6 Fatores-Chave Limitando Tubos Plásticos em Dispositivos Médicos Modernos

Os Mitos do Plástico vs. Tubos Metálicos para Dispositivos Médicos

À medida que a tecnologia médica avança e novos procedimentos minimamente invasivos são desenvolvidos, designers de dispositivos médicos devem criar produtos de tubos médicos que sejam:

• Cada vez menores em diâmetro
• Mais sofisticados e ainda custo-efetivos

Embora tubos médicos metálicos tenham sido um pilar da indústria de dispositivos médicos por muitos anos (e por boas razões), o uso de tubos médicos plásticos está crescendo. Literalmente milhares de compostos de resina foram desenvolvidos para produzir características físicas específicas, como resistência, flexibilidade, empurrabilidade e lubrificidade — expandindo as opções de design para tubos em novos dispositivos médicos.

Por exemplo, tubos plásticos finos são usados em cateteres para uma ampla gama de aplicações cardiovasculares, urológicas, gastrointestinais, neurovasculares e oftálmicas. Tubos médicos plásticos em níveis variados de rigidez (dependendo da aplicação) são comumente usados para drenagem, administração de fluidos ou gases, acesso por instrumentos cirúrgicos e outras tarefas.

No entanto, embora o plástico seja percebido como flexível (se não literalmente) e barato para uso em muitas aplicações de tubos médicos, há uma série de mitos sobre o plástico e razões pelas quais ele pode não ser uma escolha melhor que tubos médicos metálicos.

Vamos dar uma olhada em seis dos mitos sobre tubos médicos plásticos.

Mito 1: Tubos médicos plásticos são biocompatíveis e não tóxicos.

Bem... às vezes. Considere o polímero de cloreto de polivinila (PVC), que tem longa história em tubos médicos e na indústria de dispositivos médicos devido à versatilidade e custo do PVC.

A FDA e outras organizações de saúde identificaram riscos associados ao di-2-etilhexil ftalato (DEHP), um plastificante (amaciador) comum frequentemente adicionado ao PVC. Como o PVC é duro e frágil à temperatura ambiente, o DEHP é adicionado para aumentar a flexibilidade do PVC para usos como tubos médicos.

O problema é que o DEHP pode lixiviar para soluções que entram em contato com o tubo plástico, em aplicações como:

• IVs e infusão de sangue
• Alimentação nutricional
• Diálise peritoneal
• Bypass cardiopulmonar (CPB)
• Oxigenação por membrana extracorpórea (ECMO)
• Hemodiálise.

Todos estamos expostos a pequenos níveis de DEHP na vida cotidiana. No entanto, indivíduos que entram em contato mais frequente — como pacientes cronicamente doentes expostos através de múltiplos procedimentos médicos — podem estar sujeitos a vários efeitos adversos, como disrupção endócrina, toxicidade hepática e outros problemas.

Embora existam alternativas ao DEHP, seu uso em PVC médico ainda é comum. Fabricantes de tubos médicos podem mover-se para plásticos alternativos sem DEHP, mas esses materiais são tipicamente mais caros que PVC.

Então, embora muitos plásticos possam ser biocompatíveis e não tóxicos, temos que nos perguntar: À medida que novos plásticos são desenvolvidos e outros são usados a longo prazo, quais riscos ainda desconhecidos serão descobertos?

Mito 2: Tubos médicos plásticos descartáveis são o caminho a seguir.

É verdade que plásticos são práticos para aplicações de tubos médicos de uso único, como cateteres feitos de PVC ou silicone e projetados para serem usados uma vez e jogados fora. O uso de dispositivos descartáveis também pode ajudar a conter a propagação de infecção, que é tanto uma preocupação de segurança quanto um problema de custo para hospitais, centros cirúrgicos e outros provedores de saúde.

No entanto, segundo o Healthcare Plastics Recycling Council, instalações de saúde dos EUA geram cerca de 14.000 toneladas de resíduos por dia — e cerca de 20% a 25% desse resíduo pode ser atribuído a embalagens plásticas e produtos plásticos.

