無源醫(yī)療器械----醫(yī)用高分子及其他材料制品

         醫(yī)用高分子材料、生物材料和人工器官等醫(yī)療器械統(tǒng)稱為材料類醫(yī)療器械，約占整個醫(yī) 療器械產(chǎn)值的一半，此類產(chǎn)品量大面廣，而且很多是植入人體或與人體及帆液接觸的醫(yī)療器械，國家對這類產(chǎn)品的監(jiān)督管理也非常嚴格。

         在醫(yī)學領域，高分子材料幾乎無孔不入，例如一次性醫(yī)療器械（輸液器具、注射器具、介入導管、衛(wèi)生敷料等）、診斷儀器（聽診器、內(nèi)鏡）、藥物緩解劑、生物降解材料、外科整形手術(shù) 材料、人工器官等，都是由高分子材料制造的。為了滿足醫(yī)療要求，醫(yī)用高分子材料幣僅要有良好的物理、化學和機械性能，還必須具備良好的生物相容性。此外，高分子材料還必須易于加工成形，且能經(jīng)受住各種消毒滅菌過程的考驗。為了確保使用安全，必須按用途和應 用部位進行大量生物學實驗，完全合格后，方可進行臨床實驗。

         高分子材料顯然不是的，不可能指望它解決一切醫(yī)學問題。但通過分子設計和途 徑，合成出具有生物醫(yī)學功能的理想高分子材料的前景是十分廣闊的。有人預言，在21世 紀，醫(yī)用高分子將進入一個全新的時代。除了人腦之外，人體的所有部位和臟器都可用高分 子材料來取代。

         一、一次性使用無菌醫(yī)療器械產(chǎn)品 一次性使用無菌醫(yī)療器械是指由生產(chǎn)企業(yè)滅菌后無菌供應，醫(yī)療單位不需再進行滅菌 而直接使用的醫(yī)療器械。隨著醫(yī)療器械水平的不斷發(fā)展，一次性使用醫(yī)療器械的種類t也由早期的幾個品種發(fā)展到現(xiàn)在上百個品種，南過去的簡單產(chǎn)品發(fā)展到現(xiàn)在的復雜產(chǎn)品。一次 性使用無菌醫(yī)療器械是一類使用要求高、生產(chǎn)制造工藝控制管理十分嚴格的醫(yī)療器械，其價 值集中體現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量上，無菌醫(yī)療器械絕大多數(shù)的品種均屬于關(guān)鍵性醫(yī)療用品，它們直接應用于人體，進入眥液，參與臨床醫(yī)療，因此產(chǎn)品必須保證無菌、無毒，化學性能符合要求，如稍有疏忽將會危及患者的生命安壘。

         一次性使用無菌醫(yī)療器械產(chǎn)品滅菌主要分為環(huán)氧乙烷氣體滅菌、輻照滅菌和濕熱滅菌。 環(huán)氧乙烷滅菌藎優(yōu)點在于滅菌不會對高分子材料產(chǎn)生破壞作用，由于在工廠內(nèi)進行滅菌，所以其成本相對較低。缺點是器械上的環(huán)氧乙烷殘留，會對患者和醫(yī)護人員帶來一定的傷害。 輻照滅菌主要適用于產(chǎn)量小、耐輻照的產(chǎn)品，由企業(yè)將產(chǎn)品送往輻照中心進行滅菌。其優(yōu)點是安全可靠，其缺點是滅菌的成本相對較高。濕熱滅菌主要適用于帶藥物的醫(yī)療器械，如裝有抗凝劑的血袋。

