БИОРАЗЛАГАЕМЫЕ ШОВНЫЕ НИТИ
Биоразлагаемые шовные нити обеспечивают улучшение эксплуатационных характеристик и расширение функциональности при более конкурентном уровне цен.
Производство медицинского волокна является в настоящее время быстро развивающейся отраслью, поскольку по всему миру внедряются применения, преимущественно в виде медицинских имплантатов и шовного материала для снятия ряда проблем от дисфункций органов до дефектов тканей.
В Соединенных Штатах ежегодно проводится восемь миллионов операций по восстановлению органов и тканей на сумму более US$40 миллиардов, что составляет половину совокупных затрат станы на медицинское обслуживание, четвертая часть этой суммы тратится на соответствующие волоконные материалы и продукты.
Биоразлагаемые волокна, используемые в качестве материалов для имплантатов, должны обладать надежными свойствами, такими как достаточная степень биосовместимости, износостойкости и способности к биологическому разложению. Это одни из самых ценных медицинских продуктов, поскольку они вступают в непосредственный контакт с человеческим организмом, и играют важную роль в обеспечении успешности и безопасности медицинских операций и процедур. Таким образом, производство биоразлагаемых волокон обладает большим потенциалом для глобалного медицинского рынка.
Множество применений для поливинилового спирта
Поливиниловый спирт (PVA), получаемый в результате гидролиза полимера, называемого поливинилацетатом, представляет собой высокомолекулярный растворимый в воде полимер, широко используемый в самых различных областях.
PVA обладает прекрасным свойствами для формования пленки и связывающими свойствами. Он устойчив к воздействиям масла, растворителя и истирания при высокой эластичности, у него также высокие противокислородные барьерные свойства. Растворимый PVA растворим в воде, а еще лучше он растворяется при более высокой температуре воды, тем не менее, он почти нерастворим органическими растворителями. PVA текстильной марки представляет собой полностью или частично гидролизованный полимер. Полностью гидролизованный PVA растворяется в холодной воде, в то время как частично гидролизованный спирт нерастворим в холодной воде. Таким образом, можно создавать полимерный раствор с помощью воды, и PVA можно подвергать прядению сухим или влажным способом.
Имеются следующие марки медицинских PVA волокон: PVA05-88, PVA17-88 и PVA-124. Степень алкоголиза для первых двух марок составляет 88,2%, а их средняя степень полимеризации составляет 500-600н и 1,700-1,800н соответственно. Степень алкоголиза для PVA-124 составляет 98-99(мол)%, а средняя степень полимеризации составляет 2,400-2,500н.
Полимеры РGLA дают экономическую выгоду
Полигликолид лактид (PGLA) позволяет получить поглощаемый медицинский шовный материал, исключая, таким образом, необходимость его удаления после проведения хирургической операции. Это особенно удобно для медицинских операций внутри человеческого организма, таких как анастомоз печени, селезенки, кишечника и желудка, а также при акушерских и прочих хирургических процедурах в области пластической хирургии, офтальмологии и общей хирургии.
Изображение сканирующим электронным микроскопом полимерной платформы на основе волокон, состоящей из нетканой сетки из волокон PGA (Источник фото: Ближневосточный технический университет
Этот продукт имеет большую экономическую ценность, поскольку он очень полезен для современной медицинской науки.
PGLA, при стоимости не более RMB 50,000 за килограмм, имеет рыночную стоимость RMB 300,000 после обработки и создания рассасывающегося шовного материала.
В развитых странах рассасывающийся шовный материал широко используется на рынке медицинского шовного материала, на его долю приходится до 85% от всего объема рынка в США, например. В таких менее развитых странах, как, например, Китай, используется шовный материал из кетгута, хотя его все больше и больше вытесняет шовный материала, изготавливаемый из полигликолевой кислоты (PGA) и PGLA.
PLA на основе растений запущены в промышленное производство
Полиоксипропионовая кислота (PLA) стала распространенным полимером для проведения теоретических и коммерческих исследований в США и Японии, где изучают ее различные применения и большой потенциал. Компания NatureWorks LLC (ранее известная как Cargill Dow Polymers LLC) в США и компания Toray Industries в Японии являются своего рода пионерами в области работы с PLA. Toray Industries приобрела в 2005 г. бизнес Kanebo Gohsen в области биоразлагаемого волокна из полиоксипропионовой кислоты.
Способная полностью подвергаться биологическому разложению PLA является полимером на растительной основе, который производится полимеризацией молочной кислоты, которая сама образуется с помощью ферментизации крахмала, содержащегося в сладкой кукурузе и других растениях.
