Plásticos de alto rendimiento para aplicaciones en ciencias de la vida, medicina y equipos analíticos
Los materiales termoplásticos de alto rendimiento aportan una serie de ventajas a los componentes y dispositivos utilizados en el variado campo de las ciencias de la vida y los equipos médicos y analíticos de laboratorio. Diferentes categorías de termoplásticos sirven para estas aplicaciones tan variadas. Una categoría de materiales comprende los plásticos que proporcionan cualidades funcionales específicas para componentes que están contenidos en equipos o dispositivos y no tienen contacto humano directo. Drake Plastics ofrece una impresionante cartera de termoplásticos de ultra alto rendimiento para estos usos. Incluyen varios grados de Victrex® PEEK (polieteretercetona), KetaSpire®PEEK de Solvay, Torlon® PAI (poliamida-imida), AvaSpire® PAEK (poliariletercetona) y Ryton® PPS (polisulfuro de fenileno), así como Ultem™ PEI (poliéter-imida) de Sabic. Estos materiales ofrecen diversas combinaciones de alta resistencia a temperaturas extremas, resistencia al desgaste a largo plazo bajo carga dinámica -en muchos casos sin lubricación externa-, capacidad para soportar sustancias químicas agresivas y excelentes propiedades eléctricas. Victrex PEEK y KetaSpire PEEK, AvaSpire PAEK y Ultem PEI también muestran una notable resistencia a la exposición prolongada al vapor y al agua caliente.
Otro grupo de termoplásticos utilizados en aplicaciones médicas y de ciencias de la vida se engloba bajo el término materiales biocompatibles. Cumplen requisitos estrictos para dispositivos y componentes implantables y no implantables que tienen contacto directo con el cuerpo humano. Estos materiales deben cumplir rigurosas medidas de conformidad y certificaciones para sus usos previstos. En consecuencia, Drake restringe la actividad en materiales biocompatibles y para implantes humanos, incluido el Zeniva PEEK de Solvay y otros, a una operación dedicada que tiene experiencia en el sector, conocimientos, sistemas de calidad y procedimientos adaptados a estos termoplásticos especializados.
Termoplásticos estándar de alto rendimiento en aplicaciones sin contacto
Las ventajas funcionales de los materiales poliméricos de alto rendimiento estándar de Drake Plastics incluyen resistencia a una amplia gama de sustancias químicas, alta resistencia y tenacidad incluso a temperaturas extremas, y propiedades de aislamiento y aislamiento eléctrico y térmico. Estos termoplásticos también presentan una excepcional resistencia al desgaste para componentes de carga y piezas móviles, como engranajes, rodillos, cojinetes y casquillos. Se utilizan internamente en muchas aplicaciones de equipos médicos y analíticos, donde no están expuestos al contacto corporal. Por ejemplo, Drake Plastics mecaniza su Torlon 4203 PAI (poliamida-imida) Seamless Tube® en rodillos altamente resistentes al desgaste que proporcionan una larga vida útil en bombas peristálticas. El PAI Torlon 4275 también proporciona resistencia al desgaste a largo plazo, alta resistencia y capacidad para mantener dimensiones precisas bajo fluctuaciones de temperatura en casquillos internos utilizados en prótesis.
El PEEK, reconocido por su combinación de fuerza, resistencia al desgaste e inercia en un gran número de sustancias químicas, también tiene muchas aplicaciones funcionales en equipos médicos, analíticos y de ciencias de la vida. Drake Plastics suministra varios grados de Victrex® PEEK y KetaSpire® PEEK de Solvay como formas mecanizables extruidas y componentes mecanizados y moldeados por inyección para estos usos. Los cojinetes mecanizados de precisión fabricados con la varilla 450FC30 PEEK de Drake combinan una gran rigidez y una resistencia al desgaste sin lubricación para una fiabilidad a largo plazo en motores eléctricos de alta velocidad que accionan instrumentos de microcirugía. La aplicación también sirve para destacar las propiedades eléctricas típicas de muchos termoplásticos Drake de alto rendimiento, una ventaja que respalda su uso en aplicaciones en las que el aislamiento eléctrico y térmico es importante.
Drake extrude PEEK KetaSpire KT820 NT de Solvay de alta temperatura en varilla, y luego mecaniza espaciadores de tolerancia de precisión que aíslan y sellan componentes eléctricos en motores eléctricos contenidos en aparatos quirúrgicos.
El PEEK KetaSpire de alta temperatura amplía la resistencia inherente al desgaste, la inercia química y la alta resistencia de esta familia de polímeros de alto rendimiento a aplicaciones que requieren un aumento de las propiedades térmicas más allá de lo que pueden soportar los grados de PEEK estándar, como KetaSpire KT-820 y Victrex 450G. Drake Plastics ofrece PEEK de alta temperatura en formas estándar y componentes mecanizados de precisión y moldeados por inyección. También presenta una mayor resistencia en comparación con las fórmulas estándar de PEEK.
