Глава III

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Неметаллические материалы включают значительный ассорти­мент материалов неорганического и органического происхожде­ния — стекло и керамику, пластмассы, резину, древесные мате­риалы, а также различные композиционные материалы.

Неметаллические материалы давно применяют как имеющие са­мостоятельное значение наряду с металлическими в тех случаях, когда от материалов требуются такие свойства, которыми металлические материалы не обладают.

СТЕКЛО И КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Из неметаллических материалов стекло находит наибольшее применение в изготовлении медицинских изделий. По химической устойчивости, поверхностной твердости, прозрачности, дешевизне оно не имеет себе равных среди других материалов. Из стекла из­готовляют лабораторную посуду, тару для упаковки, хранения и транспортировки лекарств, очковые линзы, элементы обычной и волоконной оптики для оптических и медицинских изделий, шпри­цы, термометры и др.

Стекло в отличие от металла не имеет кристаллической струк­туры; исключение составляют так называемые ситаллы, полу­ченные совсем недавно. Обычное стекло при варке застывает не кристаллизуясь, образуя аморфное изотропное тело, механические свойства которого постоянны во всех направлениях. Стекло пред­ставляет собой гомогенный сплав различных окислов. В табл. 4 приведен химический состав основных марок стекла, применяемого Для изготовления медицинских изделий. Состав приведенных в таблице стекол является в известной степени типичным для не­скольких марок. Так, нейтральное стекло (НС) выпускают четы­рех марок, оранжевое (ОС) — двух марок и т. д.

Стекло для медицинских изделий можно разделить на следую­щие основные виды: медицинское, химико-лабораторное, оптиче­ское и специальное.

Стекло медицинское. В 1982 г. вступил в действие ГОСТ 19808—80, в котором установлены марки медицинского стекла и их физико-химические свойства. Необходимость стандартизации свойств стекла, применяемого для медицинских изделий, связана с тем, что от этого стекла требуются высокие показатели термо-, водо- и щелочестойкости, поскольку медицинские изделия из стек­ла, как правило, проходят стерилизацию паром. Достаточно ска­зать, что термостойкость, т. е. этот перепад температур, который должно выдерживать стекло без растрескивания, даже для марок тарного медицинского стекла должна быть не менее 120 °С, а для нейтрального (ампульного) — 150 °С.

Стандартами определены и методы испытания медицинских стекол на водо- и щелочестойкость (ГОСТ 19809—74 и ГОСТ 19810—74). Определение водостойкости основано на воздействии на измельченное стекло дистиллированной воды в автоклаве при температуре 121 °С (имитация режима стерилизации). Водостой­кость выражается количеством щелочных окислов в миллиграм­мах в пересчете на окись натрия Na₂О, извлеченных из 1 г зерен стекла. Особенно высокая водостойкость должна быть у химически и термически стойкого стекла (ХТ) — не более 0,02 мг/г и стекла нейтрального (НС) — до 0,06 мг/г; водостойкость тарного стек­ла — не более 0,6—0,65 мг/г.

Щелочестойкость характеризует устойчивость стекла к раство­рам щелочей. Метод ее испытаний основан на воздействии кипя­щей смеси равных объемов 1 н. раствора карбоната натрия и 1 н. раствора едкого натра на поверхность стекла. Образец стекла площадью 10—15 см правильной геометрической формы в тече­ние 3 ч находится в кипящем растворе (в серебряном сосуде).

Щелочестойкость (из двух параллельных определений) выража­ется потерей массы в миллиграммах на единицу площади. Нейт­ральное стекло (НС-1) и стекло НТО должно иметь этот показа­тель не ниже 85 мг/дм², стекло ОС—90 мг/дм², стекло ХТ— 110 мг/дм². ,

Химико-лабораторное стекло. Применяется для изго­товления лабораторной посуды. Оно должно быть химически и термически стойким. Химическая стойкость — способность стекла противостоять различным химическим реагентам, т. е. иметь вы­сокую водо-, щелоче- и кислотостойкость. Первые два показате­ля устанавливают аналогично тем же показателям медицинского стекла, но для определения водостойкости образец помещают не в автоклав, а в водяную баню и выдерживают в ней в течение 1 ч при температуре 98±0,5°С.

Кислотостойкость определяют по потере массы испытуемой пробы стекла при обработке кипящим 20,4% раствором хлористо­водородной кислоты в течение 6 ч и выражают отношением поте­ри массы к единице площади пробы. ГОСТ 21400—75 разделяет стекло в зависимости от химической и термической стойкости на шесть групп: ХС-1, ХС-2 и ХС-3—химически стойкое 1, 2 и 3-го классов, ТХС1 и ТХС2—термически и химически стойкое 1-го и 2-го классов, ТС — термически стойкое.

Стекло ХС всех трех классов должно иметь термическую стой­кость не менее 120 °С, стекла типа ТХС—190 °С и стекло ТС— 250 °С.

Оптическое стекло. Применяется для изготовления очко­вых линз и оптических элементов медицинских приборов. Выпус­кают семь сортов стекла типа крон и семь типа флинт, что позво­ляет подобрать стекла с нужным показателем преломления от 1,47 (легкий крон) до 1,755 (тяжелый флинт). Очковые стекла из­готовляют в настоящее время из стекла типа крон с показателем преломления 1,52. Для изготовления очков-светофильтров с целью световой защиты глаз сварщиков, металлургов и др. применяют цветное стекло; синее, окрашенное окислами кобальта и железа, и желто-зеленое, окрашенное окислами железа, с различными ко­эффициентами пропускания светового потока.

Специальное стекло. К специальным видам стекол отно­сятся специальные защитные стекла с большим содержанием окис­лов свинца, предназначенных для защитных ширм, ослабляющих энергию рентгеновского и гамма-излучений и снижающих дозу, действующую на людей, до допустимых значений.

Керамические материалы. Фарфор и фаянс — керамические материалы, получаемые в результате обжига при высокой темпе­ратуре смеси, приготовленной из глины с добавлением кварцево­го песка и полевого шпата. Фарфор содержит 45—50% глины, 30—35% кварца и 18—22% полевого шпата. Фаянс содержит 5— 10% полевого шпата. Фарфор имеет в 3—5 раз большую проч­ность и в 10—15 меньшее водопоглощение, чем фаянс. Изделия из фарфора и фаянса после обжига покрывают глазурью, приго­товленной из тех же компонентов с добавлением (16%) доломита и снова обжигают (глазуруют) при более высокой температуре (до 1500°С).

В лечебных учреждениях употребляются сделанные из фаянса и фарфора санитарно-технические изделия, подкладные судна, по­ильники и чашки, фарфоровые ступки и тигли. В стоматологии находят применение фарфоровые зубы.

ВАРКА СТЕКЛА И ВЫРАБОТКА СТЕКЛОИЗДЕЛИЙ

Стекло изготовляют из материалов, в избытке имеющихся в природе: кварцевого речного песка, гидрокарбоната натрия, мела и пр. Стекло варят в специальных печах при температуре 1350— 1600°С. Чем больше в составе стекла кварцевого песка (окись кремния), тем выше тугоплавкость и термостойкость полученного стекла.

Наибольшей термостойкостью обладает кварцевое стекло, со­стоящее более чем на 90% из окиси кремния. Оно варится при температуре до 2000 °С и используется для изготовления термо­стойкой кварцевой лабораторной посуды, а также горелок к ульт­рафиолетовым облучателям; отсюда их название — «кварцевые» горелки.

От того, как ведется процесс варки стекла, зависит его качество. Стекло необходимо хорошо проварить, из него должны быть уда­лены воздушные пузыри, инородные тела, включения, попадающие в стекло от огнеупорной футеровки (облицовки) ванной печи и т. д. В оптическом стекле наиболее важно отсутствие дефектов, которые ухудшают качество оптики в приборах и в очковой опти­ке. Поэтому лучшие сорта оптического стекла чаще всего варят в печах небольшого объема (горшковых), где стекло хорошо про­варивается.

Изделия из стекла вырабатывают на том же предприятии, где его получают (варят). При варке стекла протекают сложные физи­ко-химические процессы, в результате которых из механической смеси сырьевых материалов (шихта) получают однородную гомо­генную стекломассу. В процессе варки при высоких температурах стекло проходит ряд стадий: силикатообразование (получение спекшейся массы), стеклообразование (взаимное растворение си­ликатов и кремнезема), осветление (освобождение стекла от види­мых пузырей), гомогенизация (приведение к однородности) и ох­лаждение (на 200—300 °С для получения вязкости, необходимой для формообразования стекла).

Изготовление изделий из стекла возможно несколькими спосо­бами: отливка в формы, подобно чугуну, штамповка, прокатка, вытягивание в листы, трубки (дрот) и нити. Стекло можно сва­ривать, спекать и производить его механическую обработку (раз­резание, шлифование). Ниже рассмотрены важнейшие методы по­лучения стеклоизделий.

