилен, полипропилен), фторпласты, некоторые полиэфиры (полиэтилентерефталат) и др.

Изделия из биосовместимых полимеров применяются в хирургии внутренних органов и тканей, травматологии, офтальмологии, стоматологии, сердечно-сосудистой хирургии. Такие полимеры являются также основой лекарственных пленок, мазей, матриц для присоединения к ним лекарственных препаратов с целью пролонгации действия, оболочки для микрокапсул. Методы получения изделий из полимерных материалов — это прессование, литье под давлением, экструзия. Коррозии подвергаются не только металлы, но и материалы органического происхождения. Биокоррозия — это микробиологическая коррозия, т. е. разрушение изделий в результате воздействия микроорганизмов, в основном, плесневых грибков.