ПЛАСТИФИЦИРОВАННАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
PLASTICISED POLYVINYLCHLORIDE COMPOSITION FOR MEDICAL DEVICES

Изобретение относится к медицинской промышленности и касается пластиката поливинилхлоридной (ПВХ) композиции медицинского назначения двух типов, предназначенных для переработки методами экструзии и литья под давлением.
Известна композиция ПВХ пластиката медицинского назначения, предназначенная для изготовления пленок для контейнеров хранения инфузионных растворов, крови, магистралей-трубок медицинского назначения, содержащая поливинилхлорид, диоктилфталат, эпоксидированное соевое масло, стеарат кальция, стеарат цинка под маркой ПМ-1/42, производимая по ТУ 6-05-1533-85 «Пластикат гранулированный медицинский». Данная композиция имеет ряд существенных недостатков, так как она перерабатывается только методом экструзии и не предусмотрена для получения изделий методом литья под давлением. В рецептуру входит пластификатор диоктилфталат (ДОФ), содержащий фталатные группы, вредные для организма человека. Кроме того, данная марка полимера нестойка к процессам радиационной стерилизации, как гамма-лучами, так и ускоренными электронами.
Запатентован аналог поливинихлоридной композиции, предназначенной для изготовления контейнеров для хранения инфузионных растворов. В состав композиции входят поливинилхлорид, диоктилфталат, кальций стеариновокислый, цинк стеариновокислый, эпоксидированное растительное масло и ионол, в следующих количествах, в массовых частях:
Смола поливинилхлорид (ПВХ)
100
Диоктилфталат (ДОФ)
40-45
Эпоксидированное растительное масло
3-10
Кальций стеариновокислый
0,6-1,0
Цинк стеариновокислый
0,35-0,7
Ионол
0,05-0,1
(Патент RU 2155581 C1, от 02.03.2000. «Композиция для изготовления контейнеров для инфузионных растворов»).
Главный недостаток - это использование ДОФ, как пластификатора, группы которого могут оказывать вредное, канцерогенное влияние на организм человека при использовании конечных изделий в медицине и прежде всего в изделиях, контактирующих с кровью, кровезаменителями и инфузионными растворами.
Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является поливинилхлоридная композиция, в состав которой входят поливинилхлорид, диоктилфталат, стеарат кальция, стеарат цинка, эпоксидированное растительное масло и 4-метил-2,6-изоборнилфенол, в следующих количествах, в массовых частях:
Смола поливинилхлорид (ПВХ)
100
Диоктилфталат (ДОФ)
40-45
Эпоксидированное растительное масло
3-10
Стеарат кальция
0,6-1,0
Стеарат цинка
0,35-0,7
4-метил-2,6-изоборнилфенол
0,05-0,1
(Патент RU 2458948 C1, от 04.03.2011. «Пластифицированная полимерная композиция на основе поливинилхлорида для пленочного материала»).
Основным недостатком известной композиции пластиката на основе ПВХ является применение ДОФ в качестве пластификатора. Использование стабилизатора антиоксиданта в указанных количествах недостаточно для обеспечения радиационной стойкости материала, стерилизованного гамма-лучами или ускоренными электронами.
В последние годы был проведен ряд научно-исследовательских работ, в которых показан вред, наносимый здоровью при использовании изделий медицинского назначения из ПВХ пластикатов на основе пластификаторов, содержащих фталатные группы (на сегодняшний день преимущественно ДОФ и других). Так, показано, что фталаты - вещества, канцерогенные для человека, и соответственно классифицируются как канцерогенные, мутагенные или нарушающие репродуктивную функцию организма. Это отмечено в Директиве Совета Европы за №2007/47/ЕС от 21.09.2007 г. В первую очередь это распространяется на изделия службы крови, на мешки для инфузионных растворов, кровопроводящие магистрали, устройства переливания крови и т.д.
