Поливинилхлорид медицинского назначения. Учебное пособие

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет»

ПОЛИВИНИЛХЛОРИД МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Учебное пособие

Казань Издательство КНИТУ

2017

1

УДК 61.002.6:678.743.22(075)

ББК 53:35.71я7 П50

Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета

Рецензенты:

канд. техн. наук, проф. А. В. Байгильдеев канд. техн. наук, доц. А. И. Сойко

Авторы: Д. Ф. Садыкова, Е. С. Ямалеева, Р. В. Кожевников, Е. М. Готлиб

П50 Поливинилхлорид медицинского назначения : учебное пособие / Д. Ф. Садыкова [и др.]; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2017. – 96 с.

ISBN 978-5-7882-2190-8

Рассмотрены виды медицинских изделий из поливинилхлорида (в частности, ПВХ-линолеум) и их применение. Проведен анализ отечественного рынка производителей ПВХ-материалов данного профиля.

Предназначено для бакалавров, обучающихся по направлениям подготовки 18.03.01 «Химическая технология», профиль «Технология и переработка полимеров»; 27.03.05 «Инноватика», профиль «Управление инновациями (по отраслям и сферам экономики)»; для магистров направления подготовки 18.04.01 «Химическая технология», а также для аспирантов и научных работников, занимающихся отделочными ПВХ-материалами.

Подготовлено на кафедре технологии синтетического каучука.

УДК 61.002.6:678.743.22(075)

ББК 53:35.71я7

ISBN 978-5-7882-2190-8 Садыкова Д. Ф., Ямалеева Е. С.,

Кожевников Р. В., Готлиб Е. М., 2017

Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2017

2

3

Список условных обозначений и сокращений

ПВХ – поливинилхлорид ДОФ – диоктилфталат

ПАВ – поверхностно-активные вещества ПАУ – полиароматические углеводороды

ЦКЭРМ – циклокарбонаты эпоксидированных растительных масел ЦКЭСМ – циклокарбонаты эпоксидированного соевого масла ПХДД – дибензо-n-диоксины

ПХДФ – дибензофураны ПХУ – полихлорированные углеводороды

ПАУ – полиароматические углеводороды АМД – антимикробные добавки КИ – кислородный индекс ТХПФ – трихлорпропилфосфат ТАФ – триалкилфосфат ДАФ – диалкилфталат ТЭОС – тетраэтоксисилан ЭДТ – этандитиол

ЦАЭ – циклопропилметилаллиловый эфир ТЭОС – тетраэтоксисилан ЭДТ – этандитиол

ЦАЭ – циклопропилметилаллиловый эфир

4

Введение

Поливинилхлорид (ПВХ) применяется в медицине при производстве медицинского инструмента, оборудования и инвентаря уже более 50 лет. При этом его потребление в этой сфере постоянно растет.

Толчком к широкому применению ПВХ в этой области стала насущная потребность заменить резину и стекло предварительно стерилизованными предметами одноразового (и не только) использования. Со временем ПВХ стал наиболее популярным полимером в медицине благодаря химической стабильности и инертности. Продукция из него крайне разнообразна и легко производима. Медицинские продукты из ПВХ могут быть использованы внутри человеческого тела, легко стерилизуются, не трескаются и не протекают.

Вот далеко не полный перечень медицинской продукции, производимой из ПВХ:

-контейнеры для хранения и транспортировки крови и внутренних органов;

-сердечные и мочеточниковые катетеры;

-трубки для кормления;

-приборы для измерения давления;

-хирургические перчатки и маски;

-хирургические шины;

-системы капельниц;

-медицинские шприцы;

-блистер-упаковка для таблеток и пилюль;

-кислородные маски;

-желудочные и дуоденальные зонды;

-мочеприемники;

-пищеводные бужи;

-перевязочные материалы;

-пневматические шины для иммобилизации конечностей;

-детали систем переливания крови и кровезаменителей;

-трубки для ирригоскопии и кишечных промываний;

-нарукавники;

-облегченные влагоустойчивые бахилы;

-уплотненные, влагоустойчивые фартуки;

-эластичные медицинские инструменты (трахеотомические трубки, системы для взятия и переливания крови);

5

-изделия внешнего протезирования (ортопедические вкладки, искусственные ушные раковины и др.);

-клеенки для противопролежневых матрасов,

-лечебное белье.

