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La tecnología médica es un campo amplio que abarca muchos tipos de instrumentos, aparatos, implantes, software y otros artículos. La Organización Mundial de la Salud estima que hay dos millones de tipos diferentes de dispositivos médicos en el mercado, categorizados en más de 7,000 grupos genéricos.
Se utilizan muchos materiales diferentes para fabricar esta variedad de dispositivos, desde metales hasta termoplásticos, cerámicas, productos médicos fabricados con ingeniería de tejidos y materiales biológicos. Cada material tiene sus ventajas individuales para aplicaciones específicas, pero un material destaca por otra razón: la versatilidad.
Silicona de grado médico
La silicona encuentra aplicaciones en la mayoría de los campos de la tecnología médica, ya que ofrece excelentes propiedades físicas y resistencia a la degradación química y térmica. Quizás lo más importante es que la silicona es químicamente inerte, lo que garantiza su biocompatibilidad.
Si bien el primer uso del polímero sintético en el sector médico fue para recubrir cristalería y agujas, durante los últimos 60 años las empresas de silicona han introducido en el mercado una amplia gama de materiales de grado médico, con diferentes propiedades y niveles de dureza. El caucho de silicona líquida es uno de los conceptos más modernos. Cuando se introdujo, transformó las posibilidades de producción al permitir un método de procesamiento más rentable llamado moldeo por inyección de líquido.
Según Michael Goglia, director del mercado sanitario para América de Elkem Silicones, es una combinación de la procesabilidad de la silicona y su extraordinaria biocompatibilidad lo que la ha convertido en un material tan popular en este campo.
“Cada vez que se implanta un material en el cuerpo humano, a veces puede provocar una reacción de cuerpo extraño o FBR, que produce inflamación alrededor del material implantado. A lo largo de los estudios históricos, las siliconas han demostrado ser excelentes para disuadir esta respuesta”, explica Goglia. "También tiene la capacidad de adherirse a otros sustratos, como los termoplásticos, por lo que puede usarse en combinación con otros materiales para proporcionar un componente tanto blando como rígido al dispositivo".
Otro factor de la versatilidad de la silicona es la gama de mecanismos de curado disponibles para los fabricantes, añade, enumerando ejemplos como el curado por humedad a temperatura ambiente, el curado térmico que acelera el proceso a temperaturas elevadas e incluso sistemas UVC que utilizan luz.
“Además, hoy en día las siliconas se pueden imprimir en 3D”, señala Goglia. "Se pueden crear prototipos con impresión 3D y luego convertirlos en producción real utilizando métodos de moldeo tradicionales".
Otras ventajas y aplicaciones
Todo esto ha abierto un mundo de posibilidades para los OEM médicos, permitiéndoles aprovechar los numerosos beneficios de la silicona y sus amplios rangos de parámetros de procesamiento. Su biocompatibilidad incluso ha hecho que su uso sea seguro en dispositivos implantados a largo plazo, como stents, marcapasos y dispositivos implantables de administración de fármacos.
Al ser suaves al tacto y conformables, también hay siliconas que se utilizan para mejorar la comodidad del paciente en camas de presión (prótesis y ortesis), máscaras de ventilación y adhesivos atraumáticos. La hidrofobicidad del material lo convierte en un recubrimiento lubricante eficaz para herramientas quirúrgicas y jeringas, mientras que esta repelencia al agua también ayuda a garantizar la resistencia a las bacterias, un gran beneficio para la industria médica.
La silicona también tiene una aplicación importante en dispositivos de diagnóstico que requieren batería y conexión a Internet para monitorear continuamente aspectos de la salud del paciente en tiempo real. La silicona es un material clave para que esta combinación funcione debido a su capacidad para moldearse a temperaturas más bajas que los plásticos tradicionales y adherirse a múltiples sustratos, ya sea mecánicamente o mediante enlaces químicos.
Es fácil ver por qué la silicona, en todas sus formas, se ha convertido en una opción para los dispositivos médicos. Para explorar más ventajas, echemos un vistazo más detallado a los diferentes tipos de silicona utilizados por la industria.
Tipos de silicona de grado médico
El caucho de silicona líquida (LSR) es una opción popular. Por lo general, se usa en máquinas de moldeo por inyección, donde se cura completa y rápidamente para crear piezas complejas con detalles finos, tolerancias estrictas y bajas tasas de contracción.
