A moldagem por injeção médica é o processo mais comum para a produção de suprimentos médicos. Os plásticos médicos são derretidos e depois formados e moldados no formato desejado do dispositivo médico.
Este processo de fabricação aditiva cria peças moldadas por injeção médica robustas e duradouras, com propriedades de superfície de alta qualidade e alta precisão dimensional. Como muitos instrumentos médicos são destinados ao uso único, esta técnica também é adequada para produção em grande volume, ao mesmo tempo que reduz os custos de produção para moldagem por injeção.
Por que usar plásticos para dispositivos médicos de injeção?
Todos os materiais utilizados na fabricação de dispositivos médicos devem atender aos padrões da indústria. Os termoplásticos, especialmente os chamados “plásticos médicos”, atendem a todos os requisitos da FDA e são, portanto, um excelente material para a produção de dispositivos médicos de injeção.
Além disso, os polímeros plásticos são comparativamente mais baratos que os metais e ligas, mas oferecem durabilidade e propriedades mecânicas comparáveis. A utilização de plásticos para produzir dispositivos médicos é, portanto, uma forma sensata de reduzir os custos de saúde sem comprometer a qualidade.
Por outro lado, os plásticos são geralmente mais flexíveis no processamento durante o processo de fabricação e até mesmo em termos de usabilidade dos produtos finais. Ao contrário dos metais, os plásticos são materiais inertes. Portanto, muitas vezes são a melhor escolha para a fabricação de componentes que interagem com tecidos orgânicos.
Vantagens da moldagem por injeção para a indústria médica
A moldagem por injeção é um processo automatizado usado para produzir rapidamente peças e componentes para dispositivos médicos. Suas vantagens excedem as de processos similares de fabricação aditiva, como a extrusão de plástico. Isso inclui:
1. Conformidade com os padrões da indústria
Os componentes fabricados por moldagem por injeção médica são adequados para uso na indústria médica porque atendem às regulamentações governamentais. A FDA estabeleceu uma série de requisitos relacionados à segurança, esterilidade, limpeza, etc., que todos os dispositivos devem atender.
Ao contrário dos metais e de outros materiais, estes plásticos são fáceis de limpar e esterilizar, são resistentes a contaminantes e requerem menos requisitos de pós-processamento, tornando-os ideais para a indústria médica.
2. Custo-benefício
A moldagem por injeção de plásticos médicos é automatizada e econômica, especialmente na produção de grandes quantidades. Por ser um processo controlado por computador, é necessária menos mão de obra, garantindo menor custo por peça. Além disso, o processo de moldagem por injeção é mais rápido e permite a reutilização de moldes, reduzindo ainda mais os custos de produção de dispositivos médicos.
3. Compatibilidade com uma variedade de materiais
Durante o processo de moldagem por injeção, os maquinistas podem escolher entre diferentes materiais. A técnica é adequada para plásticos, fibras, compósitos, etc. Porém, como se trata de moldagem por injeção de plástico para a indústria médica, já otimizamos o material necessário. No entanto, o processo é compatível com praticamente todos os plásticos médicos.
4. Alta precisão e exatidão
A indústria médica exige precisão dimensional excepcional em seus dispositivos porque trabalha com sangue e diversas estruturas internas do corpo humano. Um simples desvio de alguns milímetros pode ser prejudicial ao paciente.
No entanto, a moldagem por injeção é ideal para alcançar a mais alta precisão dimensional e tolerâncias restritas na produção de plástico. Além disso, por ser um processo automatizado, é necessária menos influência humana, eliminando erros causados por interferências externas.
5. Alta reprodutibilidade
Muitos produtos médicos, como seringas, luvas, máscaras, etc., destinam-se a uso único. Portanto, a necessidade de um processo de fabricação com alta repetibilidade é uma das principais vantagens da moldagem por injeção.
Esta técnica permite produzir milhares de peças precisas sem a necessidade de manutenção após a criação do molde. Um molde típico de alumínio – o mais comum para moldagem por injeção – pode sobreviver a milhares de ciclos de produção.