При всем предубеждении против полимеров вообще и ПВХ в частности, этому материалу удалось пройти бесчисленное количество тестов, результатом которых стало принятие ПВХ большинством здравоохранительных организаций мира.

Токсичность водных вытяжек из ПВХ медицинского назначения исследовали при внутрибрюшинном введении. ПВХ-материалы, не содержащие оловоорганического стабилизатора, не сообщали воде токсических свойств.

Донорская кровь и плазма безопасно хранятся в ПВХемкостях. ПВХ может использоваться даже внутри человека. Именно ПВХ имеет высокую биологическую совместимость при контакте с кровью или тканью человека.

В настоящее время в Европейском союзе доля ПВХ среди всех пластиков, используемых в здравоохранении, составляет порядка 30 % (примерно 90000 т в год).

Одним из основных требований к медицинской продукции является ее соответствие токсикологическим стандартам. Принятие ПВХ к использованию в медицине странами Евросоюза является свидетельством его медицинской безопасности.

Материал, используемый в медицине, должен обладать следующим важным свойством – при контакте с разнообразными жидкостями его состав должен оставаться неизменным, именно таким и является ПВХ.

ПВХ-материалы устойчивы к химическим методам стерилизации и обеззараживания изделий: газовой химической стерилизации (стерилизация формальдегидом, этиленоксидом) и жидкофазной химической стерилизации (спиртами, хлорсодержащими, иодсодержащими препаратами и др.).

Изделия из ПВХ также отличаются высокой гибкостью и прочностью даже при изменяющихся внешних условиях (например, температуре). Этот полимер обладает химической стабильностью и инертностью.

Кроме того, когда полимерный материал контактирует с тканью или кровью пациента, крайне важен показатель химической совместимости. ПВХ характеризуется высокой биологической совмес-

6

тимостью, которая постоянно растет в результате новых разработок в области его модификации. ПВХ-материал сочетается практически со всеми фармацевтическими продуктами.

Благодаря своим физическим характеристикам, материалы из ПВХ могут обладать высокой прозрачностью, поэтому продукции из ПВХ может быть придана любая цветовая окраска.

Из этого полимера легко производить изделия любой формы, будь то трубы, гибкая или жесткая упаковка. Покрытия из ПВХ, наряду с натуральным линолеумом – это самые широко используемые виды напольных материалов в учреждениях сферы медицины.

ПВХ к тому же один из самых дешевых полимерных материалов, что также играет важную роль при выборе полимера для производства медицинской продукции.

Таким образом, ПВХ в современной медицине стал практически незаменимым.

Этому полимеру удалось в значительной степени потеснить стекло и резину, что позволило снизить цену медицинских изделий и сделать множество инструментов одноразовыми и стерильными.

Технические характеристики и эксплуатационные свойства изделий из ПВХ не оказывают таких вредных воздействий, которые подвергали бы риску безопасность пациентов, медицинского персонала или других лиц в течение срока службы изделия, указанного изготовителем, при эксплуатации в соответствии с инструкциями.

7

Изделия из поливинилхлорида, применяемые в медицине

ПВХ-материалы широко применяют в урологии вследствие их прочности, эластичности, устойчивости при стерилизации кипячением, а также стойкости к действию антисептиков и мочи.

Применяют ПВХ для изготовления урологического инструментария, предметов хирургического обихода в урологической практике: уретральных эластических катетеров и бужей, мочеточниковых катетеров, деталей инструментов для эндовезикального удаления камней, дренажей, не подвергающихся инкрустации мочевыми солями.

Поливинилхлоридные волокна используются для изготовления лечебного белья. Токсикологические исследования на лабораторных животных и наблюдения во время опытной носки не обнаружили ка- ких-либо неблагоприятных явлений. Эти ткани обладают высокими теплозащитными свойствами, хорошей воздухо- и паропроницаемостью, малой влагоемкостью и гигроскопичностью.

Высокая электрилизуемость этих тканей дает физиотерапевтический эффект («сухое» тепло). Однако недостатком этих тканей является то, что они не выдерживают частых стирок и быстро разрушаются от горячей воды, что требует разработки методов повышения их водостойкости.

