Wie wird flüssiges Silikonkautschuk im medizinischen Bereich angewendet?

Flüssiger Silikonkautschuk, auch bekannt als Polysiloxan-Elastomere, stellt eine wichtige Klasse von Silikonpolymeren dar. Die Hauptkette besteht aus alternierenden Silizium-Sauerstoff-Bindungen, während die Seitenketten hauptsächlich organische Gruppen wie Methyl-, Ethyl- und Phenylgruppen umfassen. Es stehen zahlreiche Formgebungsverfahren zur Verfügung, wie beispielsweise das Spritzgussverfahren. Wie wird flüssiger Silikonkautschuk im medizinischen Bereich angewendet?

Flüssigsilikonkautschuk wird in der Kunststoffreparatur häufig als Brustfüllmaterial bei Rhinoplastikprothesen und lumbalen Bandscheibenimplantaten eingesetzt und verfügt über gute Biokompatibilität, chemische Beständigkeit und mechanische Eigenschaften. Im Bereich der Medizinprodukte hat es ebenfalls einen hohen Stellenwert, wird für Ballonkatheter, Wundverbände, Nervenimplantatkörper etc. in der klinischen Diagnostik und Therapie eingesetzt und zeigt großes Anwendungspotenzial. Zudem kann durch das Einbringen von Metall- oder Metalloxid-Nanopartikeln in Flüssigsilikonkautschuk auch funktioneller Flüssigsilikonkautschuk mit antimikrobieller Aktivität hergestellt werden.

Nachfolgend wird die medizinische Anwendung von flüssigem Silikonkautschuk aus fünf Perspektiven vorgestellt:

• Wie wird flüssiges Silikonkautschuk klassifiziert?
• Plastische Wiederherstellung
• Medizinischer Bereich
• Modifizierter flüssiger Silikonkautschuk
• Wie lässt sich die Leistung von flüssigem Silikonkautschuk verbessern?

1. Wie wird flüssiges Silikonkautschuk klassifiziert?

Flüssigsilikonkautschuk im medizinischen Bereich wurde von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) aufgrund seiner guten mechanischen Eigenschaften, chemischen Stabilität, Ungiftigkeit und Biokompatibilität für den breiten Einsatz als Medizinprodukt zugelassen. Er kann je nach Art der Vulkanisation und Produktverpackungsform klassifiziert werden.

(1) Je nach Art der Vulkanisation kann Flüssigsilikonkautschuk in kondensierten Flüssigsilikonkautschuk und additiven Flüssigsilikonkautschuk unterteilt werden.

(2) Entsprechend der Produktverpackungsform kann man zwischen einkomponentigem Flüssigsilikonkautschuk und zweikomponentigem Flüssigsilikonkautschuk unterscheiden.

Kondensierter Flüssigsilikonkautschuk und geformter Flüssigsilikonkautschuk repräsentieren die beiden Hauptarten der Vulkanisation. Der größte Nachteil des kondensierten Flüssigsilikonkautschuks ist seine hohe Schrumpfung und die Neigung zur Verformung, zudem entstehen bei der Herstellung leicht Nebenprodukte. Geformter Flüssigsilikonkautschuk hingegen verformt sich nicht leicht, hat eine geringe Schrumpfung und produziert innerhalb von Spritzgießmaschinen keine Nebenprodukte, weshalb er beispielsweise in der medizinischen Versorgung einen höheren Anwendungswert besitzt.

XJY-8206 Methylvinyl-MQ-Silikonharz

Es handelt sich um ein festes Pulverharz, das als verstärkender Füllstoff für additiv geformten Silikonkautschuk und als Grundmaterial für dentalen Basissilikonfüllstoff verwendet werden kann, mit hoher Transparenz und hoher Härte.

