Силикатные материалы. Керамика, стекло. Влияние технологии изготовления медизделий из силикатных материалов на их потребительные свойства

Это неметаллические материалы!

Силикаты - соли кремневых кислот. В медицине испол силикатные материалы, полученные из кварцевого песка и глины. К силикатным материалам относятся керамика и стекло.

Керамика - изделия и материалы, изготовляемые соответствующей обработкой глиняного сырья с последующим обжигом отформованного и высушенного полуфабриката.

2 вида материалов из керамики: фарфор(низк.пористость, высок.прочн) и фаянс(высокая пористость, низкая прочность), которые отл по потребительным свойствам. Используется для изготовления санитарно-технических изделий, предметов ухода за больными (судна подкладные, поильники), аптечной и лабораторной посуды (стаканы, кружки, тигли, чашки для выпаривания), при зубопротезировании.

При производстве эндопротезов (кости, роговицы, клапана сердца) используются корундовая керамика (в основе до 99% оксида Al)

«+» ↑механическая прочность, биоинертность, отсутствие токсичности, аллергенности, травмирующего и раздражающего действия.

Стекло - это переохлажденные вещества, получаемые из жидких расплавов неорганических соединений и их смесей. Основой явл стеклообразуюшие оксиды, по которым стекла разделяют на: силикатные, алюмосиликатные, боросиликатные, алюмоборосиликатные, борофторалюмосиликатные. Достоинство стёкол – способн.к многократн.переплаву без изменения свойств.

По назначению классифицируют на химстойкие(ХТ), термостойкие(ХТ-1), электровакуумные, электрические, оптические и специальные (медицинские).

Потребительные свойства медицинских стекол опред их химическим составом. В изделиях из натурального стекла не допускаются крупные пузырьки и капилляры, грубая свиль (прозрачные нитевидные включения, обнаружив невооруженным глазом) и инородные включения. Изделия д выдерживать испытание на термостойкость с температурным перепадом в 120°С. Изменения pH при действии пара под давлением не д превыш 0,6.

В изделиях из щелочного стекла(АБ-1) не допускаются крупные и продавливающиеся пузыри, шамотные включения и грубая, ощутимая рукой свиль.

Оптическое стекло - испол для изготовления очковых линз и оптических элементов мед. приборов. В зависимости от хим состава делят на бесцветное или с нормальным светопропусканием и фотохромное. Фотохромное обл способностью темнеть при облучении УФ или коротковолновым видимым светом и просветляется при прекращении облучения. Фотохромные свойства связаны с наличием светочувствительных добавок: галогенидов Ag, Cd, Cu, вольфраматов и молибдатов Ag, ионов редкоземельных элементов (европия, церия, эрбия, иттербия).

Технологический процесс изготовления керамических изделий:

1. изготовление керамической массы;

2. формование изделий;

3. сушка отформованного изделия и спекание его;

4.обжиг;

5.охлаждение;

6.обработка;

7.сборка;

8 контроль качества;

9.маркировка;

10. упаковка

Керамическую массу готовят в виде водных или органических суспензий. Приготовленная масса обл ↑пластичностью, что обеспечивает формообразование. Формование осущ вручную (пластическое- гончарное дело) или машинным способом. Может осущ методом литья в гипсовую форму, тромбованием в форму, прессованием, протяжкой, выдавливанием через мундштук (экструзией). Сушка осущ с целью удаления излишка влаги из массы, что ↓пластичность материала и ↑формоустойчивость. При сушке набл объемная усадка. Обжиг проводят для снятия остаточных внутренних напряжений в специальных печах при температуре 1000-2000 °С, в зависимости от типа керамики. При необход материалы м подвергать механической обработке (точению, сверлению, фрезерованию) с прим абразивного и алмазного инструмента. Перспективными явл лучевая (лазерная) обработка изделий и с помощью УЗ. Сборка: все силикатные материалы м соединять клеевым способом - примен цементы и разл вяжущие (клеевые) композиции на основе синтетических смол. Контроль качества, маркировку и упаковку осущ в соотв с требованиями гос.стандарта на изделие.

 

Процесс изготовления стеклянных изделий:

1)приготовление шихты;

2 варка стекла;

3)формование изделия;

4)отжиг;

5)обработка;

6)сборка или соединение деталей;

7)контроль качества;

8) маркировка;

9)упаковка

Приготовление шихты: сырье для его изготовления содержит разл оксиды и минералы. Кремнезем вводят в шихту в виде кварцевого песка или молотого кварца.

Варка стекла- процесс получения однородного расплава, условно разделяют на несколько стадий: образование силикатов, стеклообразование, осветление, гомогенизация, охлаждение. Варку осущ в многотонных стекловаренных печах ванного типа. Стекла специального назначения (оптические и медицинские) - варят в тиглях. Формование осуще методами - прокаткой, прессованием, прессвыдуванием, выдуванием, вытягиванием на специальных стеклоформующих машинах. При прокатке горячую стеклянную массу пропускают между двумя валками, вращающимися навстречу один другому. Для улучшения светопропускания горячее листовое стекло после прокатки подвергают полированию на специальных установках.