Debido a su excepcional resistencia química y estabilidad dimensional bajo variaciones de temperatura, Torlon PAI, PEEK, High Temp PEEK, Ultem PEI, Ryton R-4 PPS y AvaSpire PAEK también se especifican para componentes internos en equipos analíticos utilizados en el campo de las ciencias de la vida. Drake Plastics ofrece su gama de materiales como formas en stock y piezas de precisión mecanizadas por CNC y moldeadas por inyección para satisfacer los diversos requisitos de rendimiento de estas aplicaciones con eficacia y eficiencia.
Drake Plastics es un reconocido especialista en polímeros de ultra alto rendimiento. Nuestras décadas de experiencia en colaboración han ayudado a los ingenieros a desarrollar soluciones de selección de materiales y producción de piezas para numerosos retos de aplicaciones aeronáuticas como éstas.
Aplicaciones típicas: Termoplásticos de alto rendimiento para componentes sin contacto corporal
- Los rodillos de las bombas peristálticas utilizan Torlon 4203 PAI de alta resistencia para una mayor resistencia al desgaste y una larga vida útil.
- Los cojinetes utilizados en los motores de los instrumentos de microcirugía se mecanizan a partir de la varilla PEEK 450FC30 de Drake, reforzada con un 30% de fibra de carbono, para un funcionamiento sin lubricación en estas herramientas de alta velocidad.
- Los rotores y estatores de los equipos de HPLC (cromatografía líquida de alta presión) se moldean por inyección en PEEK de fibra de carbono por su inercia química y resistencia.
- Los espaciadores eléctricos de los motores de las herramientas quirúrgicas se mecanizan a partir de la varilla Victrex KT820 NT PEEK de Drake. Aportan propiedades de aislamiento y estanqueidad a los componentes internos.
- Los casquillos para prótesis fabricados con Torlon 4301 PAI Seamless Tube® de Drake proporcionan tolerancias de precisión y resistencia al desgaste para los componentes internos sometidos a cargas dinámicas. El tubo sin soldadura también reduce el tiempo de mecanizado y la pérdida de material frente a la varilla maciza.
- Las jaulas de cojinetes utilizadas en motores de perforación dental de alta velocidad confían en el Torlon 4301 PAI y el Torlon 4275 PAI para un servicio duradero .
- Los vástagos de barrera al vacío para el llenado de frascos farmacéuticos aprovechan la inercia química del PEEK, su resistencia al vapor y al agua caliente y su cumplimiento de la normativa para la manipulación de ingeribles.
- Los componentes de los equipos analíticos, incluidos los racores, válvulas, colectores, juntas y casquillos, están fabricados con PEEK, Ryton PPS y AvaSpire PAEK de gran resistencia e inercia química.
- Los casquillos de herramientas quirúrgicas robóticas de alta velocidad, mecanizados con precisión a partir de PEEK 450FC30 reforzado con un 30% de fibra de carbono, ofrecen la fuerza y resistencia al desgaste esenciales para un rendimiento fiable a largo plazo.
Materiales biocompatibles para aplicaciones médicas y de ciencias de la vida
Los termoplásticos biocompatibles de alto rendimiento para su uso en aplicaciones que entran en contacto con el cuerpo humano se clasifican en las categorías típicamente designadas como materiales no implantables e implantables.
Algunas de las familias de polímeros que Drake Plastics extrude, mecaniza y moldea por inyección de forma rutinaria incluyen resinas designadas por los fabricantes como grados médicos y biocompatibles para servir a estas aplicaciones. Los más notables son los grados específicos de KetaSpire PEEK de Victrex y Solvay, Ultem PEI de Sabic y AvaSpire PAEK de Solvay. Sin embargo, para su uso en aplicaciones de contacto corporal, estos grados médicos deben cumplir normas industriales y procedimientos de calidad justificadamente estrictos. Para garantizar el nivel de conformidad exigido, Drake Plastics difiere estas aplicaciones a operaciones dedicadas plenamente a materiales y aplicaciones biocompatibles.
El PEEK (polieteretercetona) es la familia de materiales biocompatibles más destacada entre los termoplásticos de alto rendimiento. Se distingue de otros materiales biocompatibles en su uso para aplicaciones médicas implantables, además de dispositivos médicos generales y componentes de equipos.
Debido a su elevado peso molecular y a su resistencia a la fusión, el PEEK se presta a la extrusión en formas de stock, incluso en grandes secciones transversales. Los grados de PEEK biocompatibles, tanto para aplicaciones médicas generales como para implantes humanos, suelen extruirse en formas estándar en forma de varillas, placas y tubos, y después se mecanizan con precisión en componentes para su uso en muchos tipos diferentes de dispositivos y equipos.