6. Pouca ou nenhuma perda material
Tal como acontece com qualquer técnica de fabricação, a moldagem por injeção médica cria resíduos – excesso de resíduos é criado durante a fabricação de suas peças. Ao contrário de outros processos, a vantagem desta técnica é que você pode moer e derreter esses resíduos e reaproveitá-los para fazer outras peças. Portanto, os resíduos gerados após a produção do seu protótipo médico são quase insignificantes.
Diferentes tipos de processos de moldagem por injeção de dispositivos médicos
Agora vamos dar uma olhada rápida em alguns processos de moldagem por injeção usados na produção de dispositivos médicos.
Moldagem por injeção de plástico (normal)
Durante a moldagem por injeção, os polímeros plásticos são liquefeitos a altas temperaturas antes de serem moldados no formato desejado em um molde de alumínio ou aço. A moldagem por injeção de plástico é de grande valor para a indústria médica porque o processo ocorre em condições higiênicas. As altas temperaturas utilizadas na fusão dos plásticos garantem que estejam livres de contaminantes e micróbios que possam prejudicar a saúde dos pacientes.
Sobremoldagem
A sobremoldagem é um tipo de moldagem por injeção em que um ou dois componentes são moldados sobre uma estrutura já formada e curada – o substrato. O processo é denominado moldagem por injeção de dois componentes porque requer pelo menos duas etapas e, portanto, possui um longo ciclo de produção. No entanto, esta técnica é valiosa para a fabricação de plásticos, particularmente na fabricação de cabos e componentes que requerem uma pegada firme.
Inserir molde
A moldagem por inserção é semelhante à sobremoldagem, pois um componente secundário é moldado sobre uma peça já moldada – a inserção. Ao contrário da sobremoldagem, a moldagem por inserção é um processo único porque o substrato (inserções) é uma estrutura pré-existente. Além disso, esta técnica não se limita às peças plásticas, pois os insertos sobremoldados podem ser feitos de metais ou ligas.
Moldagem por injeção de silicone líquido
Neste processo, o silicone é aquecido até derreter e então moldado no formato desejado do dispositivo médico. O silicone é um polímero plástico típico adequado para uso na indústria médica.
No entanto, como os moldes de silicone não são tão duráveis quanto os moldes de alumínio ou aço, a moldagem por injeção de silicone normalmente só é adequada para a produção de pequenas quantidades de peças médicas, especialmente nos estágios iniciais de prototipagem médica e desenvolvimento de produtos.
Vários plásticos médicos para moldagem por injeção médica
Existem vários polímeros plásticos de engenharia que são adequados para peças de moldagem por injeção médica. Esses plásticos são principalmente termoplásticos e não termofixos porque apresentam desempenho melhor que os termofixos.
1. Polieteretercetona (PEEK)
PEEK é um termoplástico de engenharia amplamente utilizado com excelente resistência a condições ambientais adversas, incluindo radiação, altas temperaturas, produtos químicos, desgaste, etc.
Além disso, garante perfeita estabilidade dimensional, mesmo após carregamento. Ele também possui outras propriedades mecânicas premium, tornando-o ideal para a fabricação de dispositivos médicos. Além disso, é compatível com moldagem por injeção e outras técnicas de fabricação utilizadas na fabricação de dispositivos médicos.
2. Polietileno (PE)
O polietileno é um polímero plástico comum usado para fins médicos. É composto por milhares de polímeros de etileno, sendo o material resultante de alta resistência à tração e rigidez.
A compatibilidade do PE com tecidos biológicos e sua resistência a condições ambientais adversas, incluindo a esterilização, fazem dele um plástico valioso para processos médicos de moldagem por injeção. É adequado para a produção de próteses articulares, conectores, tubos, recipientes de medicamentos, etc.
3. Policarbonato (PC)
O policarbonato é um termoplástico de engenharia reforçado feito de bisfenol A e condensação de fosgênio. Embora pareça transparente, possui excelentes propriedades mecânicas, incluindo tenacidade, flexibilidade, resistência à abrasão, resistência à fratura, resistência à temperatura, etc.