         無菌醫(yī)療器械一般都是每件產(chǎn)品或一組操作相關(guān)的器械一起進行包裝，稱其為初包裝。 多數(shù)產(chǎn)品的初包裝若無特別說明，一旦被打開就要立即使用。初包裝要求不借助工具就能打開，并留下打開過的痕跡。如果發(fā)現(xiàn)包裝已經(jīng)破損或已被打開過，即不能再次使用。對產(chǎn) 品單包裝的要求是能阻止細菌進入，同時又適合于器械所經(jīng)受的滅菌過程。包裝主要有全 塑料袋包裝和紙?zhí)拱b兩種形式。全塑料袋包裝的主要優(yōu)點是成本低，適合于低消費患者 消費；缺點是如果醫(yī)療器械是采用環(huán)氧乙烷氣體滅菌，殘留的環(huán)氧乙烷氣體難以揮發(fā)，另外不容易在包裝上打印必要的標識。紙塑包裝一面采用透氣不適菌的透析紙，另一面采用塑料，電有局部采用透析紙的；其優(yōu)點是透析紙有助于環(huán)氧乙烷散失，進出口產(chǎn)，帚多采用紙塑包裝形式；其缺點在于需要專門的包裝設備，因此成本較高。

         產(chǎn)品初包裝上一般要有產(chǎn)品必要的信息，主要包括產(chǎn)品標準中規(guī)定的生產(chǎn)信息、使用信息。另外，初包裝上還要有法規(guī)所要求的信息（如注冊證號）。這些信息要求清晰、正確、完整。生產(chǎn)信息一般包括生產(chǎn)批號和（或）日期、滅菌方法、企業(yè)名稱或商標等；使用信息包括產(chǎn)品使用說明、品名規(guī)格、失效日期和“一次性使用”等必要的警示說明等。復雜的產(chǎn)品往往要附有產(chǎn)品使用|兌明書。特別復雜的器械，醫(yī)生還要接受企業(yè)專門的培訓。 根據(jù)產(chǎn)品的用途不同，可將一次性使用無菌醫(yī)療器械主要分為：一次性使用輸液、輸血、 注射器具，一次性衛(wèi)生敷料，各種醫(yī)用導管和其他。

         （一）一次性使用輸液、輸血、注射器具 陔類產(chǎn)品是使用量大面廣的醫(yī)療器械．大多數(shù)采用醫(yī)用聚氯乙烯( PVC)、聚丙烯(PP)、 聚乙烯(PE)等醫(yī)用高分子材料制成。這類產(chǎn)品的主要技術(shù)要求有以下幾點：①生物相容性：良好的生物相容性和生物功能性；②化學性能：產(chǎn)品溶出物不得超過相關(guān)標準中規(guī)定的限量，一般控制的項目有金屬離子、易氧化物（還原物質(zhì)）、蒸發(fā)殘渣、酸堿度、紫外吸收、材料 鑒別等，對用于血液及輸液包裝的產(chǎn)品還應有醇溶出物( DEHP)的要求；③物理及功能性 能：要有滿足使用要求的性能要求，如外觀、尺寸、各種力學強度、微粒污染、各種組件的配合性能、流量、濾除牢等。

         （二）一次性衛(wèi)生敷料 浚類產(chǎn)品屬于臨床使用量很大的一類產(chǎn)品，目前臨床和市場上敷料產(chǎn)品仍以傳統(tǒng)的敷料一脫脂棉、脫脂棉紗布、脫臘棉紗繃帶、醫(yī)月{非織造布及其制品為主要品種，其優(yōu)點是原 料易得、質(zhì)地柔軟、成本低，有較強的吸收能力，但是常因滲出物污染引起傷口感染，并且揭 除時常因粘連而損傷剛生成的創(chuàng)傷肉芽組織形成大的瘢痕等。為此，克服傳統(tǒng)敷料缺陷的 各種新型敷料應運而生，主要有：薄膜類、凝膠類、藻酸鹽類、水膠體類等．屬于生物敷料類的有：膜型膠原生物敷料、海綿型膠原生物敷料、復合型膠原生物敷料等。開發(fā)治療臨床上難愈臺的傷口（例如糖尿病性潰瘍、下肢動靜脈疾病性潰瘍、壓瘡、燒傷創(chuàng)面等）的新型敷料也是市場的發(fā)展方向。