Portanto, é vital também considerar o custo de adicionar ainda mais "descartabilidade" à mistura, na forma de tubos médicos e outros dispositivos feitos de plástico.

Além do custo e impacto de descartar toneladas de material todo ano, a pegada ambiental também se estende ao processo de fabricação. Por exemplo, para cada libra de produto feita nos EUA, 32 libras de resíduo são criadas durante a fabricação.

Além disso, o transporte de todos os produtos que um hospital compra adiciona à pegada de carbono do plástico. (Você pode ler mais sobre sustentabilidade hospitalar aqui.)

Claramente, a quantidade de tubos médicos e outros resíduos plásticos gerados por instalações de saúde é uma preocupação ambiental e de sustentabilidade. Incineração de plásticos adiciona poluentes ao ar; mesmo quando plásticos são descartados adequadamente, eles permanecem no ambiente por muito tempo.

Então, quão sábio é adicionar mais plástico — um material especificamente projetado para NÃO se decompor — na forma de tubos médicos descartáveis?

Mito 3: Tubos médicos plásticos podem ser reutilizados tão facilmente quanto tubos médicos metálicos.

Algumas pessoas podem contrapor preocupações de descarte com a proposta de que tubos médicos plásticos podem, como tubos metálicos, ser reesterilizados e reutilizados. Mas tenha em mente que quando tubos médicos são reutilizados, o material deve ser capaz de manter suas características desejadas — como sua rigidez, resistência, compatibilidade ou resistência biológica ou química — sob exposição repetida a desinfetantes, esterilização e processos de limpeza rotineiros.

Dependendo das características específicas do material, tubos médicos metálicos podem ser reesterilizados usando vários métodos, incluindo:

• Autoclavação
• Calor seco
• Irradiação gama
• Desinfetante químico

No entanto, tubos plásticos podem não ser capazes de suportar esses mesmos métodos e manter suas características desejadas.

Por exemplo, o método preferido para esterilização de dispositivos de cateter usa feixe de elétrons (e-beam) ou irradiação gama. Estes métodos de alta energia eliminam o uso de alguns fluoropolímeros populares em montagens de cateter, como etileno propileno fluorado (FEP) ou politetrafluoroetileno (PTFE).

Por sua vez, isso pode comprometer o desempenho dos dispositivos acabados, pois até agora não há bom plástico substituto com todos os atributos de desempenho do FEP ou PTFE.

Mito 4: Tubos médicos plásticos são tão fortes quanto metal.

Alguns polímeros de alto desempenho podem fornecer níveis de resistência e rigidez comparáveis aos do metal à temperatura ambiente. No entanto, comparado com outros tipos de tubos médicos, o metal ainda é mais forte e robusto, tornando-o bem adequado para aplicações que requerem:

• Um alto grau de estrutura
• Alto módulo de tração (rigidez)
• Fluxo de fluido de alta pressão

Então, apesar do uso generalizado de plásticos, certas aplicações de dispositivos médicos podem requerer tubos feitos de metal. Por exemplo, tubos médicos metálicos geralmente mantêm sua forma e são uma escolha superior para uma aplicação como agulha de biópsia que deve atravessar osso.

Tubos de aço inoxidável de alta qualidade ou liga de titânio são usados em uma ampla gama de instrumentos cirúrgicos e dentários, onde o tubo metálico se destaca em atender às razões de resistência-peso requeridas, bem como resistência à corrosão microbiológica e vida de fadiga.

Para resistência adicional, tubos médicos metálicos podem ser construídos em diferentes formas — como circular, oval, retangular, quadrado ou personalizado — ou em múltiplas camadas concêntricas.

Tubos médicos plásticos podem ser reforçados com uma camada de fio metálico trançado para resistência adicional e transmissão de torque. No entanto, o processo é bastante intensivo em mão de obra e adiciona ao custo.

Além disso, o desempenho pode variar dependendo da qualidade da ligação entre as camadas do tubo plástico. O que mais, pode ser mais desafiador manter um corte de extremidade limpo e não deformado ao cortar comprimentos de tubos plásticos trançados.