Техническая задача заключается в создании пластифицированной композиции на основе ПВХ для изделий медицинского назначения с высокой термостабильностью, цветостабильностью, радиационной стойкостью и не содержащих фталатные группы, для композиций, с более широким диапазоном переработки, что несколько снизит температурную и механическую «нагрузку» на расплав полимера как при компаундировании, так и при производстве конечного изделия. Техническая задача заключается также в создании пластифицированной композиции на основе ПВХ для изделий медицинского назначения, позволяющей исключить слипаемость поверхностей готового пленочного изделия при хранении и использовании.
Технический результат достигается применением пластификаторов триоктил тримеллитата (ТОТМ), или 1,2-циклогексан-дикарбоновой кислоты - диизонил-эфир (DINCH), или ацетил-три-бутил-цитрата (АТВС), эпоксидированного растительного масла (оливкового, подсолнечного, конопляного, предпочтительно соевого) стеарата цинка, стеарата кальция в качестве стабилизаторов, полиэтиленового (ПЭ) воска, предпочтительно неокисленного, который обеспечивает щадящие условия переработки композиции при пониженных температурах, что, в конечном итоге, положительно влияет на свойства конечных изделий.
Технический результат усиливается введением ионола или 4-метил-2,6-изоборнилфенола, как стабилизаторов-антиоксидантов.
Технический результат усиливается при введении дополнительного количества ПВХ смолы с константой Фикентчера от 58 до 64 единиц, для предотвращения слипаемости поверхностей в готовых изделиях при хранении и использовании.
Предлагается композиция ПВХ пластиката медицинского назначения, предназначенная для переработки методами экструзии и литья под давлением. Методом экструзии получаются магистрали, пленки и т.д. для изготовления контейнеров для сбора крови, контейнеров хранения инфузионных растворов и т.д., изготавливаемые высокочастотной сваркой. Метод литья под давлением предусмотрен для производства отдельных деталей и изделий медицинского назначения. Пластикат хорошо перерабатывается, обладает высокой термической стабильностью. В заявленных рецептурах как основная смола используется суспензионный ПВХ с константой Фикентчера 70 единиц.
В качестве основного пластификатора выбран ТОТМ, так как он не содержит фталатные группы, что предотвращает канцерогенность, мутагенность композиции и конечных изделий. Второй компонент, введенный в состав рецептуры - неокисленный ПЭ воск, выполняющий роль внешней смазки, обеспечивающий технологичность переработки.
Использование пластификаторов ТОТМ, DINCH и АТВС предотвращает риск попадания фталатных групп пластификатора в хранимые жидкости и, в конечном итоге, в организм пациентов. Подобранное в результате проведенных исследований и экспериментальных работ соотношение стабилизаторов - стеарата кальция, стеарата цинка обеспечивает композиции термостабильность, что благоприятно влияет на процесс переработки композиции и в процессе производства конечного изделия. Ионол обеспечивает устойчивость к процессу стерилизации конечного изделия. Добавка внешних смазок ПЭ восков, присутствующих во всех композициях, обеспечивает облегченную перерабатываемость композиции, что очень важно для ПВХ пластикатов медицинского назначения, так как обеспечивает применение щадящих режимов переработки, как по температурам, так и по механическим воздействиям на расплав полимера.
Гранулированная пластифицированная композиция на основе ПВХ для изделий медицинского назначения с пластификатором ТОТМ, Hecamoll L DINCH, АТВС, предназначенная для изготовления мешков хранения крови, магистралей переливания крови, мешков хранения инфузионных растворов, содержащая поливинилхлорид, эпоксидированное соевое масло, стеарат кальция, стеарат цинка, ионол в количестве 0,3 массовых частей, как стабилизатор-антиоксидант обеспечивает цветостабильность при радиационной стерилизации, применение ионола в количестве 0,01 массовых частей обеспечивает термостойкость при тепловой стерилизации, сохраняя в контейнерах консерванты крови, и уменьшает расходы на приобретение дорогостоящего ионола.