Вытягивание дрота. Из дрота (стеклянная трубка) вырабатыва­ют многие изделия для медицинских целей: флаконы для антибио­тиков и других лекарственных препаратов, ампулы, цилиндры для шприцев и др. На рис. 3 показана принципиальная схема получе­ния дрота. Стекломасса непрерывной тонкой струей льется на сер­дечник—мундштук, сделанный изогнеупора (шамота) и имеющий внутри канал для подачи воздуха. Сердечник непрерывно враща­ется, наматывая на себя стекломассу. Стекломасса постепенно сползает с сердечника в виде бесконечной трубки, оттягиваемой специальной машиной, которая одновременно нарезает трубку на куски определенной длины. Нужный диаметр дрота и толщину его стенок получают путем изменения условий вытяжки. Следует от­метить, что методом непрерывного вытягивания получают и листо­вое стекло.

Выработка изделий формованием. Под формованием понима­ют процессы, в результате которых бесформенная стекломасса становится изделием определенной формы. К способам формова­ния относят прессование (ручное и машинное) и выдувание (руч­ное и машинное). На рис. 4 дана принципиальная схема прессо­вания. В матрицу набирают определенную порцию стекла, которая при движении пуансона вниз перемещается и заполняет про­странство между пуансоном и матрицей. Формовое кольцо помо­гает создать ровную поверхность верхнего края изделия. Матри­цу делают разъемной, что позволяет легко извлечь изделие из формы.

Выдувание — один из самых древних и широко распространен­ных способов выработки стеклоизделий, позволяющих получать стеклянные сосуды разнообразных форм и размеров. Для изготов­ления крупных сосудов этот способ единственно возможный.

Технология выдувания может быть ручной и механизированной. В настоящее время ручное выдувание ииспользуют для выработки художественных изделий. Для производства банок, бутылей и дру­гой массовой продукции применяют механизированное выдувание с помощью полуавтоматов или пресс-выдувание.

Схема пресс-выдувания приведена на рис. 5. Процесс получе­ния изделия делится на две основные стадии: предварительное прессование черновой заготовки (I) и выдувание из нее изде­лия (II). Процесс происходит на одной машине сначала в черно­вой пресс-форме (1), затем в чистовой (2). Черновая форма цельная (не разъемная), чистовая—разъемная. Заготовку из черновой формы переносят в чистовую с помощью так называемых горловых щипцов (3), которые представляют собой часть формы, так как в них формируется горловая часть изделия, в данном случае — баночки.

В начале процесса (позиция а) в черновую форму вводят пор­цию стекла. Сверху формы накладывают в сомкнутом состоянии горловые щипцы. Пуансон (4) поднят вверх. Затем его опускают и производят черновое формование (позиция б). После этого пу­ансон уходит вверх и заготовку в горловых щипцах переносят в чистовую форму (позиция в); здесь сверху опускается дутьевая го­ловка (5), плотно перекрывающая горловые щипцы, и в полость заготовки подается сжатый воздух, заставляющий ее принять форму внутренней полости чистовой формы (позиция г). После того как дутьевая головка и горловые щипцы удалены, половинки чистовой формы расходятся и изделие готово. Оно легко снимается с донной части формы (6). Методом пресс-выдувания изготовля­ют банки и бутылки с широким горлом.

Для производства ампул разной вместимости применяют выду­вание вакуумным питанием на специальных машинах-автоматах.

Механическая обработка стекла. Ампулы, бутыли, аптекарская и лабораторная посуда не проходят дополнительной механической обработки после формования, за исключением банок с притертой пробкой, у которых горло и пробку шлифуют и притирают с по­мощью абразивного порошка.

Для очковых линз шлифование и полирование служит основой производства, поскольку точность геометрических размеров и чи­стота поверхности линзы не могут быть достигнуты при получе­нии прессованием заготовки из стекломассы.

Термическая обработка стекла. Изделия из стекла при охлаждении на воздухе оказываются непрочными из-за внутренних напряжений, возникающих между слоями стекла вследствие их не равномерного охлаждения. Для исключения внутренних напряжний изделия медленно охлаждают в специальных тоннельных пе­чах (лерах), на входе которых температура максимальная, а на выходе—минимальная.

ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

В настоящее время трудно представить себе медицину без по­лимерных систем для переливания крови, аппаратуру — без про­зрачных полимерных трубок, предметы ухода — без резиновых грелок, пузырей для льда и т. д. Значительно обогатить ассорти­мент материалов, применяемых в медицине, позволили синтетиче­ские полимеры.

Полимерные материалы существенно отличаются от металлов и сплавов: их молекулы вытянуты в длинные цепочки, в результа­те чего полимеры имеют высокую молекулярную массу. Молекулы полимеров получают из исходных низкомолекулярных продук­тов—мономеров—полимеризацией и поликонденса­цией. При полимеризации молекулярная масса образовавшегося полимера равна сумме молекулярных масс вступивших в реакцию молекул мономера. Поликонденсация сопровождается выделением побочных низкомолекулярных продуктов, и молекулярная масса полученного полимера меньше молекулярных масс исходных ве­ществ.

К полимерам поликонденсационного типа относятся фенолформальдегидные смолы, полиэфиры, полиуретаны, эпоксидные смолы. К высокомолекулярным соединениям полимеризационного типа от­носятся поливинилхлорид, полиэтилен, полистирол, полипропилен, полиметилметакрилат.

Высокополимерные и высокомолекулярные соединения явля­ются основой органической природы — животных и растительных клеток, состоящих из белка. Так, хлопчатобумажные волокна, во­локна древесины состоят из высокополимерных молекул целлю­лозы.

Для изготовления медицинских изделий широко применяют как полимерные материалы, в основе которых лежит природное сырье, так и искусственные — синтетические полимерные материалы. Из полимерных материалов естественного происхождения изго­товляют большинство перевязочных средств: вату, марлю и изде­лия из них, алигнин, а также нити шовных материалов (хирурги­ческий шелк). Полимеры являются основой пластмасс, используе­мых при изготовлении различных инструментов, частей медицин­ской аппаратуры и оборудования.

Эластомеры. Каучук и резина

Термином «эластомеры» постепенно заменяют название «синте­тический каучук», а также натуральный каучук. Эластомерами на­зывают полимеры, обладающие в широком температурном интер­вале высокой эластичностью — способностью подвергаться значи­тельным (от нескольких сотен до 1000% и более) обратимым деформациям при сравнительно небольших действующих нагрузках. Первым эластичным материалом такого рода был натуральный каучук, который и в настоящее время не потерял своего значения в производстве эластомеров, в том числе и для медицинских изде­лий, благодаря своей нетоксичности.

Каучук получают из латекса (млечный сок бразильской гевеи), состоящего более чем наполовину из воды, в которой растворено 34—37% каучука, 2—2,7% белка, 1,65—3,4% смолы, 1,5—4,92% сахара. Каучук в латексе находится в виде глобул — шарообраз­ных частиц диаметром от 0,15 до 3 мкм (средний размер частиц 0,17÷0,26 мкм).

В природном латексе происходит самопроизвольная коагуляция глобул, в результате чего образуются сгустки каучука. Этот про­цесс можно прекратить и законсервировать латекс добавкой 0,5% раствора аммиака.

Латекс имеет самостоятельное значение как исходное сырье для производства изделий методом макания (хирургические перчатки, соски, напальчники).

На плантациях, где приготовляют каучук как промышленное сырье, латекс коагулируют с помощью органических кислот, про­катывают в рифленые листы и коптят в камерах с дымом при температуре 50 °С. Составные вещества дыма играют роль анти­септиков и стабилизаторов окисления каучука. Такие листы тол­щиной 2,5÷3 мм с вафельным рисунком поверхности называют «смокетшит». Они служат наиболее употребительной формой сы­рого плантационного каучука. Данные элементного анализа очи­щенного каучука соответствуют эмпирической формуле С₅Н₈ (изо­прен).

Синтетические каучуки получают путем полимеризации из мономеров с участием катализаторов (ускорителей) процесса. Первый советский синтетический каучук был получен С. Д. Лебе­девым из технического спирта. Спирт в присутствии особого катализатора, содержащего соединения цинка и хрома, был превра­щен в газ бутадион, а затем в смеси с другим катализатором — металлическим натрием — отдельные молекулы бутадиона были соединены в длинные цепи, образовавшие основу синтетического каучука.

В настоящее время выпускают несколько видов синтетических каучуков, в том числе изопреновый, мало отличающихся от нату­рального. Для изделий медицинского назначения перспективен силоксановый (силиконовый) каучук, основная полимер­ная цепь которого состоит из атомов кремния и кислорода. Он тер­мостоек и физиологически инертен. Сырьем для изготовления син­тетических каучуков служат нефть, природный газ, каменный уголь.

Эластомеры. Превращение каучука или «сырой» каучуковой смеси в эластичную резину (материал с необходимыми эксплуата­ционными свойствами) осуществляют путем вулканизации. Вулканизация, подобно термообработке металлов и сплавов, при­водит к изменению структуры каучука. При вулканизации осуществляется соединение (сшивание) молекул эластомера химиче­скими связями в пространственную трехмерную сетку, в результате чего получают материал, обладающий необходимыми эластически­ми и прочностными свойствами (прочность, упругость, твердость, сопротивление разрыву и т. д.). Кроме того, при вулканизации происходит химическое взаимодействие эластомера с вулка­низирующими веществами. Основным вулканизирующим вещест­вом служит сера; применяют также теллур и селен. Чем больше к каучуку добавляют серы, тем более твердым и менее эластичным получается эластомер. При содержании серы от 35% и выше по­лучают твердый эбонит.

