Применение в медицине

При конструировании и производстве медицинских изделий за частую используют различные полимерные материалы, такие как: силиконовая резина, полиуретан, полиэтилен, поливинилхлорид, полиамид и др. Наибольшее значение и применение в медицине находят силиконовая резина и полиуретан.

Силиконовые каучуки и, соответственно, силиконовые резины на их основе относятся к классу кремнийорганических полимеров (называемых также силиконы, полиорганосилоксаны). В упрощенном виде макромолекулы силиконовых каучуков представляют собой цепочки чередующихся атомов кислорода и кремния, обрамленного различными радикалами.

Начало широкого практического применения кремнийорганических полимеров, включающих жидкости, каучуки, резины, смолы, пластмассы, относится к сороковым годам ХХ в. Эти полимеры нашли полезное применение в разных областях техники, в том числе, в производстве разнообразных медицинских изделий. В этой сфере силиконовая резина практически не имеет себе равных среди других полимерных материалов благодаря комплексу уникальных свойств.

Биоэнертность и биостабильность - эти свойства являются определяющими для использования в медицинской технике. Многолетний опыт (первое применение СР в качестве имплантата относится к 1948 г.) показал, что правильно изготовленные изделия из силиконовых резин как при внешнем контакте, так и при кратковременном введении в организм, например, в просвет ЖКТ, или при длительной имплантации, в том числе, в течение всей жизни пациента, практически не оказывают токсического действия, не вызывают раздражения тканей и окружающей среды организма и не вызывают аллергенных реакций.

Гемосовместимость, кальцинация - эти характеристики столь же важны, как и трудно достижимы на требуемом уровне в медицинских полимерных изделиях. Однако, уникальные поверхностные свойства (гидрофобность, антиадгезионность, в том числе, по отношению к окружающим тканям, плохая совместимость с другими веществами) позволяют успешно использовать силиконовую резину в кардиохирургии при контакте с кровью, в нейрохирургии, урологии и др.

Устойчивость к стерилизационным воздействиям. Широкий температурный диапазон использования (от – 60 oC до + 150 – 200 oC) и высокая гидролитическая стойкость позволяют стерилизовать изделия из силиконовых резин воздушным методом (при 180 oC), острым паром в автоклаве при 120 – 130 oC, подвергать их длительному кипячению в воде.

Силиконовые резины достаточно химически инертны, хорошо противостоят действию слабых кислот и щелочей, растворов солей, аммиака, этилового спирта, ацетона, перекиси водорода, однако сильно набухают в бензине, ароматических растворителях и хлорированных углеводородах (набухание имеет обратимый характер).

Перечисленные свойства силиконовых резин определили ее применение в медицинской технике. Можно сказать, что практически нет ни одной области хирургии, в которой не использовались бы изделия из силиконовых резин и нет ни одной области человеческого тела, в которую бы эти изделия не вводились на различные сроки. Изделия из силиконовых резин применяются в общей хирургии, сердечно - сосудистой хирурги, грудной хирургии, нейрохирургии, челюстно-лицевой хирургии, отоларингологии, офтальмологии, ортопедии, урологии, стоматологии, гинекологии, анестезиологии.<.p>

Особо необходимо отметить, что уже более двадцати лет при изготовлении медицинских изделий используется прогрессивный каталитический ("платиновый") метод вулканизации силиконовых резин взамен перекисного метода. В мировой практике этот метод используется при получении ответственных медицинских изделий, таких как имплантаты, эндопротезы и др.

В разные годы создана и внедрена в серийное производство широкая серия медицинских изделий из силиконовых резин различного назначения:

- Имплантируемые провода - электроды для электростимуляторов сердечной деятельности

- Модель искусственного сердца, доведенная до стадии экспериментов на животных

- Первые отечественные трубки, зонды, дренажи из силиконовой резины

- Имплантируемые системы для лечения гидроцефалии

- Силиконовые имплантаты для глазной хирургии для склеропластических операций, проводимых по поводу отслойки сетчатки

- Ларингеальные маски и др.

Приложение

Табл. 1 Свойства натурального и синтетического каучуков, применяемых при производстве резин

Каучук	Плотность, кг/м³	Временное сопротивление δ, МПа	Относительное удлинение при разрыве ε, %	Остаточное удлинение θ, %	Рабочая температура, °С	Температура хрупкости, °С	Стойкость в органических растворителях Бензин, масло)
	910—940	25	800	20	80—130	-70	Нестойкий
Бутадиеновый (СКБ)	900—920	15	600	40	80—150	-50	»
Бутадиенстирольный (СКС)	940	18	500	15	80—130	-70	»
Изопреновый (СКИ)	910—920	25	700	18	130	-70	»
Хлоропреновый (наирит)	1200	12	650	25	100—130	-35	»
Бутадиеннитриль-ный(СКН)	945—986	13	400	15	100—177	-50	Стойкий
Силоксановый (СКТ)	1700—2000	2,5	200	20	250—325	-70	Не стойкий
Фторсодержащий (СКФ)	1800—1900	12—20	60— 200	15	250—325	-25	Стойкий

Табл. 2 Физико-механические свойства резин

Марка резины	Каучук	Временное сопротивление δ, МПа	Относительное удлинение при разрыве ε, %	Остаточное удлинение θ, %	Твердость, Н/м²	Температура хрупкости, °С	Отношение к органическим растворителям (бензин, масло, керосин)
56	НК	10	450	32	45—^0	-50	Не стойкая
15-РИ-10	НК	20	600	30	0,3—0,4	-55	»
14-РИ-324	НК	17	610—630	30	0,7-1,4	-56	»
3826	СКН-26	8	320	20	1,0-1,4	-28	Стойкая
НО-68-1	Наирит + СКН	9	250	12	0,7-1,2	-55	»
В-14-1	СКН	12	14	8	1,6-1,9	-50	»
ИРП-1287	СКФ-26	12	120	10	1,2-1,9	-25	»
ИРП-1338	СКТВ	5,0	300	10	0,7—1,2	-70	»

Табл.3 Долговечность изделий из силиконовой резины

Температура (°C)	Долговечность (-50% удлинения при разрыве)
-50 - +100	неограниченно
+120	10-20 лет
+150	5-10 лет
+205	2-5 лет
+260	3 месяца - 2 года
+316	1 неделя - 2 месяца
+370	6 часов - 1 неделя
+420	10 минут - 2 часа
+480	2-10 минут