医療業界に利用されるプラスチック製品・材質紹介

医療業界で要求されるプラスチック材料の特徴

医療業界では、年々プラスチック製品の需要が上がっています。調査会社のReport Oceanの調べでは2019年の医療用プラスチックの市場が241億ドルなのに対し、2027年までには372億ドルに達するとされているほどです。需要が高まる医療用プラスチックでは、どのような材料が求められているのか、その特徴について見ていきましょう。

医療業界樹脂部品

一口に医療用プラスチックと言っても、要求される性能はそれぞれです。医療用プラスチックでは、どのような性能が求められるのか…を考えるには「使い捨ての器具」と「繰り返し利用される器具」の2つに分けて考えることが大切になってきます。

使い捨て器具

使い捨ての医療器具では、短期間で廃棄されることが前提です。そのため、焼却処分時に有害物質を出さない素材であることがとても大切な要素となってきます。材料の持つ性能はもちろんですが、環境への配慮もされて材質は選定されているのです。

また、薬剤を入れる容器などでは、透明性や耐薬品性が求められる場合が多くなっています。大量に消費されることが多いため、価格の安さも使い捨て器具の場合は重要です。これらの特徴から使い捨て器具は、PPやPEのような汎用プラスチックが主に用いられています。

繰り返し利用される器具

繰り返し利用される医療器具では、滅菌処理に耐えられる性能を第一に求められます。最も信頼されている滅菌処理である蒸気滅菌(オートクレーブ)では、134℃以上の蒸気で3分以上の滅菌処理が行われます。134℃という高温は、プラスチックにとって過酷な温度のため、使用に耐えられる医療用グレードが設定されている場合が多くなっています。

また、紫外線、プラズマ、ガンマ線などで滅菌処理が行われる場合もありますが、その場合はこれらに耐えられる性能を持っていなければなりません。

上記の特徴に加え、摩耗したり破損したりしないだけの機械的強度も求められるため、多くの場合でスーパーエンジニアリングプラスチックなどの高性能プラスチックが使用されます。

代表的なプラスチック素材の医療器具とその材質

代表的なプラスチック素材の医療器具の紹介と材質について見ていきましょう。

シリンジ

注射で使用されるシリンジは、現在ではほとんどがプラスチック製となっています。以前はガラス製のものも普及していましたが、感染症などの予防の観点から使い捨てされるようになった昨今ではプラスチック製が多くを占めています。

シリンジには、PP(ポリプロピレン)、PS(ポリスチレン)、PE(ポリエチレン)などがよく利用されます。キャップやガスケットには、柔軟性のあるプラスチック材料である熱可塑性エラストマーが使用される場合と、ブチルゴムなどのゴム素材が利用される場合があります。

輸血パック

輸血用の血液を保管しておくための容器である輸血パックは、PVC(ポリ塩化ビニル)が採用されているものがほとんどです。適度に酸素を通すPVCを使用することで、血液中の赤血球などの保存率が高められるという特徴があります。

人工関節

人工関節は、チタン合金などの金属部品、セラミックスなどの部品に加え、UHMW-PE(超高分子ポリエチレン)の部品が組み合わさって実現します。骨に当たる部分は金属やセラミックスを使用し、軟骨に当たる部分にプラスチック素材を使用しています。人工関節は長期間体内に入れることになるため、生体適合性のあるUHMW-PEのような素材でなければなりません。

内視鏡治療

内視鏡治療では、腫瘍があり詰まってしまった胆管を押し広げる目的で、プラスチック製の細いチューブ(ステント)を留置する場合があります。材質はPE(ポリエチレン)が一般的です。症状によっては金属製のステントが使用される場合もあります。

血液透析装置

血液の濾過を行う人工透析では、老廃物を濾し取る「ダイアライザ」と呼ばれる部分にプラスチック材料が採用されています。ダイアライザには、内径200マイクロメートルほどの中空状の糸が7000〜15000本程度入れられており、この中空糸で血液中の余分な物質を除去します。

溶質透過性、透水性、機械的強度などが必要とされ、PS(ポリスルホン)、PES(ポリエーテルスルホン)などの素材が採用されています。

呼吸装置部品

呼吸装置の部品には、多くのプラスチック製品が利用されています。呼吸装置に使用される部品には、気密性と高い機械的強度が求められ、滅菌などの処理にも耐えうる材質でなければいけません。PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)やPARA(ポリアリールアミド)などがよく利用されています。

手術器具

ピンセットやハサミ、鉗子(かんし)などの道具は、ステンレスなどの金属製が一般的ですが、近年、CFRP(炭素繊維強化プラスチック)のものが登場しています。金属製に比べると重量が1/3と軽く、長時間使用しても疲れづらく、持ち運びも容易になっています。

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