В современном производстве, помимо вулканизаторов, широко применяют органические ускорители, присутствие которых снижа­ет количество серы (до 2% вместо 10%) и температуру вулканиза­ции. Существуют ультраускорители, благодаря которым вулканизация вместо температуры 130—150 °С протекает при ком­натной температуре.

Вулканизации подвергают отформованные изделия. Для придания будущему изделию из эластомера определенной формы и приготовления смеси для формования и последующей вулкани­зации производят пластификацию каучука путем разминания его на теплых гладких вальцах. Пластифицированный каучук смеши­вают с другими компонентами резиновой смеси: вулканизатора­ми, наполнителями, мягчителями, красителями, противостарителями, стабилизирующими добавками в специальных миксерах под давлением в несколько атмосфер и при температуре до 100 °С. Это способствует равномерному смешению компонентов и получению пластичной массы, удобной для формования и выработки рези­новых изделий.

Рецептура резин, применяемых для изготовления медицинских изделий, подлежит утверждению Министерством здравоохранения СССР, так как эти резины находятся в непосредственном контак­те с тканями, кровью и лекарственными препаратами и не долж­ны выделять в биологические среды вещества, которые могут из­менять их активность. Резины не должны иметь неприятного за­паха. Резины и резиновые изделия, подвергаемые стерилизации или дезинфекции, должны переносить без существенных потерь механических качеств один из рекомендуемых ОСТ методов обез­зараживания. Так, резина для эластичных зондов и катетеров, подлежащих дезинфекции кипячением в воде, должна отвечать следующему требованию: после 100-кратного повторения этой процедуры сопротивление резины разрыву не должно снижаться более чем на 40% по отношению к первоначальному значению в новом изделии. Это по существу служит требованием достаточной долговечности изделия.

К резинам, предназначенным для изготовления отдельных групп изделий, предъявляют дополнительные требования, обеспечиваю­щие выполнение изделиями их функционального назначения и на­дежность в работе. Так, к резинам, предназначенным для изго­товления рентгеноконтрастных трубок и катетеров, предъявляют требование определенной рентгеновской непрозрачности. Иначе говоря, такие изделия должны иметь эквивалент свинца не менее 0,025. Резина, идущая на изготовление защитных фартуков для рентгенологов, при толщине 1,5 мм должна иметь свинцовый эк­вивалент не менее 0,3, т. е. по своим защитным свойствам долж­на соответствовать свинцовому листу толщиной 0,3 мм.

Аналогично формулируют требование, предъявляемое к латексным изделиям, представляющим собой тонкопленочные эластич­ные хирургические перчатки, соски, пипетки, напальчники и др. Об этих требованиях к функциональным качествам изделий будет говориться при описании этих изделий в соответствующих разде­лах.

Пластические массы

Пластическими массами называют полимерные материалы и их композиции с органическими и неорганическими веществами, спо­собные при определенных условиях переходить в пластическое со­стояние и принимать заданную форму. Некоторые полимерные материалы, составляющие основу пластмасс, обладают такими свойствами, которые делают их незаменимыми для производства медицинских изделий (нетоксичность, инертность по отношению к биологическим средам, способность противостоять действию стери­лизующих и дезинфицирующих агентов). В последние годы появи­лись специальные пластики, модифицированные для медико-тех­нических целей (рентгеноконтрастные пластики). С другой стороны, детали медицинского оборудования и аппаратуры, не вступаю­щие в контакт с тканями организма, изготовляют из обычных тех­нических пластиков, применяющихся в машиностроении или при­боростроении. Из обширной номенклатуры полимеров и пластмасс здесь будут рассмотрены только те, которые находят применение при изготовлении медицинских изделий.

Основным веществом, образующим пластмассу, служит синте­тическая смола. Для производства пластмасс применяют два ти­па смол: термопластичные и термореактивные. Смолы, сохраняю­щие способность плавиться при повторном нагревании и затвер­девающие при охлаждении, называют термопластичными. Термореактивные смолы затвердевают при повышенной температуре и переходят в неплавкое и нерастворимое состояние, т. е. не допускают повторного прессования, являясь, таким обра­зом, необратимыми.

Синтетические смолы, служащие основой пластмасс, можно при­менять в чистом виде; при этом чаще всего получают прозрачные пластмассы, называемые ненаполненными, например, органическое стекло (плексиглас), состоящее из чистой полимеризационной смолы — полиметилметакрилата. Во многих пластмассах синте­тическая смола служит лишь для связывания наполнителя (ор­ганического или неорганического). Наполнители вводят в пласт­массу для увеличения механической прочности и удешевления из­делий. Наряду со смолой и наполнителем в пластмассу вводят различные добавки с целью придания ей новых свойств (для по­вышения прочности, водостойкости или сообщения пластмассе электропроводности). Добавки стеарина и стеарата кальция спо­собствуют предотвращению прилипания пластмассы к пресс-форме и повышают текучесть пластмасс. В некоторые смолы вводят пла­стификатор для придания им большей пластичности, так как эти смолы без пластификатора излишне тверды и плохо поддаются переработке. В смолу иногда добавляют красители или минераль­ные пигменты для окраски пластмассы в нужный цвет. Все син­тетические материалы и композиции в связи с наличием в их со­ставе многих компонентов применяют для изготовления медицин­ских изделий только после обстоятельных токсикологических ис­пытаний и получения разрешения на применение материалов стро­го определенной рецептуры от Министерства здравоохранения СССР.

Термопластичные материалы. Наиболее широкое применение для изготовления медицинских изделий нашел продукт полимери­зации винилхлорида—поливинилхлорид (ПВХ), размягча­ющийся при нагревании и затвердевающий при охлаждении. Он не токсичен, стоек к действию щелочей, кислот, многих органиче­ских растворителей (спирт, бензин и масла). Химическая промыш­ленность выпускает листы из поливинилхлоридного пластиката (винипласт), которые используют как подкладочную (толщина 0,2—0,4 мм) или компрессную (толщина 0,05—0,15 мм) клеенку. Широко используют в медицинской практике трубки и трубчатые изделия (катетеры, воздуховоды, дренажи и др.) из этого мате­риала.

Перерабатывают в медицинские изделия и ряд других термопла­стов. Широкое распространение в медицине получил капрон— продукт полимеризации капролактама. Капрон физиологически нейтрален, обладает большой прочностью, стоек к действию ще­лочей, жиров, масел. Помимо капроновых нитей, применяемых в качестве шовного материала, из него изготовляют методом литья под давлением различные детали медицинской аппаратуры (втул­ки, подшипники, шестерни и др.).

Полистирол—продукт полимеризации стирола с участием пластификаторов или без них. Обладает весьма высокой водо­стойкостью, твердостью, устойчивостью к действию кислот и ще­лочей; служит прекрасным электроизоляционным материалом. К недостаткам полистирола относится его низкая термическая ус­тойчивость и склонность к растрескиванию. Однако недостаток прочности полистирола устранен в так называемом ударопроч­ном полистироле, получаемом сополимеризацией стирола с раз­личными каучуками. Детали из полистирола изготовляют методом литья под давлением. Это различные детали электромедицин­ской аппаратуры, посуда и потребительская тара (коробки), а также изделия одноразового пользования (шприцы).

Полиэтилен—продукт полимеризации этилена, напоминаю­щий по внешнему виду парафин. Обладает высокой химической устойчивостью и служит прекрасным диэлектриком. Различают полиэтилен высокого давления (ПЭВД) и полиэтилен низкого давления (ПЭНД). ПЭВД—один из самых легких полимеров (плотность 0,93 г/см³). Он прочен и в то же время обладает боль­шой эластичностью (гибкостью), сохраняя свои свойства при низких (до —70°С) и при довольно высоких температурах (вы­держивает дезинфекцию кипячением). ПЭВД устойчив к воздей­ствию кислот, щелочей, спиртов и других растворителей, почти не адсорбирует влаги. Стабилизированный полиэтилен применяют для изготовления шприц-тюбиков. ПЭНД более прочен и менее эластичен, чем ПЭВД. Этот пластик является одним из самых де­шевых и допускает переработку в изделие любым способом (литье, прессование, экструзия, штамповка). Для уменьшения старения (деструкции) ПЭНД стабилизируют. Он хорошо окра­шивается в массе. Применяется для изготовления предметов ухо­да за больными и упаковки медикаментов.

Полипропилен—продукт полимеризации пропилена, твер­дый прозрачный полимер. Превосходит полиэтилен по химической стойкости, механическим свойствам и теплостойкости (рабочая температура до 130°С). Применяется при изготовлении элементов для соединения трубок и шлангов газовой аппаратуры (коннекто­ров), деталей и узлов аппаратов искусственного кровообращения, а также упаковочной пленки.