Как сообщает Toray, не наносящая ущерба окружающей среде PLA обладает большим потенциалом за счет своей "углеродно нейтральной" способности, которая помогает управлять газами, вызывающими парниковый эффект, и сохранять истощающиеся запасы нефти.
В условиях постоянно повышающихся цен на нефть, PLA привлекает все большее внимание к своему потенциалу для использования в качестве никозатратного сырьевого материала в будущем, а компании ищут путей увеличения числа применений в самых различных областях.
Сама компания Toray осуществила полномасштабный запуск в промышленное производство пленки из полиоксипропионовой кислоты, а именно Ecodear, в 2006 г., предполагая получить производительность в 5,000 тонн на своем южнокорейском филиале. Ecodear реализуется на рынке в качестве универсального бренда компании из PLA.
Полимеры PLA обеспечивают хорошие функциональные эксплуатационные характеристики, что делает их применимыми для производства целого ряда рыночных применений. Так же, как и полиэтилен терефталат (PET), полимеры PLA нетоксичны и не действуют раздражающим образом, у них высокая степень биоразлагаемости и биодоступности.
PLA используется в медицинских применениях, включая хирургический шовный материал, капсулы замедленного высвобождения в системах доставки лекарственных препаратов, а также материалах для укрепления при переломах костей.
Так, например, биорассасывающаяся PLA может использоваться как подложка для костного морфогенетического белка (BMP). Гистологические исследования показали, что по мере того, как формировались новые кости, PLA постепенно поглощалась; она полностью исчезла по прошествии определенного периода времени, и была заменена соединительной тканью. Не было обнаружено никаких отрицательных воздействий, и PLA была признана подходящим и многообещающим материалом для медицинских применений.
PCL обладает превосходной биосовместимостью
Обладая выдающимися биосовместимостью, памятью и биоразлагаемостью, поликапролактон (PCL) широко используется для производства медицинских применений и применений общего назначения, таких как: скобки, шовный материал, повязки и разлагаемая пластмасса.
Полимеры PCL являются кристаллическими, и разлагаются очень медленно. Они разлагаются в два этапа. Сначала они постоянно уменьшают свою молекулярную массу без деформации. В ходе второго этапа, по мере того, как молекулярная масса продолжает уменьшаться, полимеры начинают расщепляться на фрагменты, затем следует абсорбция и выведение из человеческого организма.
Пластформы РHA с хорошими механическими свойствами
Полиоксиалканат (PHA)представляет собой биоразлагаемый материал с хорошей биосовместимостью, а полиоксибутират (PHB) является широко используемым представителем семейства PHA.
Поскольку композиты РНА и на основе РНА нерастворимы в воде, биоразлагаемы, биосовместимы и имеют хорошие термопластические свойства, их можно использовать при создании целого ряда биомедицинских и тканевых инжиниринговых применений. Они обладают потенциалом для замещения некоторых функций платформ на металлической основе и компонентов, которые не поддаются разложению.
Metabolix это компания из США, которая первая запустила в промышленное производство полигидроксиалканоаты (PHA).
По данным Metabolix, PHA создаются на основе биокаталитической технологии с использованием возобновляемых сырьевых материалов, таких как кукурузный крахмал, тростниковый сахар и растительные масла. Эти натуральные PHA пластмассы очень универсальны, они обладают широким диапазоном физических свойств, и являются практическими альтернативами синтетическим нефтехимическим пластмассам. PHA бывают различными, от жестких до очень гибких, они обладают очень хорошими барьерными свойствами, а также устойчивостью к воздействию горячей воды и смазки.
Замена нефтехимических пластмасс PHA может также дать существенные экономические преимущества. По данным компании, производство 50 миллиардов фунтов натуральной пластмассы из РНА для замены примерно половины используемой в Соединенных Штатах в настоящее время нефтехимической пластмассы уменьшит импорт нефти на более чем 200-230 миллионов баррелей в год.
Полидиоксанон обеспечит безопасность и надежность
PDS (полидиоксаноновый шовный материал), новый синтетический рассасывающийся шовный материал, не нуждается в последующем удалении, но он сохраняет прочность на разрыв дольше, чем прочие виды рассасывающегося шовного материала. Прочность на разрыв PDS сохраняется от 60 до 90 дней, а рассасывание занимает от 130 до 180 дней.
PDS дает небольшое растягивание ткани и вызывает минимальную реакцию ткани. Его часто используют в тех областях, где требуется дополнительная поддержка в течение длительных периодов времени, а также в областях с высоким напряжением, таких как спина.