聚氨酯和硅橡胶材料有什么差异

时间:2022-12-12 18:33:20 作者: 阅读:30

导读:聚氨酯导管材料的表面形态和化学成分可能会导致导管对血流感染和血栓并发症的敏感性增加。较高的机械故障,特别是随着硅胶导管植入时间的增加,与聚氨酯材料相比机械性能较低以及导管表面附近的硫酸钡填料颗粒损失有关。

对由两种不同聚合物材料热塑性聚氨酯 (TPU) 和硅橡胶 (SiR) 制成的中心静脉端口装置由于其材料特性而进行了比较。研究了初始导管以及从患者身上取出后的导管。在实验室实验中,研究了各种化疗溶液对材料特性的影响,同时根据在患者体内的植入时间对取出后的样品进行了比较。宏观的机械性能是通过动态的、特别适用的弹性测试来评估的。材料的降解状态是通过常用的聚合物表征工具确定的,例如红外光谱、分子量测量和各种热分析方法。使用扫描电子显微镜对表面形态进行分析。


提出了材料特性和临床性能之间的相关性。聚氨酯导管材料的表面形态和化学成分可能会导致导管对血流感染和血栓并发症的敏感性增加。较高的机械故障,特别是随着硅胶导管植入时间的增加,与聚氨酯材料相比机械性能较低以及导管表面附近的硫酸钡填料颗粒损失有关。这导致了预先形成的微观凹口,这些凹口充当了预定的断裂位置。


人造弹性聚合物材料在医疗应用中的使用范围很广,从短期应用(例如心脏或尿道导管)到长期植入物(脊柱、心室)或复杂组件(例如除颤器或起搏器导线)。在患者舒适的同时保证这些材料的功能性和稳定性以及生物相容性(取决于它们的使用和应用)是一项重大挑战(ISO 10993)。由于对材料和组件的这些复杂要求,只有跨学科研究才能揭示失效机制并为改进材料提供解决方案。


对于患有慢性疾病的患者,中心静脉导管 (CVC) 可以方便、安全地进行实验室检测、药物输送和肠外营养的静脉通路。根据植入的持续时间以及各种患者特定因素,各种与导管相关的并发症,例如血栓形成、导管相关感染或导管渗漏/破裂,都会限制它们的使用。中心静脉端口导管从数月到数年都保持植入状态,对所用材料在稳定性、抗血栓形成和抗感染性能方面提出了特殊要求。导管相关的血栓形成和感染是最常见的并发症,需要紧急拔除中心静脉端口导管。理想的导管具有高度的柔韧性,但长期稳定且化学惰性,不易形成血栓或感染。到目前为止,没有一种橡胶材料能够满足所有这些要求。如今导管材料通常由聚氨酯或硅橡胶材料组成。对植入前臂的两种材料的 698 个静脉通路端口进行比较,观察到使用聚氨酯导管时导管相关的血流感染和血栓并发症发生的频率更高。与此相反,硅趋向于表现出增加的机械故障,例如断开连接或导管破裂。值得注意的是,这一观察仅限于臂部端口装置和导管,与胸部端口放置相比,它们经历不同的机械力。然而,注意到所用导管材料的显着差异这一事实表明橡胶材料对导管相关并发症的潜在影响。


在这项研究中,我们专注于两种聚合物材料的材料相关差异,以解释可能的结构性能关系。研究了两种不同橡胶材料在主要肿瘤患者群体中通常用作中心静脉端口导管的机械稳定性、物理化学降解和橡胶材料的表面特性。导管材料在其天然状态下进行了研究,并在实验室实验中在各种化疗溶液中孵育后进行了研究。此外,还研究了在不同时间的静脉内放置后从患者身上移出的导管。


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