Прессование испол в производстве стеклянной тары, архитектурных деталей, посуды. Выдувание осущ в производстве узкогорлой тары, сортовой (столовой) посуды, электровакуумных изделий. Прессвыдувание прим в машинном производстве широкогорлой посуды. Вытягивание требуется при изготовлении оконного и технического листового стекла, трубок, труб, стержней. Стеклянные изделия после изготовления подвергают отжигу при 400-600 °С для снятия остаточных внутренних напряжений. Сборка- соединяют клеевым способом, прим цементы и разл вяжущие (клеевые) композиции на основе синтетических смол.

18. Полимерные материалы. Основные определения, классификация и состав полимерных материалов. Особенности применения полимерных материалов в медицине.

Полимеры - ВМС, молекулы которых состоят из б числа группировок, соединенных химическими связями. Мономер - низкомолекулярное вещество, молекулы которого способны вступать в реакцию друг с другом или с молекулами других веществ с образованием полимера. Олигомеры - члены гомологических рядов, занимающих по размеру молекул область между ВМС и мономерами.

Полимерные материалы используют в стоматологии, для получения ЛС пролонгированного действия, перевязочных материалов, медицинских клеев, кровезаменителей.

Группы полимерных материалов:

-пластические массы,

-каучук,

-латекс,

-резина,

- клеи,

-волокна,

-пленки полимерные,

-лакокрасочные материалы и покрытия.

Пластические массы (пластмассы, пластики) - материалы, основу составляют полимеры, находящиеся в вязкотекучем или высокоэластическом состоянии, а при эксплуатации в стеклообразном или высококристаллическом. В медицине испол газонаполненные пластики (пенопласты) для изготовления шин вместо тяжелых гипсовых повязок.

Каучук – высокоэластичный продукт природного и синтетического происхождения, применяемый для изготовления резины.

Латекс – млечный сок каучуконосных растений (натуральный латекс) или водные коллоидные дисперсии синтетических полимеров (синтетические латексы)

Резина – эластичный материал, образующийся в результате вулканизации натурального или синтетического каучука. Это сетчатый эластомер – продукт поперечного сшивания химическими связями молекул каучука с вулканизирующим агентом. Способна к обратимой деформации.

Клеи - композиции на основе веществ, способных соединять (склеивать) разл материалы благодаря образованию между их поверхностями и клеевой прослойкой прочных адгезионных связей. Различают природные и синтетические клеи (например акрилатные и цианакрилатные).

Волокна - гибкие и прочные тела малых поперечных размеров, пригодные для изготовления пряжи, хирургических нитей и текстильных материалов (марли, бинтов). В медицине прим как природные (натуральный шелк, кетгут), так и химические волокна (искусственные - на основе эфиров целлюлозы и синтетические — лавсан, найлон).

Лакокрасочные материалы - составы преимущественно жидкие или пастообразные, которые после нанесения тонким слоем на твердую подложку высыхают с образованием твердой пленки — лакокрасочного покрытия. Они служат для защиты изделий от коррозии и атмосферных воздействий. К ним относятся лаки, краски, грунтовки, шпатлевки, эмали.

Классификация ВМС с точки зрения:

• происхождения;

• метода получения;

• строения полимерной цепи;

• состава основной цепи;

• формы макромолекул;

• электрических свойств;

•отношения к температуре,

• назначения.

В завис. от характера процессов, сопутствующих формованию изделия выделяют материалыреактопласты(переработка их сопровождается хим.реакцией образования сетчатого полимера- отверждением, и полимер не может снова стать текучим) и термопласты(нет отверждения)

Полимерные материалы состоят из нескольких взаимно совмещающихся и не совмещающихся компонентов. Поэтому бывают однофазными (гомогенными) или многофазными (гетерогенными, композиционными) материалами. В однофазных полимер явл основным компонентом, опред свойства материала. Остальные компоненты растворены в полимере и способны улучшать те или иные его свойства. В многофазных полимер выполняет функцию дисперсионной среды (связующего) по отношению к диспергированным в нем компонентам, составляющим самостоятельные фазы.

В состав могут входить наполнители полимерных материалов, пластификаторы, ↓температуру текучести и вязкость полимера, стабилизаторы полимерных материалов, замедляющие его старение, пигменты и красители.

Основная особенность применения полимерных материалов в медицине связана с тем, что они находятся в контакте с биологическими средами организма и могут в них растворяться без изменения молекулярн.массы или подвергаться биодеструкции по основным механизмам:

1) гидролиз с обр макромолекулярных осколков и мономеров;

2) каталитический гидролиз под влиянием ферментов;

3)фагоцитарное разруш-е.

Биологическая активность связана с образованием продуктов биодеструкции, а также с присутствием в полимерах остаточных мономеров и добавок (пластификаторов, стабилизаторов, красителей, наполнителей, эмульгаторов,инициаторов.

Выбирают для производства мед.изделий только те, которые:

•не выделяют токсичных и канцерогенных веществ;

•не травмируют живую ткань;

не вызывают свертывания крови и гемолиз;

•не вызывают денатурацию белков и ферментов;

• не нарушают электрический баланс;

• не вызывают отклонения в системе метаболизма;

·не подвергаются механич. разрушению под д-ем хим.в-в организма, ЛС, стерилизующих агентов

·не изменяют структуру поверхности