Перчатки из ПВХ широко используются в медицине, где требования к стерильности врача очень высоки.

Пластмассовые трубки применяются в различных сферах лечебной практики и имеют принципиальное значение для многих современных медицинских процедур. Примерами такого использования являются сосудистые катетеры, трубки для получения биоптата (образцов для проведения биопсии) и держатели для эндопротезов сосудов, имплантируемых в артерии сердца.

Последние разработки в области медицинских трубок включают специальные составы, обладающие уникальным сочетанием заданных свойств, включая прочность, эластичность, высокий уровень газонепроницаемости, смазываемость. Достижения технологии экструзии способствуют развитию производства пластиковых трубок с такими уникальными свойствами. Быстрое распространение хирургии минимального вмешательства стало основной побудительной причиной появления новых пластиковых материалов и конструкций трубок.

Для медицинского применения в трубках пластмасса должна обладать следующими свойствами: нечувствительность к биологиче-

8

ским тканям и выделениям, эластичность, прочность, устойчивость к нагреву и химическим веществам, применяемым при стерилизации, прозрачность. Большинством из этих характеристик обладают ПВХматериалы.

Достоинства и недостатки использования поливинилхлорида как основы для изготовления изделий медицинского назначения приведены в таблице 1.

Таблица 1

Достоинства и недостатки использования поливинилхлорида для изделий медицинского назначения

Трубки из ПВХ часто применяются в медицине в больших одноразовых системах, где особо ценятся их низкая стоимость и высокая прозрачность. Такое использование включает внутривенное введение крови или питательных растворов. Еще одним важным применением ПВХ являются катетеры и трубки для диализа

Из ПВХ изготавливается также трубка медицинская дренажная, которая имеет широкий спектр применения: для составления различных магистральных и дренажных линий, воздуховодов, гибких соединений в медицинских приборах.

9

Эта трубка устойчива к слипанию при перегибах. Прозрачность материала позволяет осуществлять визуальный контроль.

Гладкая поверхность трубки способствует эффективному току жидкостей и комфортному введению и извлечению из организма. Достоинством этого изделия является также возможность соединения через коннекторы с трубками различного диаметра.

Трубки из ПВХ выдерживают давление: от 5 до 7 атм, они полностью безопасны в отношении микроорганизмов и используются в Европе и в мире в течение многих десятилетий.

Безопасность ПВХ-трубок оценивается на основе анализа органолептических (вкус и запах) свойств водных вытяжек из их материала. Определяются также миграция, рост микробов и вымывание веществ в питьевой воде. Трубки из ПВХ многократно тестировались международными институтами по этим стандартам и показали полное отсутствие рисков возникновения и роста бактерий на стенках, а также отсутствие вымывания неорганических веществ из материала эрозией потока в сколь значимых для здоровья человека концентрациях.

Еще одно изделие из ПВХ медицинского назначения, находящегося в долговременном контакте с кожей человека, подкладная клеенка для тяжелых больных, которая необходима для санитарногигиенического использования в больницах, санаториях, лечебных и диагностических центрах и других медицинских учреждениях.

Клеенка ПВХ предназначена для подкладывания на кровать, покрытия, медицинских и массажных столов, пеленальных столиков, носилок, кушеток, для изготовления фартуков, бахил, нагрудников, покрытия, детских кроваток и колясок. Она представляет собой полиэфирную ткань, на лицевую сторону которой нанесено ПВХ-покрытие.

Клеенка влагонепроницаема, газо- и паропроницаема, что способствует профилактике пролежней и трофических проявлений у больных. ПВХ-покрытие обладает отличной теплопроводностью, очень быстро приобретает температуру тела и, тем самым, устраняет «эффект холодного прикосновения». Одним из его важных достоинств является возможность многократной дезинфекции таких покрытий.

Клеенка подкладная медицинская используется для пошива медицинских непромокаемых матрасов и наматрасников, для изготовления медицинской мебели, для пошива непромокаемой спецодежды, медицинских ширм, мешков для белья, бахил, подушек для забора крови. Она часто применяется в родильных домах для защиты детских матрасиков, на нее кладут младенцев во время пеленания. Поэтому

10