"Este se ha convertido en el material elegido por los ingenieros médicos porque es escalable, rentable y ampliamente reconocido por sus excelentes propiedades biocompatibles", afirma Goglia. "El diseño a pequeña escala se puede realizar en un entorno de mesa en un molde impreso en 3D y escalar hasta un entorno de inyección de múltiples cavidades totalmente automatizado que funcione las 24 horas del día, los 7 días de la semana".
El caucho de alta consistencia (HCR) tiene una mayor viscosidad y se adapta mejor a procesos de moldeo y extrusión de alta resistencia. Las aplicaciones típicas incluyen mangueras y juntas de transferencia farmacéutica, tubos de alimentación y manipulación de fluidos, así como globos de alta resistencia que se pueden usar en catéteres. En general, las características de rendimiento de LSR y HCR pueden ser similares y cada material cuenta con una gran variedad de aplicaciones médicas. La elección entre ellos suele depender de las características físicas requeridas y del método de fabricación. Elkem Silicones produce materiales de grado HCR a nivel mundial en EE. UU., Europa y Asia, con varios grados que cumplen con criterios de rendimiento diferenciadores.
Otras formas de silicona tienen propiedades adhesivas, lo que las convierte en una excelente solución de sellado para aplicaciones donde se necesitan uniones elásticas de alta resistencia entre sustratos. Estos materiales vienen en sistemas de curado por humedad de un solo componente y en sistemas de curado por adición de dos componentes. Son excelentes para adherir silicona a silicona, así como para adherir silicona a otros sustratos médicos ampliamente utilizados de forma segura y eficaz.
Estas mismas propiedades añaden otra aplicación médica a la larga lista de la silicona: la adhesión a la piel. Los adhesivos de silicona, como los adhesivos de silicona para la piel Silbione™, que se utilizan en el cuidado de heridas, cintas médicas y parches transdérmicos para administración de medicamentos, brindan una adhesión a la piel confiable, pero no traumática e hipoalergénica. También permiten retirar y reemplazar los medios durante un período de tiempo, lo que permite una mayor flexibilidad para el paciente.
Las siliconas de vulcanización a temperatura ambiente (RTV) de grado médico comprenden un sistema de dos partes que se puede mezclar y curar fácilmente para obtener elastómeros suaves pero duraderos. Ideales para revestimientos protésicos, insertos ortopédicos, vendajes y plantillas de zapatos, los RTV brindan comodidad y biocompatibilidad en la fabricación de piezas blandas en contacto con la piel del paciente.
Las siliconas también están disponibles en geles y fluidos. Los geles son elastómeros muy suaves que se utilizan en dispositivos como cojines y prótesis mamarias. Los fluidos de silicona están hechos de fluidos de polidimetilsiloxanos, emulsiones y lubricantes RTV, y se utilizan para recubrir y lubricar componentes de envases parenterales, como viales y jeringas, así como herramientas quirúrgicas.
Dado que la silicona viene en tantas formas diferentes y tiene una lista de ventajas que ofrecer, es común que los diseñadores de dispositivos médicos utilicen varios tipos de silicona en un solo dispositivo. Tomando como ejemplo un dispositivo portátil, Philipp Schattling, líder del proyecto de Elkem para diagnóstico e implantes médicos a largo plazo, explica: “Los dispositivos portátiles constan de muchos componentes diferentes y muchos bloques de construcción diferentes, y cada bloque de construcción puede requerir diferentes propiedades y características de rendimiento. .
“Esto puede ser un desafío porque, por lo general, con una sola tecnología no se pueden abordar todos y cada uno de los requisitos. La ventaja de las siliconas es que cubren una amplia gama de tecnologías diferentes. Tenemos el pegamento, el sellador, el adhesivo, el LSR para la carcasa y el HCR para la tubería”.
Para obtener una selección completa de tecnologías de silicona de grado médico, los OEM de dispositivos médicos pueden explorar la gama Silbione™ de Elkem Silicones de productos LSR, HCR, adhesivo de silicona, adhesivo de silicona para la piel, RTV, gel de silicona y fluidos de silicona. Los materiales ofrecen propiedades físicas excepcionales para ayudar a los clientes a diferenciar sus productos y garantizar un rendimiento final preciso. También están diseñados teniendo en cuenta la facilidad de procesamiento, lo que garantiza una mayor productividad y una mayor competitividad para los clientes.
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