رانشگری (اکستروژن) و نوید آینده ای مطمئن برای لوله های پزشکی پلیمری

گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر  مواد و روش های در حال ظهور، از بسپارهای زیست جاذب تا رانشگری (اکستروژن) انتقالی به بهبود تولید لوله های پزشکی کمک می کنند. در این مقاله، محصولات جدید در این حوزه گزارش شده است.
در همایش لوله های پزشکی در برلین که اخیرا توسط AMI برنامه ریزی شده بود، برخی از چالش های مربوط به تولید این محصولات پیچیده بیان شد.
شرکت ایرلندی Boston Scientific به اهمیت بسپارهای زیست جاذب که به مرور زمان در بدن تخریب می شوند اشاره کرد. از این مواد به عنوان پایه تعدادی از لوازم پزشکی مانند استنت ها (stent) استفاده می شود.
در این جا تعدادی از بسپارها مانند پلی لاکتیک اسید نوع را می توان به کار برد. به این بسپار پلی ال لاکتیک اسید (PLLA) گفته می شود و دارای خواصی است که برای ساخت لوله های پزشکی که به شدت تحت تاثیر وزن مولکولی و درصد بلورینگی هستند، سودمند می باشد.
شرایط رانشگری تاثیر زیادی بر خواص محصول لوله ی نهایی دارد. یکی از فعالیت های شرکت، مطالعه ی گروهی روی استفاده از رانشگرهای ریزسوراخ ساز (microbore) برای فراورش مواد است (شکل 1). این تحقیق در مجله ی Polymers منتشر شده است.

در این تحقیق، پلی ال لاکتیک اسید گونه ی پزشکی با جرم مولکولی زیاد با استفاده از رانشگر ریزسوراخ ساز فراورش شد. میزان رطوبت ماده کم تر از ppm 100 بود و برای ساخت لوله هایی با قطر خارجی 9/1 میلی متر و ضخامت دیواره 6/0 میلی متر استفاده شد.
از نکاتی که گروه به آن توجه داشتند، اهمیت خشک کردن بسپار خصوصا در ماده ای که به شدت مستعد تخریب گرمایی و شکست مذاب است، بود.
لوله ی ساخته شده به وسیله ی روش های مختلفی از قبیل سوانگاری گازی، گرماسنج روبشی تفاضلی (DSC)، آزمون های کشش و آنالیز گرمایی دینامیکی (DMA) آزمایش شد.
محققین اظهار داشتند فرایند رانشگری، شامل خشک کردن، باعث شد جرم مولکولی حداقل 17 درصد کاهش یابد. زمان اقامت طولانی تر مذاب حتی در آهنگ برشی کم منجر به افت بیشتر جرم مولکولی می شود. به گفته ی گروه تحقیقاتی، خواصPLLA هم به دما و هم به آهنگ کرنش وابسته است.

سیم داخل لوله
لوله ی پزشکی، محصولی ظریف و دقیق است و نوین ترین محصولات مورد نیاز برای انجام کارهایی بیش از انتقال ساده مایعات است. با هم رانشگری لوله ها به همراه سیم ها یا پوشش های خاص، سازندگان می توانند محصولاتی پیچیده تر تولید کنند.
شرکت آلمانی Raumedic می گوید دَرنشاندن سیم می تواند لوله هایی هوشمند با عملکرد یکپارچه تولید کند. مثال ها شامل سوندها (catheters) با کارکرد یکپارچه است. این سوندها می توانند شاخص های بیمار مانند دما، میزان اکسیژن و pH را اندازه گیری کنند و داده ها را به صورت بی سیم ارسال کنند.
هم چنین سیم ها می توانند موجب استحکام مکانیکی لوله ها گردند و سفتی را برای ایجاد مقاومت در برابر تاب خوردگی (kinking) و خم شدگی افزایش دهند. به گفته ی شرکت این مورد، مخصوصا برای محصولاتی مانند درون بین ها (اندوسکوپ، ابزاری برای معاینهی داخل مجراها و حفره‌های بدن) و کانول ها (لوله های ورود و خروج مایع در بدن) ثمربخش است.
مواد رسانا و نارسانا هر دو را می توان هم رانشگری کرد. در ادامه شرکت می گوید که انواع مختلف مواد سیم، از فولاد ضد زنگ و مس گرفته تا پلاتین-ایریدیوم و مواد خاصی مانند نیتینول (Nitinol) را می توان ترکیب کرد.
یک خط رانشگری به منظور فراورش این محصولات نیاز به کنترل دقیق دارد که به طور مثال شامل اندازه گیری دقیق خارج از مرکز بودن (eccentricity)، ابعاد و وجود نقایصی مانند ریزمُک ها (pin holes) خواهد بود.

پیش روی به جلو
شرکت Spectrum Plastics در ارتباط با سخت گیری و دقت در تولید سامانه های انتقال با سطح مقطع کم مانند میله های سوند که به وسیله ی فشار در مسیرهای طولانی در بدن به جلو رانده می شوند، توضیح داده است. میله های سوند تقویت نشده معمولا سست و بی دوام هستند و به یک قیطان (braid) پیوسته که داخل لوله سوند تعبیه شده باشد، نیاز دارند. شرکت می گوید این امر، گشتاورپذیری و فشار پذیری (pushability) را برای پیشبرد دستگاه، ضمن حفظ انعطاف پذیری و مقاومت در برابر تاب خوردگی در مقابل حرکت در کالبد پر پیچ و خم بدن را فراهم می¬آورد.
میله سوند قیطان دار ممکن است شامل پنج لایه ماده مانند مغزی، آستری، نوار قیطان دار، روکش و لایه ی بیرونی باشد. این لایه ها هر کدام باید به یکدیگر پیوند خورده باشند، در حالی که ساختار کلی باید با وجود یک لایه ی بیرونی با اصطکاک کم، استحکام خود را حفظ کند.
راه¬های مختلفی برای رسیدگی به این چالش¬ها وجود دارد. در یک مورد شرکت اظهار داشته لایه¬ی بیرونی از جنس پلی¬تترافلوئورواتیلن (PTFE) از لایه¬ی داخلی پلی ایمید (PI) دوپوسته می¬شود. زیرا پوشش دیواره نازک پلی تترافلوئورواتیلن دارای استحکام کششی ضعیفی است، در حالی که پلی ایمید مدول کششی زیادی دارد.
راه حل، آمیختن دو بسپار به منظور ساخت ماده ای با خواص مکانیکی خوب و ضریب اصطکاک کم بود. روش دیگر برای سازگار کردن خواص، تغییر چگالی یا تراکم قیطان در طول لوله است. بنابراین، قیطان متراکم و نزدیک به هم به حفظ انعطاف پذیری کمک می کند، در حالی که زاویه کم عمق تر قیطان موجب سفت تر شدن آن قسمت از لوله می گردد.

دوره¬ی انتقال
شرکت سوئیسی Exgineering در ارتباط با این که رانشگرهای انتقالی چگونه به بهبود کیفیت و کاهش هزینه لوازم پزشکی رانشگری شده کمک می کنند، توضیح می دهد. شرکت می گوید رانشگری انتقالی امکان آمیخته سازی دو ماده جدا را در یک محصول رانشگری شده مانند لوله ی سوند فراهم می کند. با این حال، ادغام این دو ماده کندتر انجام می شود و از روش مرحله ای (پله-ای) معمول جلوگیری می کند (شکل 2).

 

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره ۲۱۳ دوماهنامه پوشرنگ از گروه مجلات بسپار که در پایان تیرماه منتشر شده است بخوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق فیدیبو قابل دسترسی است.