6 factores clave que limitan el tubos plásticos en dispositivos médicos modernos

Los mitos del plástico vs. metal para tubos en dispositivos médicos

A medida que avanza la tecnología médica y se desarrollan nuevos procedimientos mínimamente invasivos, los diseñadores de dispositivos médicos deben crear productos de tubos médicos que sean:

• Cada vez más pequeños en diámetro
• Más sofisticados y aún rentables

Aunque los tubos médicos metálicos han sido un pilar de la industria de dispositivos médicos durante años (y con buena razón), el uso de tubos médicos plásticos está creciendo. Literalmente miles de compuestos de resina se han desarrollado para obtener características físicas específicas, como resistencia, flexibilidad, empujabilidad y lubricidad — ampliando opciones de diseño para tubos en nuevos dispositivos.

Por ejemplo, tubos plásticos finos se usan en catéteres para amplia gama de aplicaciones cardiovasculares, urológicas, gastrointestinales, neurovasculares y oftálmicas. Tubos plásticos médicos en diversos niveles de rigidez (según aplicación) se usan comúnmente para drenaje, administración de fluidos o gases, acceso por instrumentos quirúrgicos y otras tareas.

Sin embargo, aunque el plástico se percibe como flexible (si no literalmente) y barato para muchas aplicaciones de tubos médicos, hay varios mitos sobre el plástico y razones por las que puede no ser mejor opción que el tubo médico metálico.

Veamos seis de los mitos sobre tubos médicos plásticos.

Mito 1: Los tubos médicos plásticos son biocompatibles y no tóxicos.

Bueno... a veces. Considera el polímero de cloruro de polivinilo (PVC), con larga historia en tubos médicos e industria de dispositivos por su versatilidad y coste.

La FDA y otras organizaciones de salud han identificado riesgos asociados al di-2-etilhexil ftalato (DEHP), un plastificante (suavizante) común que a menudo se añade al PVC. Como el PVC es duro y frágil a temperatura ambiente, se añade DEHP para aumentar su flexibilidad para usos como tubos médicos.

El problema es que el DEHP puede lixiviarse en soluciones que contactan con el tubo plástico, en aplicaciones como:

• IVs e infusión de sangre
• Alimentación nutricional
• Diálisis peritoneal
• Bypass cardiopulmonar (CPB)
• Oxigenación por membrana extracorpórea (ECMO)
• Hemodiálisis

Todos estamos expuestos a bajos niveles de DEHP en la vida diaria. Sin embargo, individuos con contacto más frecuente — como pacientes crónicos expuestos a través de múltiples procedimientos — pueden sufrir efectos adversos como disrupción endocrina, toxicidad hepática y otros.

Aunque hay alternativas al DEHP, su uso en PVC médico sigue siendo común. Los fabricantes pueden moverse a plásticos alternativos sin DEHP, pero estos materiales son típicamente más caros que el PVC.

Así que, aunque muchos plásticos pueden ser biocompatibles y no tóxicos, nos preguntamos: a medida que se desarrollan nuevos plásticos y otros se usan largo plazo, ¿qué riesgos aún desconocidos se descubrirán?

Mito 2: Los tubos médicos plásticos desechables son el camino a seguir.

Es cierto que los plásticos son prácticos para aplicaciones de tubos médicos de un solo uso, como catéteres de PVC o silicona diseñados para usarse una vez y desecharse. Usar dispositivos desechables también ayuda a frenar la propagación de infecciones, preocupación de seguridad y coste para hospitales, centros quirúrgicos y otros proveedores.

Sin embargo, según el Consejo de Reciclaje de Plásticos Sanitarios, las instalaciones sanitarias de EE. UU. generan unas 14.000 toneladas de residuos al día — y el 20-25% de esos residuos se atribuye a envases y productos plásticos.

Por tanto, es vital considerar también el coste de añadir aún más "desechabilidad" a la mezcla, en forma de tubos médicos y otros dispositivos de plástico.

Además del coste e impacto de desechar toneladas de material cada año, la huella ambiental se extiende al proceso de fabricación. Por ejemplo, por cada libra de producto fabricado en EE. UU., se crean 32 libras de residuos durante la fabricación.

