Ciencias de la vida y medicina

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, la medicina y los equipos de laboratorio analíticos. Diferentes categorías de termoplásticos sirven para estas aplicaciones tan variadas. Una categoría de materiales comprende los plásticos que proporcionan cualidades funcionales específicas para los componentes que se encuentran dentro de los equipos o dispositivos y que no tienen contacto directo con las personas. Drake Plastics ofrece una impresionante cartera de termoplásticos de ultra alto rendimiento para estos usos. Entre ellos se encuentran varios grados de Victrex® PEEK (polieteretercetona), KetaSpire® PEEK de Solvay, Torlon® PAI (poliamida-imida), AvaSpire® PAEK (poliateretercetona) y Ryton® PPS (polisulfuro de fenileno), así como UltemTM 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 productos químicos agresivos y excelentes propiedades eléctricas. El PEEK de Victrex y el PEEK de KetaSpire, el PAEK de AvaSpire y el PEI de Ultem también presentan 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 de materiales biocompatibles. Cumplen requisitos estrictos para los dispositivos y componentes, tanto implantables como no implantables, que tienen contacto directo con el cuerpo humano. Estos materiales deben cumplir con rigurosas medidas y certificaciones para sus usos previstos. En consecuencia, Drake restringe la actividad en materiales biocompatibles y para implantes humanos, incluyendo Zeniva PEEK de Solvay y otros, a una operación dedicada que tiene la experiencia en la industria, el conocimiento, los sistemas de calidad y los procedimientos adaptados a estos termoplásticos especializados.

Las ventajas funcionales de los materiales poliméricos de alto rendimiento estándar de Drake Plastics incluyen la resistencia a una amplia gama de productos químicos, una alta resistencia y tenacidad incluso a temperaturas extremas, y propiedades de aislamiento eléctrico y térmico. Estos termoplásticos también presentan una excepcional resistencia al desgaste para los componentes que soportan cargas y las 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. Torlon 4275 PAI también ofrece resistencia al desgaste a largo plazo, alta resistencia y la capacidad de 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 productos químicos, 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 rodamientos mecanizados de precisión fabricados con la varilla 450FC30 PEEK de Drake combinan una alta rigidez y una resistencia al desgaste sin lubricación para una fiabilidad a largo plazo en los motores eléctricos de alta velocidad que alimentan los instrumentos de microcirugía. La aplicación también sirve para destacar las propiedades eléctricas típicas de muchos termoplásticos de alto rendimiento Drake, una ventaja que respalda su uso en aplicaciones en las que el aislamiento eléctrico y el aislamiento térmico son importantes.

Drake extrude el PEEK de alta temperatura KetaSpire KT820 NT de Solvay en varillas y, a continuación, mecaniza espaciadores de tolerancia de precisión que aíslan y sellan los componentes eléctricos de los motores eléctricos contenidos en los aparatos quirúrgicos.

El KetaSpire PEEK de alta temperatura amplía la resistencia al desgaste inherente, la inercia química y la alta resistencia de esta familia de polímeros de alto rendimiento a las aplicaciones que requieren un aumento de las propiedades térmicas más allá de lo que pueden soportar los grados de PEEK estándar, como el KetaSpire KT-820 y el Victrex 450G. El PEEK de alta temperatura está disponible en Drake Plastics como formas en stock y componentes mecanizados de precisión y moldeados por inyección. También presenta una mayor resistencia en comparación con las formulaciones 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 estándar y piezas de precisión mecanizadas por CNC y moldeadas por inyección para satisfacer los diversos requisitos de rendimiento de estas aplicaciones de forma eficaz y eficiente.

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.

• Los rodillos de las bombas peristálticas se basan en el 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 reforzada con un 30% de fibra de carbono de Drake para un funcionamiento sin lubricación en estas herramientas de alta velocidad.
• Los rotores y estatores para 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 con la varilla Victrex KT820 NT PEEK de Drake. Proporcionan propiedades de aislamiento y sellado para 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 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 rodamientos utilizadas en los motores de las fresas dentales de alta velocidad confían en el Torlon 4301 PAI y el Torlon 4275 PAI para un servicio prolongado.
• Los vástagos con barrera de vacío para el llenado de frascos farmacéuticos aprovechan la inercia química del PEEK, su resistencia al vapor y al agua caliente y el cumplimiento de la normativa para la manipulación de productos ingeribles.
• Los componentes de los equipos analíticos, incluidos los racores, las válvulas, los colectores, las juntas y las férulas, están fabricados con PEEK, Ryton PPS y AvaSpire PAEK para lograr una gran resistencia e inercia química.
• Los casquillos para herramientas quirúrgicas robóticas de alta velocidad, mecanizados con precisión en PEEK 450FC30 reforzado con un 30% de fibra de carbono, ofrecen la fuerza y la resistencia al desgaste esenciales para un rendimiento fiable a largo plazo.

PEEK (polieteretercetona)

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 para 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 secciones transversales grandes. Las calidades de PEEK biocompatibles, tanto para aplicaciones médicas generales como para implantes en humanos, suelen extruirse en formas estándar en forma de varillas, placas y tubos, y luego 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 excelente opción para muchas aplicaciones que también requieren biocompatibilidad. Sus características inherentes son la resistencia al desgaste, la dureza, la rigidez y la 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.

Ultem™ PEI (polieterimida)

Gracias a su excelente resistencia al agua caliente y al vapor, el PEI Ultem puede soportar repetidos ciclos de autoclave con vapor y mantener su resistencia en entornos de altas temperaturas de hasta 170°C (340°F). También tiene una excelente resistencia química. Estos atributos llevan 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 opción para aislar componentes en equipos de laboratorio.

AvaSpire PAEK (poliarilcetona)

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 los instrumentos quirúrgicos de uso múltiple que se someten a repetidos ciclos de esterilización. Las aplicaciones típicas incluyen asas, pomos, empuñaduras, retractores y bandejas de instrumentos.

Aditivos de rendimiento

Una de las principales ventajas de los termoplásticos de ultra alto rendimiento sobre otras formas de material es su capacidad para incorporar uniformemente aditivos que mejoran el rendimiento a medida que son procesados por los fabricantes de resinas. Algunos ejemplos son las fórmulas con mayor resistencia al desgaste para 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 en la resistencia inherente de los materiales a los productos químicos y a la esterilización repetida por vapor.

Con su creciente lista de éxitos de aplicación, 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 amplia familia de materiales poliméricos ligeros de Drake Plastics ofrece a los ingenieros la posibilidad de elegir la combinación óptima de fuerza, estabilidad, propiedades de rodamiento y desgaste y resistencia química y a la temperatura 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 las propiedades por la exposición a altos niveles de radiación, ya los ha convertido en los materiales preferidos para una amplia variedad de componentes aeroespaciales.

• Aplicaciones médicas generales
  • Los instrumentos quirúrgicos de uso repetido fabricados con Ultem PEI, Victrex y Solvay KetaSpire PEEK y AvaSpire PAEK presentan 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 lograr una gran rigidez, estabilidad y longevidad a través de múltiples ciclos de esterilización.
• PEEK implantable como Zeniva ZA-500 e Invibio de Victrex:
  • Implantes de columna vertebral
  • Dispositivos quirúrgicos cardiovasculares
  • Componentes de prótesis articulares
  • Anclajes de sutura implantables
  • Componentes de fijación de traumas en PEEK reforzado con fibra de carbono