XJY-8206N Methylvinyl-MQ-Silikonharz + Vinylpolydimethylsiloxan

Es ist eine farblose, transparente Flüssigharz, bestehend aus Vinyl-MQ-Silikonharz und Vinylsilikonöl. Es kann in Flüssigsilikonkautschuk und anderen Additiven verwendet werden. Es besitzt ebenfalls gute verstärkende und härtende Eigenschaften und findet daher breite Anwendung im medizinischen Bereich. Es eignet sich für Verfahren wie Flüssigspritzgießen und Beschichtung von Flüssigsilikonkautschuk, im Unterschied zum thermoplastischen Spritzgießen.

2. Plastische Wiederherstellung

(1) Brustimplantate

Schätzungen zufolge werden weltweit jährlich mehrere Millionen Brustvergrößerungsoperationen durchgeführt, wobei Silikonkautschukmaterial derzeit ein gängiges Brustimplantat ist. Brustimplantatchirurgie wird nicht nur aus ästhetischen Gründen durchgeführt, sondern auch zur emotionalen Genesung von Patientinnen nach Mastektomie aufgrund von Brustkrebs oder anderen schweren Erkrankungen. Die Sicherheit des Implantats ist das vorrangige zu berücksichtigende Element, da sein Bruch oder langfristige Nutzung zu schwerwiegenden Komplikationen führen kann. Daher ist es neben einer ausreichenden mechanischen Festigkeit des Implantats während des Aushärtungsprozesses zur Stützung und zur Verringerung des Bruchrisikos auch wichtig, Infektionsprobleme zu lösen, die aktuell eine Herausforderung darstellen. Jüngste Studien zeigen, dass die Oberfläche von dauerhaft elastischen Silikonmaterialien sowohl mit antimikrobiellen als auch biokompatiblen Modifikationen versehen werden kann, um die Bioaktivität von Flüssigsilikonimplantaten zu verbessern.

(2) Rhinoplastik

Mit der stetigen Verbesserung der Lebensqualität schenken Menschen dem äußeren Erscheinungsbild mehr Aufmerksamkeit, wobei die ästhetische plastische Chirurgie zunehmend Beachtung findet. Bei der traditionellen Rhinoplastik wird häufig eigenes Knochengewebe als Transplantatmaterial verwendet, was zwar gute Ergebnisse erzielt, jedoch mit größeren Schäden für den eigenen Körper verbunden ist. In den letzten Jahren wurde Silikon als neues Transplantatmaterial sehr geschätzt. Silikon weist eine gute chemische Stabilität auf und verformt sich als Implantat nicht so leicht.

(3) Lendenbandscheibenprothese

In today’s era, people sit for a long time in the office and study, which often leads to lower back pain and lumbar disc degeneration. When the degree of lumbar disc degeneration further increases and conservative treatment fails, it is necessary to use a movable prosthesis for spinal fusion or total disc replacement surgical intervention, the latter is often the optimal treatment plan. Lumbar disc prostheses are often used as an alternative to spinal fusion because the restorative function of a lumbar disc prosthesis more closely resembles that of a healthy spine than spinal fusion. The placement of silicone rubber inside the prosthesis improves the damping capacity of the prosthesis, allowing the prosthesis to fully absorb mechanical vibrations generated during motion, reducing the pressure load generated by the contact between the vertebrae and the prosthesis further minimizing the degeneration of the surrounding bony structures that is common in clinical practice.

3. Medizinischer Bereich

(1) Wundverbände

Die Haut ist das größte Organ des menschlichen Körpers, bedeckt den gesamten Körper und spielt eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der normalen Körperfunktionen. Wenn große Hautbereiche fehlen oder geschädigt sind und nicht sofort repariert werden können, werden Wundauflagen benötigt, um die Wunde schnell zu verschließen. Derzeit bestehen Wundauflagen meist aus Kollagen, Polyglykolsäure, Polymilchsäure, Hydrogel und Chitosan. Diese Materialien haben eine gute Biokompatibilität und niedrige Immunogenität, können aber aufgrund schlechter mechanischer Eigenschaften durch Reibung oder Wundkontraktion beschädigt oder verformt werden. Silikonkautschuk verfügt neben guter Biosicherheit über ausgezeichnete mechanische Eigenschaften und hat daher einen größeren Anwendungswert in Wundauflagen. Durch die Beimischung von Glycerin in Flüssigsilikonkautschuk erhält das Silikon die Fähigkeit, die Aufnahme und Freisetzung von Stoffen gezielt zu steuern, was Wunden schützt und die Heilung besser fördert.

