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全球醫(yī)療技術(shù)和實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品行業(yè)用苯乙烯聚合物市場規(guī)模估計(jì)在100萬噸以下。專家預(yù)測,未來這個(gè)行業(yè)年均增長率約為6%。苯乙烯聚合物約占醫(yī)用塑料市場17%的份額。在苯乙烯聚合物家族中,標(biāo)準(zhǔn)聚苯乙烯應(yīng)用最廣,所占市場份額超過60%,其次是基于苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS、SEBS) 和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)的熱塑性彈性體,各占11%的市場份額。 G8 N4 m9 u( p* J/ k5 \: ^
( C; e! t' v, _5 B w5 u7 ? S透明、抗沖擊的丁苯嵌段共聚物(SBC)和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)市場占有率較小,為3%。但它們的性能特征滿足醫(yī)療市場的各種要求,使之成為可以很好地兼顧剛度、韌度或從極高的韌性到橡膠彈性等各種行為表現(xiàn)要求的各種應(yīng)用的理想材料。
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; O" U1 F, z$ Y+ \' s- |, M從高韌度、高剛度到柔軟而有彈性6 n2 u" R' C6 a, z* d
/ q5 C* M- n. ^4 i用丁苯嵌段共聚物(SBC)替代增塑PVC塑料生產(chǎn)注射器組件、軟管、滴液器和其它醫(yī)用產(chǎn)品的趨勢還在繼續(xù),并推動(dòng)了諸多SBC基塑料和配混料市場的發(fā)展。這種替代用途的最大受益者是柔軟的熱塑性彈性體,例如由德國美因河畔法蘭克福苯領(lǐng)集團(tuán)公司生產(chǎn)的Styroflex以及氫化苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)樹脂。/ y; Y- o7 _. v( C( T/ _
8 [$ R: r+ m6 F- m2 H O9 \, P" NStyroflex的主要特性即回彈性良好、邵氏硬度低以及易于擠塑加工,促使美國新罕布什爾彼得伯勒的MicroSpec公司與苯領(lǐng)集團(tuán)合作開發(fā)復(fù)雜的多腔管系統(tǒng)(圖1)。 結(jié)果,相比PVC,生產(chǎn)力得到了極大的提高(單位時(shí)間生產(chǎn)的管更長)。初步分析顯示,用這種聚合物生產(chǎn)的管子的吸濕性能以及吸收醫(yī)用活性成分的可能性比用PVC塑料生產(chǎn)的傳統(tǒng)管子低很多。5 ^9 n" x5 J8 T, n0 ~- t4 ]
2 k+ x! R( Z. z! |* ?7 ?5 |Styroflex也是抗沖擊熱塑性塑料SBC(商品名稱:Styrolux,生產(chǎn)商苯領(lǐng)集團(tuán))的主要配混合作伙伴。所生產(chǎn)的混料可用于開發(fā)個(gè)性化的透明靜脈滴注器(標(biāo)題圖片),滿足其對(duì)硬度、剛度或柔軟而富有彈性的特性要求。具體根據(jù)穿刺器和滴注器之間所用的密封和連接技術(shù)而定。SB 嵌段共聚物即便在溫和的溫度條件下依然具有良好的流動(dòng)特性,成為在極短的生產(chǎn)周期內(nèi)經(jīng)濟(jì)高效生產(chǎn)滴注器和尺寸不斷變大的多腔模具的理想材料。
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6 k1 k! d ~1 d4 B0 _實(shí)踐證明,在生產(chǎn)滴注器和軟管或軟管連接器、歧管用的簡單、穩(wěn)定而又可靠的溶劑型粘合劑體系,如環(huán)己酮、丁酮(MEK)、四氫呋喃(THF)方面,Styrolux的中等極性以及與Styroflex的復(fù)合物具有優(yōu)勢。因?yàn)樗鼈兊臉O性高于聚烯烴,成品SBC部件可以用很明顯的對(duì)比色進(jìn)行印刷,或者被貼上條形碼。; s! o; I) o k! y$ }1 v* [0 B
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近年來,越來越多的醫(yī)療器械生產(chǎn)商咨詢聚碳酸酯替代材料。主要的目標(biāo)用途是透析器及相應(yīng)的外殼這一由聚碳酸酯主導(dǎo)的市場。首款由Styrolux 656 C和Zylar 960(生產(chǎn)商:苯領(lǐng)集團(tuán))制成的透析器目前已進(jìn)入高級(jí)測試階段,準(zhǔn)備推向市場。同時(shí)改用SBC或MBS樹脂的推動(dòng)因素還包括,采用這類樹脂后,通常不需要更換注塑模具,因?yàn)闃渲氖湛s性能與聚碳酸酯接近。
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透明,耐化學(xué)腐蝕* {9 [4 y% i# h3 w3 g) I& {# d
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透明、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)(MBS,Zylar)豐富了SBC的特性,使之具有更強(qiáng)的剛性和耐高溫特性。而與其它材料如聚碳酸酯相比,其關(guān)鍵特性是優(yōu)越的流動(dòng)性、易于加工。2 P" H: r% X$ @" U. x2 Z