Пластифицированная композиция для изделий медицинского назначения, отличающаяся тем, что в качестве стабилизатора и антиоксиданта содержит 0,01 массовых частей 4-метил-2,6-изоборнилфенол, что обеспечивает устойчивость конечных изделий к паровой стерилизации и уменьшает затраты на стабилизатор. Данный продукт менее летуч по сравнению с ионолом, что положительно влияет на перерабатываемость и свойства конечных изделий. Малые дозы 4-метил-2,6-изоборнилфенол гарантируют стерилизацию изделий при паровой стерилизации (перегретый пар при 121°C, в течение 60 минут). Более высокое содержание 4-метил-2,6-изоборнилфенола, в количестве 0,3 массовых частей обеспечивает устойчивость изделий к радиационной стерилизации, как ускоренными электронами, так и стерилизации гамма излучением. Применение 4-метил-2,6-изоборнилфенол позволяет избежать потемнения полимерного изделия, что влияет на внешний вид и обеспечивает гарантированное сохранение эксплуатационных свойств изделия.
Широкий диапазон содержания пластификаторов ТОТМ, DINCH, АТВС объясняется тем, что для изделий получаемых методом экструзии (трубки, пленки для мешков), необходим более мягкий, гибкий материал, с содержанием пластификаторов до 80 массовых частей, а для изделий, получаемых методом литья под давлением (тройники, порты для ввода лекарств, клапанов и т.д.), необходим более жесткий материал, с содержанием пластификатора около 20 массовых частей, что позволяет легко извлекать изделия из матрицы и снимать с пуансона.
ф
ф
Учитывая использование данного ПВХ пластиката медицинского назначения для изделий службы крови, иногда возникает требование к приданию специальных свойств поверхности, например, для контейнеров сбора крови. Определенная шероховатость необходима, например, для предотвращения слипаемости внутренних поверхностей контейнера во время хранения и для предотвращения проблем во время эксплуатации и забора крови. Так, шероховатость поверхности ПВХ пленки для контейнеров сбора крови обеспечивается при помощи введения дополнительного компонента - ПВХ смолы с меньшим значением константы Фикентчера, от К 58 до К 64.
Пластифицированная композиция на основе поливинилхлорида для изделий медицинского назначения производится на экструзионной линии компаундирования. Для процесса компаундирования используется двухшнековый экструдер с вращением шнеков, укомплектованный системой весового дозирования сырьевых компонентов с электронным управлением. Гранулирование осуществляется по горячей поверхности, с дальнейшим охлаждением гранул на вибрационном охладителе воздушным потоком. Сбор гранул осуществляется в расходный силос для дальнейшего затаривания в мешки и «биг-беги». Величина гранул регулируется при помощи диаметра отверстий и скорости вращения ножей гранулятора.
Далее приведены таблицы, подтверждающие получение одного и того же технического результата при использовании альтернативных пластификаторов приведенных в формуле изобретения. Были произведены опытные партии гранул композиции и опытные партии пленок для контейнеров, на которых и проводились испытания.
Пример 1
Пластифицированная ПВХ композиция медицинского назначения на основе пластификатора триоктил тримеллитата (ТОТМ)
Пример 2
Пластифицированная ПВХ композиция медицинского назначения на основе пластификатора 1,2-циклогексан-дикарбоновой-кислоты-дизинонил-эфир (DINCH)
Пример 3
Пластифицированная ПВХ композиция медицинского назначения на основе пластификатора ацетил-три-бутил-цитрат (АТВС)
Заявленная пластифицированная композиция на основе ПВХ для изделий медицинского назначения, которую можно перерабатывать как экструзией, так и литьем под давлением, имеет следующее преимущества:
1. Высокая термостабильность и цветостабильность.
2. Высокая радиационная стойкость.
3. Отсутствие фталатных групп в композиции, так как применяется пластификатор ТОТМ, DINCH, АТВС, что очень важно для изделий службы крови, контейнеров хранения инфузионных растворов, так как предотвращает попадание фталатных групп в организм человека.
4. Улучшенная перерабатываемость со сниженными температурными и механическими «нагрузками» на расплав полимера, как при компаундировании так и при производстве готового изделия.
5. Композиция исключает слипаемость поверхностей готового пленочного изделия при хранении и использовании.