Пентапласт—простой хлорированный полиэфир. Более ус­тойчив к нагреванию по сравнению с ПВХ: может выдерживать до 400 циклов паровой стерилизации, стоек к химическим стерилизационным растворам. Пентапласт нашел пока ограниченное применение для изготовления шприцев, чашек Петри, колб, пипе­ток, но имеет хорошие перспективы для более широкого использо­вания.

Полиэтилентрефталат (лавсан)—сложный эфир трефталевой кислоты и этиленгликоля. Теплостойкий полимер, по прочности превосходящий многие полимеры (предел прочности около 1700 кгс/см²). Ареактивен по отношению к тканям организ­ма. Применяется в качестве шовного материала.

Поликарбонат (дифлон)—сложный полиэфир угольной кислоты. Стоек в воде, кислотах и щелочах. Изделия из него можно многократно (до 100 раз) стерилизовать паром. Прозрачен и прочен. Применяется для изготовления изделий высокой точно­сти (шприцы, мерные цилиндры и др.).

Полиуретан—продукт взаимодействия диизоцианатов с многоатомными спиртами. Устойчив к действию кислот и щелочей, не темнеет при нагревании. Изделия, полученные из этого продук­та литьем под давлением, отличаются высокой механической проч­ностью, хорошо выдерживают дезинфекцию кипячением.

Фторопласты по праву могут быть названы благородными пластиками, так как по устойчивости к действию агрессивных сред они превосходят даже благородные металлы—золото и платину. Фторопласты являются также самыми тяжелыми пластиками — представляют собой полимеры производных этилена, в которых атомы водорода заменены фтором. В практике производства медицинских изделий нашел применение фторопласт-4, который ис­пользуют для протезирования клапанов сердца и деталей слухо­вого аппарата. Из него изготовляют ряд ответственных деталей медицинской аппаратуры. Он может подвергаться стерилизации при 190—200 °С и выдерживает такого же порядка низкие темпе­ратуры. Изделия из фторопласта изготовляют механической обра­боткой.

Термореактивные пластмассы. Из термореактивных пластмасс в изготовлении изделий медицинской техники нашли применение фенопласты и аминопласты. Термореактивные пластмассы допуска­ют только влажную обработку.

Фенопласты изготовляют на основе фенольно- и креозольно-формальдегидных смол. Изделия из этих смол обладают сравни­тельно высокой теплостойкостью и водостойкостью, высокой меха­нической прочностью, хорошими изолирующими свойствами, стой­ки к растворам кислот и щелочей. Из фенопластов изготовляют штепсели, розетки, патроны, выключатели, детали электромеди­цинских аппаратов, корпуса тонометров и сфигмоманометров, раз­личные ручки, маховички и другие детали.

Аминопласты изготовляют из мочевиноформальдегидных смол и целлюлозы (наполнитель), красителей и фосфата цинка. Из этих пластиков путем прессования получают детали, имеющие яркую окраску различных цветов. Эти пластики используют при изготовлении деталей аппаратуры и приборов (цветные кнопки в электрокардиографах, выключатели, переключатели и т. д.).

Некоторое применение в медицинских изделиях находят пласти­ки на основе эфиров целлюлозы, в частности целлулоид, ко­торый применяют для изготовления очковых оправ.

ПЕРЕРАБОТКА ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ВЫРАБОТКА ИЗ НИХ ИЗДЕЛИЙ

Методы переработки полимерных материалов основаны на спо­собности их при сравнительно невысокой температуре принимать вязкотекучее состояние. Для переработки в изделия исходный ма­териал применяют в виде готовых композиций: пресс-порошков на основе термореактивных смол, таблеток и гранул из термопла­стичных материалов. Основными методами переработки служат прессование (формование), литье под давлением, экструзия, т. е. выдавливание через калиброванные отверстия (стержни, трубки или щель) (табл. 5).

Прессование служит обычным способом переработки термо­реактивных пластмасс. Оно заключается в том, что пластмассу в виде порошка или таблеток загружают в пресс-форму, которую устанавливают под пресс и подвергают воздействию тепла и дав­ления. При этом пластмасса размягчается, растекается и заполня­ет внутреннюю полость пресс-формы, принимая конфигурацию этой полости. Деталь, получаемая с помощью прессования, прак­тически не требует дальнейшей обработки, за исключением сня­тия небольшого грата, т. е. материала, протекшего в зазор между половинками пресс-формы. Эта операция выполняется механиче­ской обработкой.

Переработку термопластичных материалов осуществляют чаще всего литьем под давлением на специальных машинах, которые ча­сто называют шприц-машинами вследствие того, что расплавлен­ный материал под давлением в несколько сотен атмосфер (до 1000) впрыскивается через специальную форсунку (мундштук) при помощи поршня в полость пресс-формы. Процесс изготовления из­делия на шприц-машине длится всего несколько секунд, поэтому метод литья под давлением очень производителен. Детали, полу­ченные этим способом, имеют точные размеры. Таким методом из­готовляют пластмассовые шприцы, контейнеры для них, пласт­массовые пробки и множество деталей аппаратов и приборов.

Некоторые пластмассы можно склеивать и сваривать. Сварку осуществляют обычно с помощью специальных нагревателей, че­рез которые подается горячий воздух или газ. Склеивание произ­водят при помощи клейких полимерных материалов. Широко при­меняют эпоксидные клеи холодного и горячего отвердения.

Изготовление резиновых изделий. Особенность производства из­делий из эластомеров — необходимость вулканизации после фор­мования изделия. Иногда процессы формования и вулканизации осуществляют в одном агрегате.

Формование изделий из резиновой смеси производят, после ее пластификации. Методы формования не имеют существенных отли­чий от методов формования изделий из пластмасс. Применяют в основном три способа: прессования, экструзию и литье под дав­лением.

Процесс прессования резиновых изделий проходит в вулканизацпонных гидравлических прессах под давлением 100— 300 атм и при температуре 140—160 °С, так как по заполнении формы смесью одновременно с прессованием происходит разогрев изделия до температуры вулканизации и в результате через не­сколько минут получают отформованное изделие, которое после охлаждения и обрезки облоя окончательно готово. Таким мето­дом изготовляют сравнительно сложные изделия типа медицин­ских грелок. Процесс осуществляется полуавтоматически, рабочий-оператор обслуживает несколько прессов.

Экструзию применяют для получения резиновых трубок и трубчатых изделий. В этом случае смесь при помощи шнека про­давливается через кольцеобразное отверстие. После выдавливания трубки вулканизируют в специальных котлах в среде насыщен­ного водяного пара, перегретого пара, горячего воздуха или воды.

Прессование методом литья под давлением осуществ­ляют по схеме, аналогичной схеме литья под давлением металли­ческих изделий (см. табл. 3).

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА ОТ НЕЕ

Коррозии подвергаются не только металлы, но и материалы ор­ганического и синтетического происхождения. В этом случае го­ворят о микробиологической коррозии, или биокоррозии, разрушающей многие виды промышленных изделий в результате воздействия микроорганизмов. Наболее интенсивно воздействие микро­организмов в условиях тропического климата, т. е. повышенной температуры и влажности. Однако в ряде районов нашей страны (Черноморское побережье Кавказа, Прибалтика) климатические факторы способствуют развитию микробиологической коррозии таких материалов, как дерево, ткани, кожа, картон, бумага и др., хотя и не в такой степени, как в тропиках. Подсчитано, что из общих потерь от коррозии в мировом масштабе на долю биокор­розии приходится 15—20%. Реальные потери, вероятно, значи­тельно больше.

Главное действующее начало микробиологической коррозии — плесневые грибы, а для некоторых материалов и бактерии. Основ­ной фактор жизнедеятельности плесневых грибов — наличие во­ды. Пониженная температура сдерживает их развитие, однако при наличии воды некоторые виды грибов хорошо растут даже при температуре, близкой к 0°С. Споры плесневых грибов распростра­нены в атмосфере, но особенно много их в поверхностных слоях почвы. Плесень сравнительно легко приспосабливается к различ­ным физическим и химическим условиям среды.

Источником питания плесени служат материалы, содержащие углерод и азот, но известны плесени, ассимилирующие фенол и каучук. Оптимальная температура для развития всех видов пле­сени находится в пределах 26—30 °С. При повышении или пони­жении температуры их развитие, замедляется. Споровые формы плесневых грибов выносят температуру 100 °С и выше.

Под воздействием плесени материалы органического происхож­дения разрушаются, а продукты их распада могут вызывать хими­ческую коррозию и металлов. Это особенно опасно для электро­технических изделий (провода с хлопчатобумажной или шелковой оплеткой). В результате микробиологической коррозии резко сни­жается электрическая прочность изоляции и могут возникнуть пробои и короткие замыкания. Известны случаи, когда в резуль­тате микробиологической коррозии полностью нарушалось функ­ционирование механических приборов, например зеркального галь­ванометра.

Меры защиты от биокоррозии. Наилучшей защитой при хране­нии и эксплуатации изделий служит создание условий, препятст­вующих развитию плесени. Условия эксплуатации изделий меди­цинской техники малоблагоприятны для возникновения плесени, так как изделия во время эксплуатации неоднократно стерили­зуют или подвергают влажной санитарной обработке. В связи с этим благоприятные условия для развития плесени могут появ­ляться главным образом при хранении изделий в складских помещениях. Однако при нормальной температуре хранения и при ульт­рафиолетовом облучении изделие будет надежно защищено от плесени.