Las propiedades físicas del PEEK lo convierten en una opción excelente para muchas aplicaciones que también requieren biocompatibilidad. Sus características inherentes incluyen resistencia al desgaste, tenacidad, rigidez e inercia a una amplia gama de productos químicos, así como al agua caliente y al vapor. Con una Tg (temperatura de transición vítrea) de 143°C (289°F) y una temperatura de deflexión térmica de 152°C (306°F), conserva su resistencia en condiciones térmicas extremas. El PEEK también mantiene unas dimensiones precisas a pesar de las grandes variaciones de temperatura.
Las aplicaciones del PEEK en las ciencias de la vida abarcan desde dispositivos médicos e instrumentos reutilizables que ven repetidos ciclos de autoclave hasta numerosos componentes implantables utilizados en campos como la medicina espinal, coronaria y ortopédica.
Con su excelente resistencia al agua caliente y al vapor, el PEI Ultem puede soportar repetidos ciclos de autoclave de vapor y mantener su resistencia en entornos de alta temperatura de hasta 170°C (340°F). También tiene una excelente resistencia química. Estos atributos conducen a su uso para dispositivos médicos reutilizables e instrumentos quirúrgicos que requieren una esterilización por vapor repetida. Sus sólidas propiedades eléctricas también lo convierten en una buena elección para aislar componentes en equipos de laboratorio.
El PAEK AvaSpire® de Solvay se considera a menudo una alternativa al PEEK en componentes no implantables en los que los niveles de resistencia química y térmica de este último no son esenciales. Al igual que el PEEK y el Ultem PEI, AvaSpire PAEK tiene la dureza y la resistencia a los productos químicos, al vapor y al agua caliente que lo convierten en un candidato para instrumentos quirúrgicos multiuso que se someten a ciclos de esterilización repetidos. Las aplicaciones típicas incluyen asas, pomos, empuñaduras, retractores y bandejas de instrumentos.
Aditivos de rendimiento
Una gran ventaja de los termoplásticos de ultra altas prestaciones sobre otras formas de material es su capacidad para incorporar uniformemente aditivos que mejoran las prestaciones a medida que son procesados por los fabricantes de resinas. Algunos ejemplos son las fórmulas con mayor resistencia al desgaste de las piezas móviles internas. El refuerzo de fibra de carbono también proporciona mayores niveles de resistencia, una ventaja para los mangos de herramientas quirúrgicas, sondas y extractores. El refuerzo de fibra en los grados médicos tampoco tiene ningún efecto perjudicial sobre la resistencia inherente de los materiales a los productos químicos y a la esterilización repetida por vapor.
Con su creciente lista de éxitos en aplicaciones, Torlon PAI, PEEK, Ryton R-4 PPS, PEEK HT de alta temperatura y Ultem PEI están demostrando su valor como materiales ligeros y fiables de alto rendimiento para componentes de naves espaciales. La completa familia de materiales poliméricos ligeros de Drake Plastics ofrece a los ingenieros la posibilidad de elegir la combinación óptima de resistencia, estabilidad, propiedades de rodamiento y desgaste y resistencia química y térmica que mejor se adapte a los requisitos de su aplicación. En particular, la tenacidad de los polímeros Torlon PAI y PEEK a temperaturas criogénicas, junto con sus cualidades de baja desgasificación y resistencia a la degradación de propiedades por exposición a altos niveles de radiación, ya los han convertido en los materiales preferidos para una amplia variedad de componentes aeroespaciales.
Aplicaciones típicas: Termoplásticos biocompatibles de alto rendimiento
- Aplicaciones médicas generales
- Los instrumentos quirúrgicos de uso repetido fabricados con Ultem PEI, Victrex y Solvay KetaSpire PEEK y AvaSpire PAEK muestran una larga vida útil tras múltiples ciclos de esterilización por vapor.
- Las sondas y los extractores se basan en grados de PEEK y PAEK reforzados con fibra de carbono para conseguir una gran rigidez, estabilidad y longevidad a través de múltiples ciclos de esterilización.
- PEEK implantable como Zeniva ZA-500 e Invibio de Victrex:
- Implantes vertebrales
- Dispositivos quirúrgicos cardiovasculares
- Componentes de prótesis articulares
- Anclajes de sutura implantables
- Componentes de fijación traumatológica en PEEK reforzado con fibra de carbono
Mecanizado de precisión de materiales biocompatibles para clientes de la industria médica y de las ciencias de la vida
Debido a nuestros reconocidos y rígidos procedimientos de gestión de la calidad, que incluyen la trazabilidad y la documentación de conformidad, Drake Plastics es frecuentemente solicitada como fuente de componentes utilizados en muchas aplicaciones médicas que requieren biocompatibilidad. En estos casos, los clientes proporcionan sus formas biocompatibles en stock para su mecanizado o compuestos de resina para su moldeo por inyección en piezas acabadas. Un ejemplo notable es el de los anclajes de sutura implantables mecanizados con precisión por Drake Plastics para un cliente que suministra sus propias formas de stock fabricadas con Invibioâ PEEK biocompatible de Victrex LLC.