         （三）各種醫(yī)用導管 根據(jù)不同的分類方法，可將各種醫(yī)用導管按用途分為血管內(nèi)導管、體外循環(huán)管路及透析裝置、穿刺用導管及各種插管、引流管；按接觸時間分為短期、長期、導管。 血管內(nèi)導管包括很多產(chǎn)品，主要產(chǎn)品有造影導管、中心靜脈導管、球囊擴張導管、針套外周 導管（靜脈留置針）、血管內(nèi)導管輔件——導引器械（穿刺針、導引套管、導管鞘、導絲、擴張器）。 體外循環(huán)管路及透析裝置是指在心血管手術(shù)中供體外循環(huán)作為血液通道及其他液體或氣體通道的器件，主要是由無毒聚氯乙烯導管和（或）硅橡膠管制成。基本結(jié)構(gòu)包括動脈灌注管、靜脈引流管、泵管、排氣管、給氧管、連接管等部件。按使用者的不同分為成人型、兒童 型。常見產(chǎn)品有空心纖維透析器、一次性使用空心纖維血液灌流器、一次性使用空心纖維血漿分離器、人工心肺機硅橡膠導管和體外循環(huán)管道、血液凈化裝置的體外循環(huán)血路等。 穿刺用導管和各種插管及引流管主要包括麻醉穿刺導管、各種氣管插管、呼吸管路從引流管等，具體產(chǎn)品有一次性使用無菌導尿管、腦積水分流器、腹膜透析用導管、膽管治療用導管、 經(jīng)皮膚穿刺膽管引流導管、瘺管用導管、氣管切開用導管、連續(xù)灌注或引流用導管（經(jīng)皮留置）。

         二、血管內(nèi)植入物

         （一）人工心臟瓣膜 人工心臟瓣膜是指用生物材料加工而成的可用來代替病損心腔瓣膜功能的人工器件。 南于其功能和工作環(huán)境的特殊性，對瓣膜制作材料有特殊要求。首先，材料要有好的血液相容性和組織相容性；其次，材料應是化學鈍性，不吸附血液成分，不釋放異種物質(zhì)到血液循環(huán) 中；此外，材料的耐久性也是一個重要的考查因素。 人工心臟瓣膜按制作材料可分為機械瓣、生物瓣(圖12-14)和組織瓣；按使用位置分為主動脈瓣和房室瓣；按結(jié)構(gòu)形式分為籠球瓣、籠碟瓣、單頁側(cè)傾碟瓣、雙葉側(cè)傾碟瓣四種。 

         機械瓣膜是指應用金屬如鈦合金、不銹鋼、低溫熱解碳、高分子材料等，按機械原理鹺計、 加工制成，具有單向閥血流功能，縫植于心臟瓣膜區(qū)，可替代已病損、喪失功能的原有人體自然心臟瓣膜功能的器件。機械瓣一般由三部分組成：閥體（瓣球或瓣片等）、瓣架和縫環(huán)。 生物瓣膜是指整個瓣膜或瓣膜的一部分是由生物組織材料制成的。其按照制作卡爿料的來源可分為同種移植、異種移植和自體移植。生物瓣一般包括i部分：瓣架、瓣葉、縫環(huán)。 機械瓣是目前應用為廣泛的瓣膜置換假體，其經(jīng)久耐用，但是植人后患者需終生服用抗阻栓藥物。生物瓣膜的制作材料（牛心包、豬主動脈瓣等）具有很好的血液相容性，不會嚴 生凝血、溶血及形成血栓等，植入后不需進行抗凝治療．但其容易發(fā)生鈣化，瓣膜損壞，使用 時間短。 
         （二）人工血管
        人工血管（圖12-15）是以尼龍、滌綸、聚四氟乙烯(PTFE)等合成材料或生物材料人工制造的血管代用品，適用于全身各處的血管轉(zhuǎn)流術(shù)。人工血管所用材料要求有足夠的機械 耐久性，能承受動脈血壓而不發(fā)生斷裂，有良好的血液相容性和組織相容性。 

