PEEK e tubos médicos: aqui está o que você precisa saber

Jan 27, 2024

26 de abril de 2019 Por Nancy Crotti

Extrusões de espiada multilúmen Apollo pelo engenheiro sênior de extrusão e especialista em alta temperatura do Spectrum Plastics Group, Jonathan Jurgaitis. (Imagem cortesia do Spectrum Plastics Group)

Para obter a extrusão de mais alto desempenho, tanto o projetista do componente quanto o extrusor devem compreender os vários aspectos de um material de tubulação médica, como a polieteretercetona (PEEK).

Jonathan Jurgaitis, Apollo Medical Extrusion do Spectrum Plastics Group

O PEEK oferece propriedades aprimoradas que o tornam um material atraente para aplicações em tubos para projetistas e engenheiros de dispositivos médicos. Sua alta resistência, resistência aos produtos químicos mais extremos e estabilidade dimensional em altas temperaturas funcionam bem em dispositivos projetados para procedimentos neurovasculares e ortopédicos de última geração, bem como para componentes mecânicos de dispositivos médicos e de acesso.

Os projetistas de dispositivos, engenheiros e até mesmo processadores precisam saber várias coisas sobre o PEEK para incorporá-lo com sucesso em um dispositivo ou cateter.

Os especialistas consideram o PEEK um polímero de alto calor devido à sua elevada temperatura de processamento de cerca de 700 °F. Isso significa que os fabricantes de tubos não podem processar PEEK em extrusoras termoplásticas padrão, mas devem equipar as extrusoras com aquecedores de maior potência. Os metais de construção devem ser ligas de baixa expansão térmica.

O aspecto de alto calor do PEEK entra em ação na fabricação de dispositivos que utilizam múltiplos componentes, especialmente em processos de fabricação que exigem processamento térmico, como sobremoldagem, processos de refluxo e soldagem térmica. PEEK permanece dimensionalmente estável em temperaturas de 465 °F a 500 °F e tem um ponto de fusão de 644 °F.

Essas temperaturas “normais” de PEEK são de 200 °F a 300 °F, mais altas do que os termoplásticos médicos típicos de “baixo calor”. Isto significa que os processos térmicos para unir o PEEK a outros termoplásticos, como soldagem térmica e refluxo, terão, na melhor das hipóteses, apenas uma ligação mecânica a uma peça de PEEK.

Características adicionais de projeto podem ser necessárias para garantir ligações fortes entre esses materiais termicamente diferentes. As máquinas para fazer esse processamento térmico secundário também devem ser capazes de atingir temperaturas de processamento elevadas para PEEK.

O PEEK tem um baixo coeficiente de atrito, uma propriedade benéfica para muitas aplicações de cateteres, como procedimentos neurovasculares ou outros procedimentos que utilizam tubos microperfurados. O coeficiente de PEEK pode estar na faixa de 0,35, em comparação com os fluoropolímeros, que ficam na faixa de 0,1 a 0,2.

Para aplicações de microperfuração, o PEEK permite movimento suave através da vasculatura e acesso para dispositivos sem revestimentos ou revestimentos lubrificantes. Esses procedimentos também podem se beneficiar da rigidez, da capacidade de empurrar e da resposta de torque do PEEK em diâmetros muito inferiores a 2 French. Para obter desempenho semelhante, outros materiais precisariam não apenas ser trançados, mas também ter paredes mais espessas, e acabariam custando muito mais. Muitas outras aplicações, como buchas, componentes de desgaste para fiação ou ferramentas deslizantes e dispositivos de acesso a ferramentas, podem se beneficiar da lubricidade do PEEK.

PEEK é um polímero semicristalino, o que significa que uma parte de suas moléculas se alinha e forma estruturas cristalinas. As ligações entre as moléculas nas regiões cristalinas são bastante fortes e requerem muita energia ou força para soltá-las ou quebrá-las. Estas fortes ligações também conferem ao PEEK a sua extrema resistência química, a sua estabilidade térmica a altas temperaturas e a sua rigidez.

Alguns materiais semicristalinos, como acetal, HDPE e polipropileno, cristalizarão totalmente independentemente do método de processamento, mas é possível congelar o PEEK em um estado amorfo antes que ele atinja seu estado semicristalino. Num estado amorfo, todas as propriedades do PEEK diminuem. Isso pode danificar componentes médicos em situações como esterilização, exposição a produtos químicos extremos e ciclos flexíveis repetidos, fazendo com que os componentes PEEK mudem de forma e tamanho, quebrem por estresse e tenham desempenho inferior.