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成型的溫度較低,可以節(jié)約能源成本,縮短10%~15%的生產(chǎn)周期。提高了苯乙烯相對(duì)于聚酯或塑化PVC的密度優(yōu)勢。即便材料成本可能提高,其競爭前景看上去也更好$ ^) ~! [) F5 m
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2 d: {6 \6 ]) M ^ z& ?, z從中性到殺菌
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5 G9 @) ?* x$ e+ n( c: C1 t通常,用苯乙烯生產(chǎn)的成品醫(yī)療部件由于耐高溫性能的局限,不能采用汽蒸滅菌方式。但是,經(jīng)證明,SBC和MBS對(duì)不同的滅菌工藝具有極其出色的耐受性,尤其是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的伽馬或電子輻射方式。這種耐受性體現(xiàn)在具有非常高的色彩一致性、其它物理和技術(shù)性能的整體保持水平方面。與此相對(duì),經(jīng)輻射的未著色聚碳酸酯則在儲(chǔ)存后幾周即出現(xiàn)了劇烈的黃變。這種不受歡迎、影響美觀的影響可以在某種程度上通過著色方式減輕,但對(duì)透析器外殼生產(chǎn)商會(huì)構(gòu)成后勤物流方面的挑戰(zhàn),同時(shí),還會(huì)增加成本。因?yàn)橹挥性诖鎯?chǔ)了相當(dāng)長一段時(shí)間后,才能恢復(fù)到最終的灰藍(lán)色。如果使用SBC或MBS樹脂,醫(yī)療產(chǎn)品生產(chǎn)商可以通過去除額外的儲(chǔ)存時(shí)間和成本而獲得決定性的競爭優(yōu)勢。- Y* N; W7 s7 w- j) B$ t2 N
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智能產(chǎn)品和定制服務(wù)
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展望醫(yī)療技術(shù)行業(yè)即將到來的挑戰(zhàn),可以看到,重點(diǎn)在于針對(duì)成本效益、安全性、易于操作、產(chǎn)品質(zhì)量高度一致而采取的措施。因此,塑料生產(chǎn)商需要詳細(xì)了解這些挑戰(zhàn)及如何將這些挑戰(zhàn)與自己獨(dú)有的聚合物技術(shù)結(jié)合起來,以便與客戶一起合作,為需要的應(yīng)用定制出整套材料和服務(wù)。
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/ V8 E1 C. u3 ?除了要求樹脂具有透明、剛性好,耐化學(xué)腐蝕、粘結(jié)性強(qiáng)等特點(diǎn)外,還需要具有一定的隔音性能,這促使人們選擇Zylar 650用于開發(fā)用于耳外科特殊用途的擠塑軟管。
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設(shè)計(jì)師同樣也傾向于選用透明、防開裂的特種苯乙烯Styrolux 和Zylar 作為注射系統(tǒng)的外殼和手把,以保護(hù)醫(yī)護(hù)人員免于針頭刺傷,同時(shí)保障患者給藥量的準(zhǔn)確性。毫不令人意外的是,除了宣傳手冊(cè)上列明的產(chǎn)品性能外,這類產(chǎn)品的表面質(zhì)量如手感和抓握柔軟是產(chǎn)品選擇的主要依據(jù)。/ k0 S; G+ Y0 e8 ]1 H
2 Y" p4 J5 Y/ D( W# G7 U y人們普遍認(rèn)為通過吸入器口服給藥的方式前景特別廣闊且用戶友好。透明著色的Styrolux和Zylar產(chǎn)品廣泛用于接口管和外殼部件,其色澤可以用于區(qū)分諸如藥物,因此有助于保障患者安全。
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一方面醫(yī)療器械生產(chǎn)商要求高品質(zhì)的塑料產(chǎn)品,另一方面,他們又面臨高成本壓力,透明、抗沖擊、高彈性苯乙烯特種材料通過自己的優(yōu)勢,成功在與成熟材料的競爭中勝出。它們富有優(yōu)勢的均衡性能確??梢栽谖磥肀3志哂形Φ脑鲩L潛力。
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而且,醫(yī)療行業(yè)期望塑料原材料供應(yīng)商可以保障長期供應(yīng),在有些情況下,保障成分不變的產(chǎn)品的全球供應(yīng)。這種保障可以通過,如,設(shè)立第二個(gè)獨(dú)立的生產(chǎn)基地來實(shí)現(xiàn)。
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d! g" x, p9 n) R" s所提供的樹脂必須完全滿足生物兼容性(USP等級(jí)VI/ISO 10993)和食品接觸(EU和FDA)的法規(guī)要求,并推薦收錄于藥物管理檔案(MDF)。
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