         目前用于人工血管成形的方法也從傳統(tǒng)的單一直管狀發(fā)展成如今的直型、分叉型等；血管 孔隙從原先的無通透性，發(fā)展成為符合移植要求的}L隙；加工方法也從原來的單一性，發(fā)展為 包括機織、針織等多種織制方法。從材料來源分為合成材料人工血管和天然材料人工血管。 人工血管在臨床上主要有以下幾方面應用：動脈疾病，用替代或者架橋（血管旁路手術(shù)）的方式來恢復血液的通路從而治療胸主動脈、腹主動脈、髂動脈等血管段。動脈疾病，如動脈栓塞或者動脈瘤：靜脈疾病，可以替代或者架橋（血管旁路手術(shù)）的方式來治療靜脈疾病， 如布加綜合征、動一靜脈瘺，可以運用在慢性腎病的血液透析過程中，在四肢部分連接自身 動脈和靜脈，形成一條可反復穿刺的血液透析通路。

         （三）血管支架 眥管支架（圖12-16）是一種人造管狀結(jié)構(gòu)，可性植人患者自身的或外植的脈管采 統(tǒng)中，在管腔球囊擴張成形的基礎上，在病變段植入內(nèi)支架以達到支撐狹窄閉塞段血管，減 少虹管彈性回縮及再塑形．保持管腔血流通暢的目的。血管應用廣泛應用于動、靜脈系統(tǒng)，凡能進行球囊成形術(shù)的部位均可植入支架治療，包括周圍及內(nèi)臟動脈、冠狀動脈及腦動脈、 腔靜脈、門靜脈及周圍靜脈系。

         常用于制作支架的材料有金屬鉭、醫(yī)用不銹鋼及鎳鈦臺金等。金屬支架在進入臨床治 療后取得了令人矚目的療效，但其容易導致血栓形成，再狹窄牢高．造成血管壁損傷以及永 久保留體內(nèi)。針對以上不足，目前已經(jīng)研制開發(fā)出覆膜支架及生物材料支架等。 血管支架按照在血管內(nèi)展開的方式分可分為自展式和球囊擴張式兩種。前者如z型 支架及網(wǎng)眼狀的支架等．其可在l札管內(nèi)自行擴張。后者自身無彈性，依靠球囊擴張到一定徑值而貼附于血管內(nèi)。按表面處理情況分可分為裸露型、涂層型和覆膜型。裸露型表面僅作拋光處理：涂層型在金屬表面涂以肝索、氧化鈦等物質(zhì)；覆膜型即在金屬支架外表覆以可降 解或不可降解的聚合物薄膜。按功能分可分為單純支撐型支架和治療型支架，治療型支架 包括在支架外表涂藥物或利用支架外的覆膜攜帶治療物質(zhì)的支架或放射性支架。根據(jù)支架 材料分為金屬支架、聚合物支架。根據(jù)使月部位叉可分為冠脈支架、外周血管支架等。 
         三、醫(yī)用輸血、輸液、注射穿刺器械 醫(yī)用輸血、輸液、注射穿刺器械有一次性使用和重復使用兩大類，目前常用的大多為一次性使用產(chǎn)品。其與人體m液直接接觸，應無菌、無致熱原、無致癌、無致敏等不良生物學反 應，且環(huán)氧乙烷殘留量和重金屬含量阻及不溶微粒的含量均應具有一定的限量。另外，由于這一類醫(yī)療器械常具有定量作削，因此還需符合汁量方面的要求。

         （一）一次性使用輸液器
         根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，輸液器分為進氣式輸液器和非進氣式輸液器。進氣式輸液器由瓶塞穿 刺器保護套、瓶塞穿刺器、帶空氣過濾器和塞子的進氣口、液體通道、滴管、漏斗、藥液過濾 器、軟管、流量調(diào)節(jié)器、注射件、外圓錐接頭保護套等組成。非進氣式輸液器與進氣式輸液器 相比少了帶空氣過濾器和塞子的進氣口，與單獨的輸液器進氣器件配套使用。

         一次性使用輸液器主要用于傷病患者靜脈輸送藥液用，在臨床使用的過程中還發(fā)現(xiàn)了一些特別的用途。為達到上述目的，產(chǎn)品必須具備下述功能：具有穿刺功能、輸送功能、計量功能、調(diào)節(jié)功能、過濾功能、連接助能、進氣功能，必要時還要具備補注功能。