Também é muito compatível com os tecidos do corpo, uma propriedade típica dos plásticos de uso médico. É adequado para produzir muitas peças de moldagem por injeção de plástico médico, como máscaras transparentes, equipamentos de proteção, oxigenadores, etc.
4. Polipropileno (PP)
O polipropileno é outro polímero plástico comum para moldagem por injeção de plástico criado a partir da condensação de múltiplas unidades de propileno. Possui uma tenacidade incrível e é resistente a rachaduras, radiação, choque, temperatura, desgaste, etc.
Por todas estas razões, é um plástico adequado para a produção de componentes para o setor da saúde. É ideal para a produção de conectores, tubos, seringas, próteses de joelho e quadril, ventiladores, etc.
5. Silicone
O silicone é um composto químico quimicamente inerte, semelhante à borracha sintética, possui excelentes propriedades mecânicas e é compatível com tecido biológico. É o polímero plástico preferido para aplicações médicas onde a flexibilidade desempenha um papel importante.
É adequado para a fabricação de produtos e dispositivos como cateteres, produtos cosméticos, lentes de contato, implantes mamários, sistemas de administração de medicamentos, conectores e tubos, etc. Além disso, o silicone é extremamente econômico na fabricação de dispositivos médicos.
6. Poliestireno (PS)
O poliestireno é outro plástico de engenharia premium adequado para a fabricação de peças para injeção médica. Ao contrário da maioria dos outros termoplásticos discutidos anteriormente, tem pouca ou nenhuma flexibilidade, mas oferece outras excelentes propriedades mecânicas e é compatível com o tecido corporal.
É resistente a condições adversas, garantindo alta estabilidade dimensional, crucial para todos os componentes médicos. É amplamente utilizado para fazer placas de petri, placas de cultura e outras peças de diagnóstico.
De que materiais são feitas as peças de injeção médica disponíveis?
Existem vários termoplásticos usados para fabricar peças de injeção para hospitais e fins médicos. No entanto, cada polímero é mais adequado para determinadas aplicações. Vamos discutir os critérios a serem considerados ao selecionar plásticos médicos.
1. Regulamentações da Indústria (FDA)
Ao desenvolver componentes para dispositivos médicos, deve-se primeiro levar em consideração a conformidade com os regulamentos das autoridades relevantes, especialmente a FDA. Todo instrumento médico deve atender a certas diretrizes e requisitos antes de ser divulgado ao público em geral.
Esses padrões incluem a compatibilidade com tecidos biológicos e a capacidade de resistir a condições físicas e químicas extremas. Outros critérios também estão sujeitos a estes regulamentos. Portanto, se os plásticos atenderem a todos os regulamentos da FDA, eles serão adequados para a produção de peças moldadas por injeção de plástico médico.
2. Resistência e durabilidade
Os plásticos usados para produzir peças médicas moldadas por injeção devem ter propriedades mecânicas distintas em termos de resistência, rigidez e durabilidade. Ao desenvolver componentes para o setor da saúde, é importante evitar plásticos frágeis que podem quebrar facilmente. Em vez disso, use termoplásticos resistentes a impactos e quebras que atendem ao seu propósito por longos períodos de tempo.
3. Adequação do ambiente dentro do organismo
Alguns produtos médicos, como próteses e implantes cirúrgicos, entram em contato direto com tecidos orgânicos. Portanto, os polímeros plásticos para tais produtos devem ser inertes e não devem interferir nas atividades normais do corpo. Em vez disso, devem permanecer compatíveis com o ambiente das estruturas internas do corpo, mesmo após uso prolongado.
4. Capacidade de resistir às condições de esterilização
Muitos dispositivos médicos devem ser estéreis – livres de contaminantes e microorganismos que possam ser prejudiciais aos pacientes. No entanto, estes dispositivos médicos são expostos a condições adversas durante o processo de esterilização, tais como altas temperaturas, radiação ou produtos químicos.