(2) Nervenimplantate

Bei kürzeren Nervenverletzungen wird üblicherweise eine Nahtreparatur durchgeführt. Ist die Nervenverletzung länger und der Abstand zwischen den beiden Nervenenden nicht verringerbar, sind Nerventransplantate die bevorzugte Wahl. Silikonkautschuk war aufgrund seiner guten Biokompatibilität und chemischen Stabilität eines der ersten Materialien, das als Nervenimplantat verwendet wurde. Gegenwärtig wird viel Aufmerksamkeit auf die Verwendung von Flüssigsilikonkautschuk als Nervenimplantat gerichtet, wobei der 3D-Druck zur personalisierten Behandlung von Patienten mit neurologischen Störungen eingesetzt werden kann.

(3) Sonstiges

Mit der Verbesserung der Medizintechnik kann Flüssigsilikonkautschuk neben medizinischen Implantaten auch für bionisches menschliches Gewebe, künstliche Haut, medizinische Katheter und andere nicht-implantierbare Medizinprodukte verwendet werden. Aus Flüssigsilikonkautschuk hergestellte Siliconelastomere gelten als Material der Wahl für orthopädische Prothesen, kieferchirurgische Prothesen, Herzklappen oder sprachfreie Ventile, Herz-Lungen-Bypass-Geräte, Fingerkuppengelenke, Weichgewebeersatz, Katheter und Intubation sowie Trachealstents.

4. Modifizierter flüssiger Silikonkautschuk 

Durch spezielle Behandlungen verändern sich die Eigenschaften von Flüssigsilikonkautschuk, wodurch mehr Anwendungsszenarien und ein breiteres Einsatzgebiet ermöglicht werden. Häufig modifizierte Flüssigsilikonkautschuke umfassen antibakterielle und leitfähige Varianten, die in der Biomedizin wichtige Anwendungen und Forschungswerte besitzen.

(1) Antimikrobielle Eigenschaften

LSR-Materialien werden in Medizinprodukten eingesetzt, da sie hoch biokompatibel und thermisch stabil sind.

(2) Leitfähigkeit

Mit der Entwicklung tragbarer elektronischer Geräte haben traditionelle halbleiterbasierte piezoresistive Sensoren die Nachteile mangelnder Flexibilität offenbart. Flexible Sensoren aus Verbundwerkstoffen auf Polymerbasis mit leitfähigen Füllstoffen können dieses Problem lösen.

5. Wie lässt sich die Leistung von flüssigem Silikonkautschuk verbessern?

Flüssigsilikonkautschuk LSR wird aus Polydimethylsiloxan-Basiskautschuk hergestellt. PDMS-Materialien finden aufgrund ihrer ausgezeichneten Beständigkeit gegen hohe Temperaturen, Lösungsmittel, Hydrophobie, Flammhemmung, Oxidation, Korrosion sowie ihrer geringen chemischen Reaktivität und guten Biokompatibilität im LSR-Formprozess breite Anwendung in Medizinprodukten, kosmetischer plastischer Chirurgie und vielen weiteren medizinischen Bereichen. Wie können Sie die Wettbewerbsfähigkeit Ihrer Produkte verbessern?

XJY Silikone ist einer der führenden Silikon MQ-Harz und VMQ-Silikon Hersteller in China, mit mehr als 30 Jahren Erfahrung in Forschung, Entwicklung und Herstellung in der Silikonindustrie sowie mehr als 15 Patenten und technischer Unterstützung. Unser Silikon-Rohstoffprodukte können die Bedürfnisse der medizinischer Bereich und unterstützen die Bereitstellung diversifizierter maßgeschneiderter Lösungen.