Mito 5: Tubos médicos plásticos são mais custo-efetivos que metálicos.

Com economia de custos um grande driver na saúde, plásticos oferecem a capacidade de fazer tubos médicos e dispositivos de uso único que são descartáveis, eliminando o custo de reesterilização após o uso.

Além disso, plásticos podem ser mais baratos para processar que metais. Isso pode permitir designs que incorporam geometrias longas e finas produzidas via moldagem por injeção, como para tubos comumente usados em cateteres, tubos de ventilador e outros dispositivos médicos nos quais flexibilidade é essencial.

No entanto, embora peças plásticas possam ser baratas de fazer uma vez que a fabricação em larga escala começa, o custo para fazer um molde pode ser milhares ou até dezenas de milhares de dólares em desembolso inicial, dependendo do tipo de molde. Isso pode tornar prototipagem e pequenas séries proibitivamente caras.

Tubos médicos metálicos continuam a ser uma escolha custo-efetiva em muitos dispositivos que requerem tolerância precisa, resistência a certos solventes ou fluidos, ou outras características funcionais.

E embora o plástico possa às vezes ser uma boa opção para alguns tubos médicos, é importante também lembrar que plástico não pode ser cortado tão exatamente quanto metal — uma consideração importante onde vidas podem depender da precisão de um tubo.

6: Plásticos são o futuro.

Com pedidos de desculpas ao Sr. McGuire de A Primeira Noite, o plástico não tem monopólio na inovação em dispositivos médicos.

Por exemplo, stents plásticos foram prometidos por muitos anos, incluindo um "andaime vascular totalmente biorreabsorvível" feito de um plástico que pode ser implantado e então reabsorvido pelo corpo quando não for mais necessário. No entanto, até agora essa ideia ainda não cumpriu sua promessa e permanece um trabalho em andamento.

Enquanto isso, o uso de tubos médicos metálicos continua a evoluir. Por exemplo:

• Em stents vasculares, o aço inoxidável está sendo substituído por liga de cobalto-cromo ou liga de platina-cromo e metais do grupo da platina (PGMs), que são altamente compatíveis com o corpo humano e resistentes a altas temperaturas e corrosão.

• Metais de tungstênio em várias formas têm sido usados em tubos médicos para dispositivos utilizados para realizar procedimentos cirúrgicos laparoscópicos e endoscópicos minimamente invasivos.

Mesmo com o crescimento do uso de tubos médicos plásticos, as propriedades dos tubos metálicos tornam-nos uma alternativa viável para a fabricação de muitos dispositivos médicos. À medida que os dispositivos ficam menores e os procedimentos se tornam mais sofisticados, novas e inovadoras aplicações para tubos médicos metálicos continuarão a surgir junto com desenvolvimentos em plásticos.

Pese os Prós e Contras Antes de Escolher

Claro, todo material de tubo tem prós e contras que precisam ser pesados contra o uso final e metas de produção para sua aplicação específica de tubo médico. Com as muitas opções de tubos médicos disponíveis hoje — tanto em metal quanto em plástico — o fornecedor de materiais certo pode ajudá-lo a escolher a melhor opção baseada em sua aplicação de dispositivo médico e orçamento.

À medida que a tecnologia médica avança, a Metal Cutting continuará aqui para fornecer tubos e outras peças que atendam às necessidades da indústria de dispositivos médicos. Como uma empresa de fabricação de metal de precisão, nossas capacidades especializadas incluem corte, retificação, lapidação e polimento de tolerância muito apertada de todos os metais para aplicações de dispositivos médicos.

Também fornecemos operações secundárias como dobra, corte angular, pontuação e ranhura de tubos, fios e barras de pequeno diâmetro. Além disso, produtos de tungstênio e molibdênio, como fio, fita e barra, estão disponíveis.

Para saber mais sobre especificação de tubos metálicos de precisão para suas necessidades de dispositivos médicos, baixe uma cópia gratuita de nosso white paper, Tubos Metálicos no Século 21: Quem Precisa Deles? O Futuro da Inovação em Dispositivos Médicos.