Apakah Masa Depan Sarung Pemanas Polimer Terbiodegradasi Sepenuhnya untuk-Penggunaan Peranti Perubatan Tunggal?

PTFE ialah bahan seumur hidup, direka bentuk untuk menahan serangan kimia selama beberapa dekad. Ini adalah kebaikan untuk pemanas rendaman industri, tetapi kebimbangan pembaziran untuk satu-kartrij diagnostik perubatan yang digunakan sekali, selama beberapa minit dan dibuang. Masa depan pemanasan untuk peranti perubatan pakai buang mungkin terletak pada kelas bahan yang sama sekali lain: polimer terbiodegradasi, seperti asid polilaktik (PLA). Sarung pemanas berasaskan PLA-tidak akan dibina untuk selama-lamanya tetapi untuk satu kitaran pemanasan yang dikawal dengan teliti, selepas itu ia akan hancur secara tidak berbahaya dalam badan atau reput dalam timbunan kompos.

Idea: Pemanas Yang Berfungsi Sekali dan Hilang
Litar Pemanas Bercetak Kecil. PLA Terkapsul (
Litar haba bercetak kecil (cth. skrin surih perintang yang dicetak pada substrat fleksibel) boleh disarungkan dalam filem PLA fleksibel dan bio-boleh terurai nipis. Sistem "pemanas-pada--cip" ini akan dikuasakan oleh bateri kecil di dalam kartrij diagnostik pakai buang. Alat itu akan menyampaikan satu tanjakan haba-yang tepat, tepat dan telah diprogramkan untuk proses diagnostik seperti penguatan asid nukleik atau pengaktifan enzim. Sarung PLA hanya perlu menahan reagen khusus dan jinak ujian selama beberapa minit, bukan asid industri yang agresif atau rendaman{10}}jangka panjang.

Direka untuk Satu Prestasi Terma Cemerlang
Pemanas adalah untuk satu-satu masa, prestasi pemanasan yang cemerlang dan kemudian hilang, damai hijau. Keseluruhan kartrij termasuk pemanas direka untuk kemerosotan biologi atau alam sekitar yang selamat selepas digunakan. Di bawah keadaan pengkomposan industri (suhu tinggi, kelembapan dan aktiviti mikrob), PLA menghidrolisis kepada asid laktik, yang selanjutnya dimetabolismekan kepada karbon dioksida dan air . Dalam persekitaran biologi seperti peranti perubatan boleh larut, sarung PLA boleh direka bentuk untuk hancur selama beberapa minggu hingga beberapa bulan tanpa kesan berbahaya. Ini menghapuskan komponen fluoropolimer yang berterusan daripada aliran sisa perubatan, masalah alam sekitar yang ketara dalam industri penjagaan kesihatan.

Daya Penggerak: Diagnostik Titik Penjagaan dan Tekanan Kawal Selia
Pasaran diagnostik penjagaan-yang pesat-daripada-, bersama-sama dengan desakan peraturan untuk peralatan perubatan yang mampan, memacu teknologi. Pemanas bahan konvensional ialah peranti plastik sekali guna yang menyumbang dengan ketara kepada sisa penjagaan kesihatan. Organisasi kawal selia di Kesatuan Eropah dan tempat lain secara beransur-ansur mewajibkan reka bentuk-eko dan-kebolehbiodegradasian-hidup untuk barangan perubatan yang dibuang. Satu-peranti perubatan sekali guna dengan sarung pemanas polimer terbiodegradasi sesuai dengan kriteria yang berkembang ini dan membolehkan platform diagnostik mudah alih{10}}kos rendah tanpa pemprosesan semula steril.

Ketepatan Teknikal: Integriti enkapsulasi dan had terma
Had Suhu PLA
PLA mempunyai suhu peralihan kaca kira-kira 60 darjah . Jika suhu lebih tinggi, polimer menjadi lembut dan kehilangan kekuatan mekanikalnya. Oleh itu, sarung pemanas berasaskan PLA-terhad kepada situasi di mana suhu proses matlamat adalah lebih rendah daripada 60 darjah . Berita baiknya ialah banyak ujian biologi seperti penguatan isoterma (cth LAMP pada 65 darjah ) atau pengeraman immunoassay pada 37–50 darjah beroperasi dalam, atau hampir, julat ini. Campuran PLA atau poliester terbiodegradasi lain (cth polyhydroxyalkanoates) dengan titik peralihan yang lebih besar sedang disiasat pada suhu yang agak lebih tinggi. Untuk pelbagai tindak balas diagnostik, walau bagaimanapun, had PLA agak mencukupi.

Menjamin Integriti Pengkapsulan Jangka-Pendek
Isu kejuruteraan utama adalah untuk memastikan integriti enkapsulasi PLA kepada sampel cecair untuk tempoh ujian yang singkat. PLA bersifat hidrofobik, tetapi lama kelamaan ia boleh menyerap air, menyebabkan ia membesar dan kehilangan ciri-ciri penghalangnya. Semasa ujian 5-30 minit biasa, sarung mestilah tidak telap kepada cecair sampel, untuk melindungi litar pemanasan dalaman dan mengelakkan larut lesap unsur konduktif. Penyelesaian yang mungkin adalah:

menutup PLA dengan penutup yang nipis, kalis air tetapi boleh terbiodegradasi (cth lilin atau polikaprolakton).

Menggunakan filem berbilang lapisan di mana lapisan luar PLA menyediakan kebolehbiodegradasian struktur manakala lapisan dalaman (cth beberapa mikrometer parilena) berfungsi sebagai penghalang kelembapan sementara.

Kejuruteraan campuran PLA dengan pengisi nano (cth. tanah liat) untuk meminimumkan kadar penghantaran wap air.

Pada akhir ujian, peranti itu dibuang. Salutan pelindung atau lapisan dalam boleh terbiodegradasi, atau dalam jumlah yang sedikit sehingga tidak menghalang kerosakan keseluruhan alam sekitar.

Kesimpulan: Ubat Pakai, Situasi Menang-Memenangi
Sarung pemanas terbiodegradasi ialah idea hijau yang bagus untuk peranti perubatan yang dibuang, melepaskan hayat PTFE yang tidak berkesudahan untuk satu tindakan terma yang sempurna, kemudian hilang. Pereka bentuk mendapatkan pemanas yang tidak meninggalkan kesan sisa kekal, dengan menerima rintangan kimia dan siling suhu bahan yang lebih lemah." Masa depan pemanasan dalam bidang perubatan mungkin merupakan alat yang direka bentuk untuk hilang--untuk melakukan kerjanya dengan tepat dan kemudian kembali dengan selamat ke biosfera.