醫(yī)用橡膠制品
時間:2005-06-25
早在19世紀(jì)，醫(yī)用橡膠制品就已開始在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得以應(yīng)用。醫(yī)用橡膠制品由于具體的使用目的和條件不同，在物理、化學(xué)和生物學(xué)性能方面的要求也有所不同，但最基本的功能要求必須是相同的：不能給人體健康帶來有害影響；生產(chǎn)制造工藝盡可能簡單；具備制品功能性要求的物理機(jī)械性能。
醫(yī)用橡膠制品的用材最初主要使用天然橡膠（NR）。NR具有優(yōu)良的彈性、強(qiáng)度、抗撕性和耐疲勞等物理機(jī)械性能。然而NR也有它的局限性，如耐油性和耐熱性不足等。NR除了含橡膠烴外，還含有多種蛋白質(zhì)、多糖類物質(zhì)，加上膠料中各種配合劑及其它低分子物質(zhì)，經(jīng)過一段時間后可能析出，會對生物體產(chǎn)生一定的危害。隨著醫(yī)學(xué)界對醫(yī)用橡膠制品不斷探索和研究，除使用純化NR外，還應(yīng)用丁橡膠（NBR）、丁基橡膠（IIR）、異戊橡膠（IR）、聚氨酯橡膠、硅橡膠等。這些醫(yī)用橡膠制品在人工器官、醫(yī)療用品和藥品裝置等方面都取得巨大進(jìn)展，并得到廣泛應(yīng)用。
人工器官
人工器官屬長期植入型，無論是物理、化學(xué)還是生物學(xué)試驗(yàn)和臨床應(yīng)用，均應(yīng)考慮植入物對組織的局部作用和全身作用、組織對植入物的作用以及植入物應(yīng)發(fā)揮的功能等因素，因而，對生物相溶性和耐生物老化性均有很高要求。另外，由于人工器官是與人體（或動物體）直接相接觸的高分子材料，其所含的微量元素超過一定濃度后就會破壞機(jī)體正常的生理功能，帶來各種有害反應(yīng)，尤其是重金屬元素在體內(nèi)積累后會破壞的功能。因此，必須嚴(yán)格控制醫(yī)用橡膠制品的重金屬元素含量，保證其應(yīng)用的安全性。
人工器官所用的橡膠制品多為硅橡膠和聚氨酯橡膠。
硅橡膠顯示出良好的抗凝血性，不會對細(xì)胞生長產(chǎn)生不良影響，加上其本身具有耐高溫、耐老化、透明度高、無毒、無味、不致癌等一系列優(yōu)良的特性，在心臟起博器、心瓣中得到應(yīng)用，使成千上萬的患者獲得了新生。同時，硅橡膠乳房、眼眶底托、鼻梁、耳廓、指關(guān)節(jié)、氣管插管、腹膜透析管、導(dǎo)尿管等在20世紀(jì)60至70年代也廣泛投入了臨床應(yīng)用。
醫(yī)用硅橡膠制品的設(shè)計、生產(chǎn)和銷售與普通硅橡膠制品基本上是相同的，但對所用材料、制造工藝、加工設(shè)備、生產(chǎn)環(huán)境、產(chǎn)品包裝的要求要比普通制品高得多。體內(nèi)硅橡膠制品因用于體內(nèi)，其配方應(yīng)力求簡單，可不加的輔助材料盡量不加，各種配合材料要求純凈，嚴(yán)禁加入有毒物質(zhì)。通常使用的主要補(bǔ)強(qiáng)劑為白炭黑，硫化劑一般采用過氧化物，如2，4-二氯過氧化苯甲（DCBP）和2，5-二甲基-2，5-二叔丁基過氧化己烷（DBPMH），在加工過程中為了方便操作以及防止結(jié)構(gòu)化傾向，往往加入少量的羥基硅油、烷氧基硅烷等操作助劑。例如：模壓硫化硅橡膠配方：甲基乙烯基硅橡膠100；2號D4處理白炭黑45~50；DBPMH0.5~1；羥基硅油2~3。熱空氣硫化擠出制品高抗撕硅橡膠配方：甲基乙烯基硅橡膠100；高抗撕白炭黑50；膏狀DCBP（40%）1.5。
醫(yī)用聚氨酯是一種介于一般橡膠與塑料之間的高分子材料，具有優(yōu)良的屈撓疲勞壽命和物理機(jī)械性能，以及優(yōu)良的血液相溶性和生理惰性，將來必定成為發(fā)展醫(yī)用橡膠制品的優(yōu)選材料。1967年Ethicon公司發(fā)明醫(yī)用聚醚型聚氨酯彈性體，同年Arco公司推出聚醚型聚氨酯和聚二甲基硅氧烷的嵌段共聚物Arcothane 51，現(xiàn)在這兩種聚氨酯均在抗凝血要求很高的人工心臟血泵和隔膜、輔助心臟、血管、涂層等方面得到應(yīng)用。
近年來，新型醫(yī)用聚氨酯熱塑性彈性體，以其優(yōu)良的生物相容性、可粘合性和抗血栓性，以及優(yōu)異的力學(xué)性能，在醫(yī)用生物材料中扮演著極為重要的角色，是最優(yōu)異的生物材料之一。醫(yī)用聚氨酯熱塑性彈性已用于制成一系列醫(yī)用制品，包括：人工心臟瓣膜、人工肺，醫(yī)用粘合劑、人造皮膚、燒傷敷料、介入治療導(dǎo)管、計劃生育用品等。
醫(yī)療用品