         穿刺功能為了使輸 注藥液能進人產(chǎn)品，產(chǎn)品設計中采用r瓶塞穿刺器，用于穿刺輸液容器，以使藥液能進入產(chǎn)品的液體通道。產(chǎn)品由穿刺器、滴斗、軟管、外圓錐接頭等組成液體通道，以達到輸送液體的目 的，實現(xiàn)輸送功能。產(chǎn)品在滴斗中設置滴管，在軟管外央有量調(diào)節(jié)器，產(chǎn)品還裝置了藥液過濾器以濾除有害微粒。產(chǎn)品在軟管末端設計有具備6%魯爾錐度的外圓錐接頭，其外產(chǎn)品 設計了進氣器件，以便及時向輸液容器內(nèi)補人空氣，使藥液能借助重力自然流人液體通道。 一次性使用輸液器通常采用PVC、ABS、PE為原料，具有高透明度外觀，針尖鋒利度極高 等特點，應不釋放出任何對患者產(chǎn)生副作用的物質(zhì)，并要求無菌、無致熱原、無溶血反應、無毒性。

         （二）一次性使用注射器
         注射器產(chǎn)品由芯桿、外套、橡膠活塞、無菌注射針組成，主要用于人體皮下、靜脈和肌內(nèi)注射，亦可用于靜脈采集血樣。從使用次數(shù)上可分為一次性使用和重復使用兩大類，根據(jù)用 途而有不同的式樣和大小，從錐頭位置上分注射器的形式為中頭式、偏頭式等，其結(jié)構(gòu)為二 件或三件。普通注射器是一個圓形空心長管，外有刻度，內(nèi)配一套筒（或稱活塞）。常用規(guī)格 有2ml、5ml、10ml或20ml注射器，亦有50mL或100ml，皮內(nèi)注射則用1ml注射器。 一次性使用無菌注射器，外套以聚丙烯、聚苯乙烯和苯乙烯丙烯腈共聚物材料制成；活 塞以天然或合成橡膠材料制成，現(xiàn)大都用硅橡膠；兩件套設計的密封裝置由高密度聚乙烯制成；活塞表面由聚二甲基硅氧烷進行潤滑。全玻璃注射器以硬質(zhì)玻璃制成。注射器的材質(zhì) 對于確保產(chǎn)品的各項性能指標要求非常重要，必須確保材料在常規(guī)使用注射制劑過程中，不 產(chǎn)生生物、化學和物理的有害影響或潛在的有害隱患。同時，制造外套的材料應具有足夠的透明度，以確保毫無困難地讀取刻度值。

         一次性使用無菌注射器生物性能要求確保產(chǎn)品使用過程中，避免釋放任何對人體組織 產(chǎn)生不良反應的物質(zhì)或潛在的隱患。 一次陛使用無菌注射器化學性能要求確保了高分子合成材料生產(chǎn)過程中加熱所分解出的有 害化學物質(zhì)嚴格控制在與人體接觸后不產(chǎn)生危害的限量或不發(fā)生潛在的隱患。 一次性使用無菌洼射器物理性能方面的要求有：器身密合性、容量允差、錐頭密合性、耐 水溫差等。

         （三）注射穿刺針類 從使用次數(shù)上可分為一次性使用和重復性使用兩大類。產(chǎn)品規(guī)格較多，其中無菌注射針又可分為正常壁、薄壁、超薄壁三種類型，刃角角度又分為長斜面角和短斜面角兩種，規(guī)格從0. 3-1. 2mm共13個；重復用注射針從0 40-0. 90mm共8個規(guī)格，均用于皮內(nèi)、皮下、 肌內(nèi)、靜脈注入或抽取藥液；麻醉針分硬膜外、腰椎、神經(jīng)阻滯穿刺針三種形式，從0.4~2.1mm共14個規(guī)格，均用于穿刺、注入麻醉藥液；齒科針也用于注入麻醉藥液；還有輸液 針、輸血針．均用于靜脈內(nèi)輸送藥液和血液；留置針及套針外周導管用于插入外周血管系統(tǒng) 內(nèi)留置注人藥液；采血針用于抽取血液化驗；引流針用于穿刺引流。