Особенно важно проветривать складские помещения. Если изде­лия влажны, то поток воздуха, даже имеющего большую относи­тельную влажность по сравнению с воздухом помещения, служит защитным фактором. Поток воздуха препятствует оседанию спор на поверхности предметов. Исходя из этого, в условиях хранения, которые записаны в ТУ на изделия медицинской техники, не предусматривается, как правило, специальных мер борьбы с биокоррозией, кроме хранения в сухих, отапливаемых помещениях. В большинстве районов СССР соблюдение указанных выше усло­вий надежно предохраняет изделия от плесневения.

Г л а в а IV

ПЕРЕВЯЗОЧНЫЕ И ШОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Основное назначение перевязочных средств — защита ран от вторичной инфекции и осушение ее, т. е. создание необходимых условий для скорейшего заживления. Шовные материалы предна­значены для стягивания (сближения) краев раны, что также спо­собствует ускорению процесса заживления. Швы накладывают для того, чтобы зашить культю резецированного органа или части его (ушивание), наложить анастомоз (сшивание). Для наложения швов применяют различные шовные материалы, а сам процесс осуществляют с помощью специальных инструментов и аппара­тов.

ПЕРЕВЯЗОЧНЫЕ СРЕДСТВА

Перевязочные средства изготовляют из материалов органичес­кого происхождения — хлопка, бумажной и хлопковискозной пря­жи, древесины. Из волокон хлопка делают вату, марлю и марле­вые бинты, из древесины — алигнин, вискозу. Основные перевязоч­ные материалы и изделия из них являются продукцией массового выпуска и требования к ним определены ГОСТами.

Вата. Медицинская вата бывает гигроскопическая и компрессная. Для перевязок применяют медицинскую гигро­скопическую вату, изготовляемую из лучших сортов хлопка с при­месью вискозы, надлежащим образом обезжиренную, подбеленную и промытую до получения нейтральной реакции. Компрессная ва­та кремового цвета, плохо впитывает воду и применяется для со­гревающих компрессов и при наложении шин. Она расфасована в пакеты по 50, 100, 250 и 500 г и упакована в тюки по 50 кг.

Показатели качества медицинской гигроскопической ваты опре­делены ГОСТ 5556—75. Вата должна быть хорошо прочесана, об­ладать высокой поглотительной способностью и капиллярностью, т. е. хорошо впитывать воду и вытягивать влагу из раны в верх­ние слои повязки, подобно микронасосу.

Поглотительную способность, или степень водопоглощения ваты, определяют путем взвешивания сухой ваты и той же ваты после нахождения ее в течение 10 мин в воде. Отношение массы мокрой ваты (при поглощении предельного количества во­ды) к массе сухой ваты называют коэффициентом водопоглощения.

Вата стандартного качества имеет коэффициент водопоглощения не менее 19—20, т. е. навеска ваты с впитанной влагой должна быть тяжелее навески сухой ваты в 19—20 раз. Испытание прово­дят 3 раза и среднее из трех измерений принимают за истинный коэффициент водопоглощения используемой ваты.

Капиллярность определяют по тому, на какую высоту под­нимается жидкость (раствор эозина 1 : 1000) в стеклянной трубке с помещенной в нее ватой. Внутренний диаметр трубки равен 7 мм. Навеску ваты (0,5 г) помещают в трубку от 0 до деления 85 мм. Для надежности испытание производят в 10 трубках и бе­рут среднее из 10 показаний. Капиллярность ваты высокого каче­ства находится в пределах 66—77 мм. При испытании длитель­ностью 10 мин необходимо следить, чтобы нижний конец ватного столбика не погружался в воду, а лишь прикасался к ее поверх­ности.

Гигроскопическая вата должна быть химически ней т-, р а льна, чтобы не оказывать воздействия на ткани организма. Нейтральность ваты проверяют лакмусовой бумагой. Предвари­тельно навеску ваты (20 г) кипятят в течение 15 мин в 200 мл дистиллированной воды, после чего воду отжимают и лакмусовой бумагой определяют реакцию. Можно определить рН воды с по­мощью рН-метра, рН вытяжек должен быть в пределах 7,0—7,5.

Стандарт регламентирует также влажность ваты, контроли­руемую электровлагомером.

В соответствии со стандартом вату изготовляют трех типов:

I) медицинская глазная—из хлопка 1-го сорта; 2) хирургичес­кая — из чистого хлопка не ниже 3-го сорта и с вискозно-штапельным волокном (до 30%); 3) гигиеническая бытовая—из хлопка не ниже 5-го сорта. В табл. 6 приведены показатели качества ваты.

Вату выпускают в кипах по 20, 30, 40, 50 кг и в расфасовках (рулонах) по 25, 100 и 250 г. Вату в рулонах изготовляют сте­рильной и нестерильной (в пергаментной бумаге) для непосредст­венного употребления. На упаковке указывают вид и массу ваты, стерильность, способ вскрытия, номер стандарта, наименова­ние предприятия-изготовителя и его товарный знак.

Алигнин. Алигнин медицинский выпускают в виде тонкой крепированной (имеющей морщинистую поверхность) бумаги. Пред­ставляет собой сложное органическое вещество, входящее в со­став древесины и сообщающее растительным клеткам прочность. Алигнин отделяется от древесины химическим путем при произ­водстве целлюлозы.

Алигнин вырабатывается двух марок: А—для перевязочного материала, Б — для упаковки лекарственных препаратов и меди­цинских инструментов. Выпускают в виде многослойных листов шириной 600—700 мм и длиной от 600 до 2600 мм, укладываемых в пачки по 5 кг, в которых алигнин прессуется и упаковывается в оберточную бумагу. Каждую пачку перевязывают шпагатом. Мас­са 1 м² крепированного листа алигнина 37 г.

Алигнин марки А имеет достаточно высокие показатели капил­лярности (85 мм за 30 мин) и водопоглощения (12 г на 1 г алиг­нина). В состоянии поставки влажность алигнина не более 6%. Алигнин дешевле ваты и находит широкое применение в медици­не. Его недостатки: старение при длительном хранении, деструк­ция (превращение в порошок) и расползание при увлажнении. Алигнин недостаточно эластичен, поэтому применяется при пере­вязках в сочетании с ватой.

Марля. Марля медицинская — редкая сеткообразная ткань. Выпускается двух сортов: отбеленная гигроскопическая и суровая. Каждый из этих сортов бывает двух видов—чисто хлопчатобу­мажная и с примесью вискозного штапельного полотна (хлопок пополам с вискозой или 70% хлопка и 30% вискозы). Отличие со­стоит в том, что хлопчатобумажная марля смачивается в течение 10 с (тонет в воде), а марля с примесью вискозы смачивается в 6 раз медленнее (в течение 60 с). Ее достоинствами служат повы­шенная влагоемкость, высокая способность к поглощению тканево­го экссудата, лучшая способность всасывания крови. Однако мар­ля с примесью вискозы хуже удерживает лекарственные вещества, чем хлопчатобумажная марля, а многократная стирка снижает всасывающую способность. Прочность хлопчатобумажной марли примерно на 25% выше, чем марли с примесью вискозы. Капил­лярность обеих видов марли высокая и составляет не менее 10— 12 см/ч. В отношении нейтральности к марле предъявляют те же требования, что и к вате. Марлю выпускают с шириной полотна 69—73 см по 50—150 м в куске. Выпускают марлевые отрезы дли­ной 10 м и шириной 90 см по три отрезка в пачке (для нестандарт­ных операционно-перевязочных средств). Марлю, как и вату, ис­пытывают на поглотительную способность (смачиваемость), ка­пиллярность, нейтральность.

Смачиваемость проверяют способом погружаемости. Об­разчик гигроскопической марли (5х5 см), опущенный на поверх­ность воды, без прикосновения к стенкам сосуда должен погру­зиться в воду за 10 с, а суровой—за 60 с.

Капиллярность проверяют путем опускания полоски марли шириной 5 см одним концом в чашку Петри с раствором эози­на. В течение часа раствор должен подняться от уровня жидкости не менее чем на 10 см.

Нейтральность проверяют лакмусовой бумажкой по вод­ной вытяжке. Три кусочка марли по 3 г каждый от трех ее образ­цов кипятят в течение 15 мин в 60 мл дистиллированной воды. По извлечении марли ее охлаждают и проверяют на нейтраль­ность. Если хотят проверить марлю на отсутствие крахмала, то предварительно 10 мл водяной вытяжки отливают в пробирку и добавляют в нее одну каплю 0,05 н. раствора йода. В присутствии крахмала раствор окрашивается в синий цвет.

К специальным видам марли относят марлю кровоостанавлива­ющую и гемостатическую.

Марля кровоостанавливающая — получают путем обработки обычной марли окислами азота. Такая марля обладает кровооста­навливающим действием и в течение месяца рассасывается в ране без остатка. Применяют в виде салфеток (13х13 см).