Portanto, os polímeros plásticos utilizados na fabricação de instrumentos que necessitam de esterilização devem manter sua precisão dimensional mesmo após exposição a esses ambientes agressivos.
5. Seleção do método de moldagem
O processo de moldagem por injeção também é um critério que deve ser levado em consideração na seleção do plástico médico correto. Ao processar silicone, por exemplo, o processo de moldagem por injeção de silicone líquido é mais adequado para tais processos de fabricação.
Outras técnicas de moldagem por injeção de plástico incluem moldes de inserção, micromoldagem, ligação ultrassônica, sobremoldagem, etc.
6. Considere o uso geral
O uso pretendido dos componentes fabricados é outro aspecto que deve ser levado em consideração na utilização de polímeros plásticos para processos médicos de moldagem por injeção. Por exemplo, dispositivos médicos como luvas, máscaras, ventiladores, tubos, cateteres e seringas destinam-se a utilização única.
Portanto, poucos materiais devem ser utilizados na fabricação de tais componentes; devem ser flexíveis, leves, transparentes e fáceis de esterilizar. Gastar muito dinheiro com esses produtos seria muito caro e imprudente para o fabricante.
Aplicações de moldagem por injeção de plástico em dispositivos médicos
Dadas as vantagens discutidas acima, você concordará que a moldagem por injeção é uma técnica de fabricação extremamente eficiente e eficaz para a indústria médica. É um processo contínuo que oferece alta precisão e exatidão mesmo na produção de grandes quantidades. Isto o torna o método preferido para muitas empresas que produzem componentes para as indústrias médica e farmacêutica.
O processo é amplamente utilizado para produzir as seguintes peças moldadas por injeção de plástico médico.
- Substituições de joelho e quadril
- Vários implantes e dispositivos cirúrgicos
- Componentes simples e essenciais, como bolsas de sangue, seringas, cateteres, conectores, tubos, ventiladores, máscaras e equipamentos de proteção
- Gabinetes, painéis e tampas para dispositivos médicos avançados, como aparelhos de ressonância magnética e ECG
- Componentes como placas de Petri, elevadores, tubos de ensaio, etc. para testes de laboratório.
- Equipamento de raio X odontológico
- Ortopedia
- Recipientes e embalagens farmacêuticas
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Concluindo
A moldagem por injeção médica é econômica e permite a produção de produtos de alta qualidade com excelentes propriedades mecânicas e químicas. A moldagem por injeção torna relativamente fácil a produção de peças moldadas por injeção médica simples e de componentes complexos que exigem tolerâncias rígidas.
Perguntas frequentes
O que são plásticos médicos?
Plásticos médicos são polímeros plásticos usados para fabricar produtos e dispositivos médicos. Esses plásticos são biologicamente inertes e passaram por testes e estudos de estabilidade que garantem sua segurança e conformidade com os padrões da indústria. Possuem excelentes propriedades mecânicas, físicas e químicas. Alguns exemplos são polietileno, PEEK, polipropileno, ABS, etc.
O que é um dispositivo médico de moldagem por injeção?
A moldagem por injeção de dispositivos médicos refere-se simplesmente à aplicação de técnicas de moldagem por injeção na fabricação de dispositivos médicos. As peças moldadas por injeção médica são fabricadas aquecendo componentes plásticos até que sejam derretidos antes de moldá-los em formatos apropriados que estejam em conformidade com projetos específicos e sejam destinados ao uso como componentes de dispositivos médicos.
Que tipos de produtos médicos estão disponíveis para moldagem por injeção?
A moldagem por injeção médica pode ser usada para produzir praticamente todos os dispositivos médicos de plástico porque a técnica atende a todos os regulamentos de segurança e estabilidade estrutural da FDA. Dispositivos simples, como placas de Petri, seringas, tubos e bolsas de sangue, bem como estruturas complexas, como implantes, invólucros e coberturas para grandes dispositivos médicos, próteses, etc., são todos compatíveis com processos de moldagem por injeção de plástico.