醫(yī)療用品所用生膠需力求純潔。目前，所用的材料大部分為國產(chǎn)NR，因其煙熏味較淡、雜質(zhì)也很少，國產(chǎn)顆粒膠或標(biāo)準(zhǔn)膠色澤也不深，適宜用于制作導(dǎo)管、外科手套、水褥等醫(yī)療制品。合成橡膠如反式1，4-聚異戊二烯制成有孔板材在加熱條件下（60~80℃）軟化定型作為骨折扭挫后取代石膏的新型固定材料在國內(nèi)已加工成制品供臨床使用。其它的合成橡膠，如丁苯橡膠（SBR）、NBR、IIR、硅橡膠等根據(jù)使用特性，結(jié)合生產(chǎn)工藝要求和經(jīng)濟(jì)核算等方面考慮，可單獨(dú)使用或適量摻用。
藥品裝置
隨著人民生活水平的不斷提高，健康問題日益受到重視。各種醫(yī)藥產(chǎn)品的需求量不斷增加，對為醫(yī)用產(chǎn)品配套的橡膠瓶塞要求越來越高，為了延長藥品的有效貯存期，要求達(dá)到更良好的密封性。為了適合各新品種藥物的包裝，要求有更高的耐化學(xué)藥品腐蝕性，故以天然橡膠為主要原料的藥塞已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求，而IIR和鹵化丁基橡膠（XIIR）在最小的污染性、低的透氣和透水性、耐蒸汽和大氣老化性、耐化學(xué)藥品性、耐穿刺性、密封性、安全性等遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其它膠種。如要在油劑型藥物介質(zhì)中使用，選擇使用氯丁橡膠（CR）和NBR可以滿足其性能要求，當(dāng)藥用瓶塞要求特別耐熱時，也可選用硅橡膠和三元乙丙橡膠（EPDM）。
常用的膠塞主要包括抗生素瓶塞和生物藥品瓶塞。抗生素瓶塞配方為：生膠以NR、IIR為主，含膠率為50%~60%；用陶土、滑石粉、白炭黑和碳酸鈣等為填料；促進(jìn)劑以M、D、DM并用較為普遍，此外還可用EZ或TMTD等超速促進(jìn)劑；硫黃用量不超過2份；顏料一般用較穩(wěn)定的無機(jī)填料。生物藥品膠塞配方為：生膠以NR、硅橡膠、IIR、EPDM為主，含膠率一般較高；最好以白炭黑為填料；采用低硫或無硫硫化體系；一般不添加著色劑；氧化鋅含量盡量少。
對醫(yī)用瓶塞而言，僅有良好的膠料配方還是不夠的，其生產(chǎn)環(huán)境是否嚴(yán)密、整潔，生產(chǎn)管理、技術(shù)管理好壞都會影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。膠料混煉時，混煉溫度過低或混煉時間過短都易導(dǎo)致混煉不均勻，混煉溫度過高或混煉時間過長則會影響膠料物化性能，這些因素都影響成品性能。一般來說，在規(guī)定的壓力和溫度下，硫化時間不足，會造成制品欠硫，表現(xiàn)為產(chǎn)品硬度不夠、易發(fā)粘、耐熱性差、易噴霜、鋅鹽含量高、針刺合格率低；硫化時間過長又會造成過硫，有些膠料會變硬變脆，有些會發(fā)粘，致使針刺合格率降低；硫化溫度過高也會導(dǎo)致橡膠分子鏈斷裂，乃至發(fā)生硫化返原，使產(chǎn)品拉伸性能降低、針刺合格率下降。另外，產(chǎn)品成型后還要經(jīng)過后處理，后處理是將硫化好的醫(yī)用橡膠塞在一定濃度的酸液或堿液中浸泡一定時間，使產(chǎn)品表面可溶的物質(zhì)溶于溶液中，處理后的膠塞再經(jīng)化學(xué)檢驗(yàn)時，其結(jié)果便可低于規(guī)定指標(biāo)。如果后處理液濃度太高，產(chǎn)品內(nèi)部可抽提物不易被抽提出來，會致使產(chǎn)品化學(xué)檢測數(shù)據(jù)超標(biāo)；如果后處理液濃度太低，可抽提物被充分抽提出來，清洗效果不好，所以應(yīng)選擇合適的后處理液濃度。后處理時間過短會造成處理不徹底，可抽出物不能被全部抽出，產(chǎn)品化學(xué)檢測數(shù)值容易超標(biāo)，貯存時配合劑容易噴出，影響產(chǎn)品質(zhì)量；后處理時間長，生產(chǎn)效率低并且造成產(chǎn)品老化速度加快，甚至將產(chǎn)品腐蝕。所以，應(yīng)根據(jù)所選用后處理溶液的濃度來確定合適的后處理時間，使醫(yī)用瓶塞滿足各項(xiàng)指標(biāo)要求。
目前，醫(yī)用橡膠制品的品種、數(shù)量正在逐年增加，用途也在不斷增多。隨著技術(shù)的不斷更新以及研究的不斷深入，今后會有質(zhì)量更好、價格更低、使用更方便的醫(yī)用橡膠制品不斷滿足醫(yī)療和患者的需求，并大量應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)，應(yīng)用前景十分廣闊。