Марля гемостатическая — содержит кальциевую соль акриловой кислоты. Быстро останавливает кровь (через 2—5 мин), однако не рассасывается. Применяют в виде салфеток, шариков, тампо­нов. Дает экономию перевязочного материала до 15%.

Ватно-марлевые подушечки (ГОСТ 22379—77) предназначены для перевязки ран и ожогов. Выпускают стерильными пять номе­ров, отличающихся размерами: № 1—32х29 см; № 2—25х25 см;

№ 3—17х16 см; № 4—15х15 см и № 5—10х10 см. Подушечки имеют один слой ваты и два слоя марли — по одному с каждой стороны слоя. Слои прошиты нитками. Подушечки складывают вдвое (большие—вчетверо) и упаковывают по 2 штуки (№ 3—5— по 10 штук) в пакеты из пергаментной бумаги. Подушечки № 5 упаковывают, кроме того, в пленочную оболочку из полиэтилена или полиэтиленцеллофана, края которой сваривают. Выпускают стерильными; стерильность сохраняется 5 лет.

Ватно-марлевая лента для изготовления подушечек на месте выпускается нестерильной шириной 29 см и длиной 2 м в пачках цилиндрической формы, упакованных в пергамент. Диаметр упа­ковки 9 см, длина 30 см.

Бинты марлевые изготовляют из марлевой ленты длиной 5, 7 и 10 м и шириной от 3 до 16 см, скатывают валиком. Согласно ГОСТ 1172—75 бинты выпускают: стерильные шириной 5 см и длиной 5, 7 и 10 м, а также шириной 14 и 16 см и длиной 7—10 м соответ­ственно; нестерильные длиной 5 м и шириной 3, 5, 7, 8,5 и 10 см; длиной 7 м и шириной 5, 7, 8,5, 10, 12 и 14 см; длиной 10 м и ши­риной 5, 7, 8,5, 10 и 16 см. Стерильные бинты имеют индивидуаль­ную упаковку — пергаментную или пленочную; нестерильные — индивидуально завертывают в оберточную или пленочную оболоч­ку и в количестве кратном пяти, но не более 30 укладывают в картонные коробки либо в пачки и скрепляют бандеролью.

Бинты, изготовленные из хлопчато-вискозной марли, а не из обычной, обладают лучшими функциональными свойствами. За­живление ран при использовании этих бинтов происходит быстрее. Гарантийный срок хранения бинтов 5 лет с момента изготовления.

Гипсовые неосыпающиеся бинты применяют при гипсовании в травматологии. Гипс на марле закрепляют с помощью метилцеллюлозы; схватывание — 4—5 мин. Повязка более прочная и имеет меньшую массу, чем при обычном гипсовании.

Бинт эластичный медицинский (ГОСТ 16977—71) предназначен для наложения сдавливающих повязок. Вырабатывают из суровой' хлопчатобумажной пряжи. Допускает растяжение не менее 50%.-Выпускают бинт длиной 3 м, шириной 50 и 100 мм. Эти бинты очень прочны (разрывная нагрузка бинта шириной 50 мм не менее 30 кгс). Бинты, обернутые в этикетку, укладывают в картонные коробки по 18 (100 мм) или по 36 кусков (50 мм).

Бинты медицинские трубчатые предназначены для фиксаций медицинских повязок. Представляют собой трикотажный рукав, изготовленный из сурового вискозного полотна. Выпускают двух;

номеров—№ 5 и № 9; номер означает ширину рукава в сантиметрах (допуск ±1 см). Выпускают рулонами в пленочной упаковке по 25 м в рулоне. Кусок бинта (при отрезании бинт не рас­пускается), надевают поверх наложенной повязки и хорошо фик­сируют ее. Растяжимость—не менее 450% для бинта № 5 и 650% —для бинта № 9. Это означает, что бинт № 5 с периметром 100 мм растягивается в кольцо с периметром 450 мм и может фик­сировать повязки на верхних и нижних конечностях. Бинт № 9, кроме того, можно накладывать на голову и ягодицы.

Бинты эластичные трубчатые медицинские предназначены для, тех же целей, что и трикотажные, однако их растяжимость значи­тельно выше—до 800%. Относятся к типу «тэпермат» (трикотаж­ный эластичный перевязочный материал). Изготовляют из эластомерной нити, оплетенной синтетическими волокнами и хлопча­тобумажной пряжей. Имея сетчатую структуру, они не препятству­ют аэрации участка тела, на который их накладывают, и наблюдению за этим участком тела. Бинты изготовляют семи номеров с шириной рукава в свободном состоянии 10, 20, 25, 30, 35, 40 и 75 мм. Масса 1 м² бинта 280 г. Применение трубчатых бинтов эко­номит перевязочный материал и время при наложении повязок. Следует указать, что при стирке эластичных бинтов нельзя пользо­ваться синтетическими средствами. Бинты стирают в мыльной пе­не при температуре не выше 40 °С с последующим прополаскива­нием в теплой воде и отжиманием в полотенце без выкручивания. Для просушивания их раскладывают на горизонтальной плоско­сти.

Пакеты перевязочные предназначены для оказания само- и взаи­мопомощи при ранениях и ожогах. Выпускают четырех типов:

1) индивидуальный — состоит из марлевого бинта (10 см х 7 м), неподвижной и подвижной марлевых подушечек (17,5х32см);

2) обыкновенный — имеет тот же состав, что и индивиду­альный. Разница лишь в упаковке: наружная оболочка индивиду­ального пакета прорезиненная, а обыкновенного — пергаментная.

Пакеты обоих видов снабжены безопасными булавками для за­крепления конца бинта;

3) первой помощи с одной подушечкой—состоит из бинта (10 см х 5 м) и одной подушечки (11х13,5 см);

4) первой помощи с двумя подушечками—имеет подушечки того же размера (11х13,5 см), а марлевый бинт ши­риной 7 см( узкий бинт) или шириной 10 см (широкий бинт). Па­кеты первой помощи имеют оболочку из пленки пластика.

Повязки фиксирующие контурные используют взамен марлевого бинта при наложении на конечности и туловище. Готовые стан­дартные повязки (ГОСТ 22380—77) значительно экономят время персонала и перевязочный материал. Выпускают комплектом, в который входят три повязки для конечностей: большая (80х65х45 см), средняя (65х65х45 см), малая (55х35х25 см) и по­вязка для туловища (30х78х45 см). Упаковывают по 2 комплек­та в пачке. Повязки выпускают нестерильными.

Салфетки марлевые представляют куски марли прямоугольной формы, сложенные вдвое. Края их завернуты внутрь, чтобы нити не попадали в рану. Салфетки изготовляют двух размеров: боль­шие — 70х68 см (стерильные по 5 штук в пачке и нестерильные по 50 штук в пачке); средние — 33х45 см (стерильные по 10 штук в пачке, нестерильные по 100 штук в пачке); малые— 14х16 см (стерильные по 40 штук в пачке, нестерильные по 100 или 200 штук в пачке). Упаковывают салфетки в пергаментную бумагу. На обертке должны быть указаны: стерильность, размер, количе­ство, дата изготовления и наименование предприятия-изготови­теля.

Салфетки из пенопласта предназначены для лечения ожогов, послеоперационных ран, трофических язв и пролежней. Заменяют вату в повязках различного типа. Обладают высокими гигроскопи­ческими свойствами, эффективно поглощая раневое содержимое и не прилипая к ране. Используют также в виде шариков (2х2х1 см).

Марлевые шарики выпускают стерильными (16х14 см) в развертутом виде и в сложенном (7х4 см). Стерильные шарики вы­пускают по 40 штук в пачке, нестерильные по 200 штук.

Стерилизация перевязочных материалов осуществляется в паро­вом стерилизаторе при температуре 120°С, при давлении 1,1 кгс/см² в течение 45 мин. Перевязочные материалы помещают в металли­ческие коробки — биксы и после стерилизации хранят в этих же биксах. Стерильность в биксах с фильтром (см. главу VI) сохра­няется не менее 8—10 дней.

Готовые перевязочные средства стерилизуют на фабриках, где их подвергают проверке на стерильность в бактериологических лабораториях.

Хранение перевязочных материалов осуществляется в деревян­ных ящиках, в сухих проветриваемых помещениях, хорошо защи­щаемых от пыли и грызунов. Допускают хранение нестерильного материала в неотапливаемом помещении. При этом следует стремиться обеспечить стабильную температуру, избегать сырости и образования плесени. Стерильные материалы следует хранить в помещении, в котором температура колеблется не слишком резко, чтобы упаковка не «дышала» при перепадах температуры. Дело в том, что при повышении температуры расширяющийся в пакете воздух частично выходит из него наружу, а при понижении тем­пературы, наоборот, поступает внутрь пакета; с потоком воздуха возможно проникновение микробов.

При хранении стерильного перевязочного материала на складе следует раскладывать его по годам заготовки, так как спустя 5 лет при целости упаковки необходимо выборочно ежегодно про­верять его на стерильность. При нарушении целости или смочен­ной упаковке материал является нестерильным.

ШОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Шовные материалы или материалы для хирургического шва применяют при оперативном вмешательстве для сшивания различ­ных тканей и для остановки кровотечений (перевязка). Редко хи­рургическая операция производится без наложения швов. В ка­честве шовного материала используют шелк, кетгут, бумажные и синтетические нити, металлические скобки, металлическую прово­локу, конский волос, нити из оленьих сухожилий, специальные гвозди и пластинки из металла для соединения костей и др. Такое разнообразие материалов объясняется различиями свойств сши­ваемых тканей и сроков их срастания. Это требует материалов различной механической прочности.

Наиболее часто для швов используют хирургический шелк- и кетгут, служащие основным шовным материалом в хирургической практике. Остальные материалы, перечисленные выше, применяют лишь в особых случаях. Шовный материал должен быть прочным, одинакового диаметра по всей длине, способен завязываться в уз­лы, иметь гладкую поверхность, обладать достаточной плотностью (малой капиллярностью) и быть стойким к одному из видов сте­рилизации.

Шовный материал принято делить на две основные группы: рас­сасывающийся и нерассасывающийся. К рассасывающимся мате­риалам относят кетгут, все остальные материалы не рассасыва­ются.

Кетгут (от лат. сatgut – кошачья кишка) широко применяют для сшивания внутренних органов и тканей, что объясняется его способностью рассасываться в ор­ганизме через 2—4 недели в зависимости от толщины нити. Кет­гут готовят из кишок мелкого (в основном овец) и крупного рога­того скота (неокетгут). Для его изготовления используют подслизистый и частично мышечный слой кишечной стенки. Техно­логический процесс изготовления кетгута заключается в удалении ненужных слоев кишки и образовании упругих полос, а из них ни­тей различного диаметра. Нити бледно-желтого цвета, достаточно прочные, эластичные, свободно завязываются в узлы. Влажность нитей около 20%, содержание жира—до 2%. Неокетгут менее прочен, чем кетгут, но более дешевый.

Кетгут выпускают в бумажных пакетах (сухой кетгут) несте­рильный и стерильный (в ампулах). Длина нити от 1,5 до 2,5 м, толщина от 0,2 до 0,75 мм. Разрывное усилие от 1,4 до 11,5 кгс. Выпускают следующие номера кетгута: № 00, № 0, № 1, № 2, № 3, № 4, № 5, № 6, № 7 и № 8. Чем меньше номер, тем тоньше нить. Кетгут № 1 имеет разрывное усилие не менее 2,2 кгс, а кет­гут № 4—7,2 кгс. В пакетах из пергаментной бумаги содержится 5—10 нитей кетгута в зависимости от их размера. В каждой ампу­ле укладывается лишь одна нить кетгута. Помимо обычного кет­гута, в ампулах выпускают кетгут хромированный; имеющий бо­лее длительные сроки рассасывания.

В процессе заводского изготовления кетгута применяют ряд мер, чтобы предупредить его инфицирование. С этой целью весь заводской процесс стремятся вести асептично, а изготовленный кетгут обезжиривают и стерилизуют химическими средствами, так как кипячения кетгут не выдерживает. Все же этот кетгут может содержать патогенную микрофлору, поэтому его стерили­зации уделяют много внимания. Предложено множество способов стерилизации кетгута. Чаще всего для этой цели применяют йод (раствор Люголя), в котором кетгут выдерживают не менее вось­ми суток после предварительного обезжиривания в эфире в тече­ние 24 ч.

Кетгут в мотках подвергают дополнительной стерилизации в хирургическом учреждении, а кетгут в ампулах годен к немедлен­ному употреблению. В ампулах он находится в растворе 70% спирта с глицерином, а после обработки йодом сохраняется сухим и перед употреблением его для повышения эластичности на корот­кое время погружают в спирт. Следует учитывать, что при дли­тельном хранении нить кетгута постепенно теряет прочность и ху­же завязывается в узлы. Поэтому перед употреблением его проверяют на прочность и на стерильность (в бактериологической лаборатории). Хранить кетгут в мотках следует при ровной тем­пературе, лучше при 15 °С и обычной влажности в сухом, провет­риваемом помещении, защищенном от пыли, моли и грызунов.

Шелк хирургический обладает высокой прочностью и стой­костью, вследствие чего является наиболее часто употребляемым шовным материалом. Нити хирургического крученого шелка изго­товляют по ГОСТ 396—76 из натурального шелка-сырца, хорошо отбеленного, отваренного и промытого с содержанием жира и мы­ла в хирургических нитях не более 1,7% и нормированной влаж­ностью—9%.

Выпускают шелк в виде длинных тонких крученых нитей девя­ти условных номеров от 000 до 8 (диаметр нити соответственно в среднем от 0,13 до 0,73 мм).

Регламентированные стандартом механические свойства нитей приведены в табл. 7.

Шелк выпускают в мотках с длиной нити 50 м (для номеров 000—3) и 20 м (для номеров 4, 6 и 8) или в бестарных бобинах массой 200—400 г (длина нити от 1000 м для № 000 до 50 м для № 8). Бестарные бобины удобны в эксплуатации: нить легко из­влекается до конца, причем наружные слои не сползают и не спу­тываются. Поскольку шелковые нити выпускают нестерильными, бестарная бобина удобна в стерилизации.

Нити льняные служат хорошим заменителем шелка. Они пре­восходят шелковые по стойкости при обеззараживании путем ки­пячения, легко вяжутся в узлы, достаточно прочны и дают надеж­ный шов, поэтому хирурги охотно ими пользуются. Аппретирован­ные (пропитанные крахмалом нити) непригодны в качестве шов­ного материала, так как крахмал может служить питательной

средой для микробов.

Нити из капрона и лавсана все шире применяют в последние годы в хирургии. Нити из этих материалов в виде плетеного шну­ра обладают высокой прочностью, устойчивы к стерилизации па­ром, прекрасно переносятся тканями организма, поэтому такие нити вытесняют шелковые. Наиболее тонкие нити от № 0000 (или 4/0) до № 3 выпускают из капрона. По внешнему виду они мало отличаются от шелковых. Лавсановую нить выпускают от № 3/0 до № 3. Она окрашена в зеленый цвет, вследствие чего хорошо контрастирует в ране. Нити выпускают в мотках длиной 45 м (от № 4/0 до № 3) и длиной 9 м от № 4 и выше.

Волос конский применяют в качестве шовного материала в пла­стической хирургии, в частности при операциях на лице, так как рубцы при таком шве получаются малозаметными. Однако цент­рализованные заготовки конского волоса не осуществляют и он выходит из употребления.

Проволока применяется для сшивания кости (при переломах нижней челюсти, подколенника) и в других случаях, когда к шовному материалу предъявляют особенно высокие требования в от­ношении прочности и стойкости.

Для этих целей выпускают проволоку лигатурную из хромоникелевой нержавеющей стали 12Х18Н9Т диаметром 0,4 и 0,6 мм в бухтах по 50 мм. Диаметр бухты 50 и 70 мм соответственно.

Эта проволока значительно превосходит по химической стойко­сти бронзоалюминиевую проволоку (90% меди и 10% алюминия), которая выпускается для стоматологии и отличается большей пла­стичностью. Стерилизация проволоки воздушная при температуре 160 °С. Шов из проволоки снимают после сращения костей.

ХИРУРГИЧЕСКИЕ ИГЛЫ

Хирургический шов накладывают с помощью хирургической иг­лы. Швы с помощью иглы с нитью или кетгутом накладывают не только кожные, но и на различные ткани внутренних органов, во время операций на глазном яблоке и при других специальных хи­рургических вмешательствах, а также на вскрытиях. В связи с этим номенклатура хирургических игл довольно обширна и насчи­тывает более 100 типоразмеров.

Иглы различают по форме — степени изгиба и выпускают от прямой до сильноизогнутой (0,6 длины окружности), по размеру длины иглы (развернутой в линию), по форме сечения—круглые (колющие) и трехгранные (колюще-режущие) и, наконец, по форме ушка иглы — с разрезным и неразрезным ушком (рис. 6,А).

Обозначение игл отражает все их основные признаки и раз­меры. На рис. 6 в изометрии в увеличенном масштабе изображе­на трехгранная игла с резрезным ушком с условным обозначением ЗБ1—0,4х18. Первая цифра характеризует форму (в данном слу­чае изгиб по 0,4 окружности), буква—сечение и вторая цифра— форму ушка. Далее через тире даются размеры: диаметр исходной проволоки в миллиметрах (в дан­ном случае 0,4 мм) и разверну­тая длина (в данном случае 18 мм). Наименьшие размеры имеют иглы для глазного и сосудистого шва, наибольшие—для сшивания мышц и апоневроза. Минимальные размеры имеют иглы 4В2—0,25х8, а максималь­ные—4В1—2,0х90.