         1．注射穿刺針注射穿刺針針管一般以1Crl8Ni9Ti材料制成，也可用iCrl8Ni9材料制成。麻醉用針的針管則以0Crl8Ni11Ti材料制成，針座一次性用針以聚丙烯為主要材料制成；重復使用的金屬注射針座是以黃銅材料制成的。 注射針的材質(zhì)對于確保產(chǎn)品的各項性能指標要求非常重要，必須確保材料在常規(guī)使用注射制劑過程中，不產(chǎn)生生物、化學和物理的有害影響或潛茌的有害隱患。 注射穿刺針生物性能要求：無菌、應無致熱原、應無溶血反應、應無急性全身毒性、應無 細胞毒眭、應無致敏、無刺激。 注射穿刺針化學性能要求：堿度（pH之差不應大于1）、重金屬總含量應小于5µg/ml;鎘含量小于0 lµg/ml。 注射穿刺針物理性能要求：針管剛性、韌性、耐腐蝕性，針尖鋒利度，針座圓錐接頭密合性，針座與釗管連接牢同度。

         2.注射穿刺器械包該類產(chǎn)品均為一次性使用。其巾麻醉穿刺包As主要有硬膜外E、腰椎S、神經(jīng)阻滯N、硬膜外和腰椎聯(lián)合麻醉E／S四個分類，用于臨床中各種麻醉手術(shù)， 根據(jù)用途配以各種穿刺針、過濾器、導管接頭，同時選用各種適用的輔助器械和附件與敷料，如注射器、注射針、導引用針、負壓管、消毒液刷、醫(yī)用手套和敷料等。

         還有體腔穿刺包，主要 用于穿刺；體腔引流包主要用于引流。 注射穿刺器械包類生物性能要求：無菌、無致熱原；包內(nèi)與藥液接觸的器械還虛規(guī)定：無細胞毒性、皮內(nèi)刺激反應、皮膚致敏反應。 注射穿刺器械包類化學性能（以包內(nèi)麻醉用針、過濾器、導管體現(xiàn)）要求：易氧化物 (0. 002mol/L的高錳酸鉀溶液消耗量應≤2.0ml)，金屬離子鋇、鉻、銅、鉛、錫離子的總含量 應≤5yg/ml，鎘離子含量應≤lµg/ml。酸堿度(pH之差不應大于1.0)、環(huán)氧乙烷殘留量不 應大于10µg/g。 注射穿刺器械包類物理性能要求：導管潔凈、導管斷裂力、導管接頭的圓錐接頭、導管與導管接頭連接牢固性、導管連接密封性、分度線褪色、過濾器接頭（連接緊密配合性和牢同性）濾除率、殼體密合性、過濾器微粒含量、藥液過濾器液體流量等。

         （四）注射穿刺器械的發(fā)展趨勢
         隨著國際上無損、微創(chuàng)手術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了大量的新型穿刺裝置、留置器械、導引器械、 無針注射器等，如中心靜脈壓監(jiān)測及輸液管路壓力標尺穿刺器、血管介入治療包、支架輸送 系統(tǒng)、各類微創(chuàng)手術(shù)用導引裝置、球囊擴張導管穿刺包、埋人式加藥裝置、各類內(nèi)鏡治療診斷 用穿刺裝置、微創(chuàng)穿刺器等。 同時，為防止艾滋病、肝炎等傳染病交叉感染，保護患者和醫(yī)護人員，發(fā)達國家的穿刺器 械、護理器械已向著一次性使用的、有自毀特性的、安全的器械發(fā)屣，這些器械的應用已相當 普及，有一次性使用安全注射器、一次性使用自毀注射器、無針高壓注射系統(tǒng)、胸膜引流套件、脊柱針、精細活檢針具、一次性使用穿刺注射裝置、安全穿刺針等。