Иглы изготовляют из игольной проволоки инструментальной ста­ли У7А или У8А, их рабочей части путем холодной штампов­ки и последующей заточки придают заостренную форму. Игла проходит закалку, она должна быть острой и легко прокалывать замшу толщиной 0,4—0,7 мм. Иглы покрывают тонким слоем хрома (1 мкм), что предохраняет их от коррозии. Разрезное ушко представляет значительные удоб­ства, так как позволяет быстро заправлять нить, не тратя време­ни на попадание нити в игольное ушко. При заправке нить поме­щают в выемку в середине ушка и при нажиме она разводит стен­ки ушка и проходит в него. При этом основной материал не дол­жен рваться и надрезаться. Проверку осуществляют путем прове­дения в ушко хирургического шелка в соответствии с табл. 8.

Шовный материал после испы­тания проверяют визуально. Иг­лы рекомендуют стерилизовать суховоздушным методом при тем­пературе 180 °С в течение 45 мин. Иглы упаковывают по 10 штук в полиэтиленовые пакеты, которые укладывают по 30 штук в картон­ные коробки.

Иглы хирургические атравма­тические. При сшивании хирурги­ческими иглами через сшивае­мые ткани протягивают двойную нить, хотя шов накладывают в одну нить. Это травмирует ткани. При операциях, когда такие травмы недопустимы (на сосудах, нервах, сердце), шов наклады­вают с помощью атравматических игл, у которых конец нити за­делан в иглу или трубка плетеной нити, как чулок, одевается на заготовку иглы и -приклеивается. Диаметр иглы в этом случае не­сколько превышает диаметр нити. Эти иглы одноразового пользо­вания. Ассортимент атравматических игл, выпускаемых промыш­ленностью, достаточно широк. Атравматические иглы выпускают с нитью из плетеного капронового или лавсанового шнура. На рис. 6, Б представлены товарные формы атравматических игл. Их выпускают одинарными и парными с длиной нити 450 и 750 мм. Сами иглы изготовлены из игольной стальной проволоки (сталь У7А или У8А) и покрыты никелем. Иглы выпускают и из нержаве­ющей проволоки специального состава без покрытия, электропо­лированными. Длину игл от 8 до 9 мм для изогнутых игл счита­ют по выпрямленной (развернутой) длине.

При заказе необходимо знать шифр иглы, тем более, что атрав­матические иглы выпускает не один завод, шифруя их по-своему.

Один из заводов к шифру хирургической иглы добавляет через дефис индекс нити (Л — лавсан) и ее номер (от 3/0—000 до № 3), исключая из шифра индекс формы ушка. Так, шифр иглы круглой формы, изогнутой на 4/8 окружности, диаметром 0,9 мм и длиной 50 ..мм с нитью из лавсанового плетеного шнура № 3 выглядит так: 4В—0,9х50-ЛЗ. Иглы этот завод выпускает одинарные с дли­ной нити 700 мм. В номенклатуру игл, выпускаемых этим заво­дом, входят иглы шестигранные, обозначаемые буквой Т: ЗТ-0,45х12-Л2/0 и ЗТ—0,5х12-Л2/0), а также иглы прямоугольные (анатомические)—ЗК—0,35х10-Л3/0; 51 типоразмер игл выпус­кают трехгранными и 49 — круглыми.

Второй завод выпускает одинарные иглы только круглыми и шифрует их тремя буквами: АКП — игла круглая прямая. Далее через дефис проставлены: длина иглы, материал нити (капрон — кп, лавсан плетеный—лп) и ее номер (от № 0000 до № 5). Так, АКП-25лпЗ — означает: игла атравматическая, круглая, прямая, длиной 25 мм с нитью из лавсана № 3.

Парные иглы выпускают круглыми (К), трехгранными (Т) и плющенными (П) и обозначают четырьмя буквами. Например, АПКП означает: игла атравматическая, парная, круглая, прямая; АПКИ — игла атравматическая, парная, круглая, изогнутая. Вы­пускают также парные трехгранные изогнутые иглы (АПТИ) и плющенные (АППИ). Так, АППИ-8лпОО означает: игла атравма­тическая, плющенная, парная, изогнутая, длиной 8 мм с лавсано­вой нитью № 00.

Атравматические иглы выпускают стерильными и нестерильны­ми. Стерилизация игл, уже упакованных в двойные полиэтилено­вые пакеты, осуществляется радиационным методом. У нестериль­ных игл нить с иглой наматывают на пластинку из целлулоида, конец заводят в прорезь на пластинке. Игла смазана смесью ме­дицинского вазелина и вазелинового масла. Иглы уложены в па­кеты из пергамента по 20 или по 40 штук, пакеты укладывают в картонную коробку.

Для укладывания и хранения игл выпускают игольник— небольшую плоскую металлическую коробку с крышкой, которую изготавливают из латуни с никелевым покрытием или из нержа­веющей стали. Габариты 80Х35Х12 мм.

Иглы лигатурные. Общехирургические (рис. 7, А) предназначе­ны для подведения лигатуры (нитей) под сосуды, которые нужда­ются в перевязке. Для этой цели выпускают правые (а) и левые тупые иглы трех номеров в зависимости от размеров рабочей ча­сти (г и табличка на рисунке). Рабочая часть иглы (б) по конст­рукции подобна ушку хирургической иглы с отверстием для лига­туры. Если при подведении лигатуры требуется прокол, например брыжейки, то применяют острые иглы (в), которые выпускают двух номеров, по размерам близким к № 2 и № 3 тупой иглы.

Выпускают иглы лигатурные тупые для соединения отломков костей проволокой (рис. 7, В) трех номеров с радиусом изгиба рабочей части 14, 17 и 20 мм.

В офтальмологии применяют тупые иглы для слезного канала (рис. 7, Б), шириной всего 1 мм.

Выпускают острые лигатурные иглы для сшивания небных ду­жек № 1 (Куликовского) и № 2 с двойным изгибом.

Иглы изготовляют из нержавеющей стали 30Х13; они должны быть хорошо отполированы.

Вилки лигатурные представляют собой инструмент, предназна­ченный для спускания узла лигатуры при перевязке сосудов в труднодоступных местах и глубоких полостях. Узел, в этом случае, предварительно завязывают вокруг бранш кровоостанавлива­ющего зажима, наложенного на сосуд, и затем вилкой спускают в глубину раны и затягивают с ее помощью на сосуде. На рис. 8 приведены выпускаемые для этих целей вилки и зонды-вилки, как они иногда именуются. Вилки наборами не выпускают, они по­ставляются поштучно. Зонд-вилка Богуша применяется для под­ведения шелковых и кетгутовых нитей при легочных операциях. Ее рабочая часть выполнена в виде сферической пуговки, в которой имеется отверстие шириной 1 мм и длиной 2,5 мм. Отверстие диа­метром 1 мм имеется в игле-вилке нейрохирургической.

Инструменты изготовляют преимущественно из нержавеющей хромоникелевой стали 12Х18Н9 или хромистой стали 20Х13. Ос­новное требование к вилкам — гладкая, чистая поверхность.

Клипсы и скобки для сшивания и перевязки (табл. 9). Для пе­ревязки сосудов мозга применяют серебрянные клипсы. Для на­ложения клипс выпускают специальный набор инструментов, в который входят три вида щипцов: прямые и изогнутые горизон­тально и вертикально, а также магазин, на который предваритель­но перед операцией укладывают клипсы.

Для наложения кожных швов применяют скобки Мишеля, ко­торые снимают по срастании раны. Для перевязки пуповины можно применять специальные скобки для наложения на пупо­вину.

СШИВАЮЩИЕ ХИРУРГИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ

В настоящее время для наложения швов, для сшивания орга­нов и тканей широкое распространение получили сшивающие ап­параты. Шов накладывают с помощью металлических скобок, из­готовленных из тантала или специального сплава. На рис. 9, А по­казана принципиальная схема наложения шва. Аппарат состоит из двух половин. Скобку П-образной формы (4) «заряжают» в паз сшивающего аппарата, сделанный в одной из его половин (1). В другой половине аппарата (2) имеются лунки, направляющие загиб скобки в нужную сторону. Ткани, подлежащие сшиванию (5), помещают между двумя половинами (а). При движении тол­кателя (3) вдоль паза скобка пронизывает ткани, а ее концы, скользя вдоль лунок, загибаются в виде буквы В (б). Таким об­разом, с помощью одной скобки делают один стежок. В некоторых аппаратах, например в аппарате для ушивания культи желудка (рис. 9,5), сшивание осуществляют именно таким образом— стежок за стежком путем нажатия на педальку двуплечего ры­чага с толкателем и перемещением его вдоль шва на следующий шаг, для выталкивания следующей скобки. Однако большинство аппаратов устроено таким образом, что сшивание осуществляется всеми скобками сразу (одномоментно). В аппаратах для ушивания ткани легкого (рис. 9, Г) одновременно накладывают два шва или делают двухрядный шов для гемостаза. Промышленность выпу­скает более 20 наименований сшивающих аппаратов, в том числе для сшивания кровеносных сосудов (рис. 9, Б) различного разме­ра, нервов, тканей и корня легкого, для ушивания культи бронха, .мочевого пузыря, для наложения желудочно-кишечных анастомо­зов, для сшивания грудины и ребер.

В настоящее время появляются сшивающие аппараты нового поколения, отличающиеся наличием игольчатых зажимов, присте­гивающих аппарат к тканям.