Además, el transporte de todos los productos que compra un hospital aumenta la huella de carbono del plástico. (Puedes leer más sobre sostenibilidad hospitalaria aquí.)

Claramente, la cantidad de tubos médicos y otros residuos plásticos generados por instalaciones sanitarias es una preocupación ambiental y de sostenibilidad. La incineración de plásticos añade contaminantes al aire; incluso cuando se desechan correctamente, permanecen en el ambiente mucho tiempo.

Así que, ¿qué tan sensato es añadir más plástico — material diseñado específicamente para NO degradarse — en forma de tubos médicos desechables?

Mito 3: Los tubos médicos plásticos se pueden reutilizar tan fácilmente como los metálicos.

Algunos pueden contrarrestar preocupaciones de desecho proponiendo que los tubos plásticos, como los metálicos, pueden reesterilizarse y reutilizarse. Pero ten en cuenta que cuando se reutilizan tubos médicos, el material debe mantener sus características deseadas — como rigidez, resistencia, compatibilidad o resistencia biológica o química — bajo exposición repetida a desinfectantes, esterilización y procesos de limpieza rutinarios.

Según características del material, los tubos metálicos pueden reesterilizarse con varios métodos, incluyendo:

• Autoclave
• Calor seco
• Irradiación gamma
• Desinfectante químico

Sin embargo, los tubos plásticos pueden no aguantar esos mismos métodos y mantener sus características deseadas.

Por ejemplo, el método preferido para esterilización de catéteres usa haz de electrones (e-beam) o irradiación gamma. Estos métodos de alta energía eliminan el uso de algunos fluoropolímeros populares en ensamblajes de catéteres, como etileno propileno fluorado (FEP) o politetrafluoroetileno (PTFE).

A su vez, esto puede comprometer el rendimiento de dispositivos terminados, ya que aún no hay buen plástico sustituto con todos los atributos de rendimiento de FEP o PTFE.

Mito 4: Los tubos médicos plásticos son tan fuertes como los metálicos.

Algunos polímeros de alto rendimiento pueden proporcionar niveles de resistencia y rigidez comparables a metal a temperatura ambiente. Sin embargo, comparados con otros tipos de tubos médicos, el metal sigue siendo más fuerte y robusto, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren:

• Alto grado de estructura
• Alto módulo de tracción (rigidez)
• Flujo de fluido a alta presión

Así que, a pesar del uso generalizado de plásticos, ciertas aplicaciones de dispositivos médicos pueden requerir tubos de metal. Por ejemplo, los tubos médicos metálicos generalmente mantienen su forma y son opción superior para aplicación como aguja de biopsia que debe atravesar hueso.

Tubos de acero inoxidable de alta calidad o aleación de titanio se usan en amplia gama de instrumentos quirúrgicos y dentales, donde el tubo metálico destaca en ratios resistencia-peso, resistencia a corrosión microbiológica y vida a fatiga.

Para mayor resistencia, los tubos metálicos pueden construirse en distintas formas — circular, oval, rectangular, cuadrado, personalizado — o en capas concéntricas múltiples.

Los tubos plásticos pueden reforzarse con capa de alambre metálico trenzado para mayor resistencia y transmisión de par. Pero el proceso es bastante intensivo en mano de obra y añade coste.

Además, el rendimiento puede variar según calidad del unión entre capas del tubo plástico. Y puede ser más difícil mantener un corte final limpio y no deformado al cortar longitudes de tubo trenzado.

Mito 5: Los tubos médicos plásticos son más rentables que los metálicos.

Con el ahorro de coste como gran impulsor en sanidad, los plásticos ofrecen capacidad de hacer tubos y dispositivos de un solo uso desechables, eliminando coste de reesterilización tras uso.

Además, los plásticos pueden ser más baratos de procesar que metales. Esto permite diseños con geometrías largas y finas producidas por moldeo por inyección, como tubos comúnmente usados en catéteres, tubos de ventilador y otros dispositivos donde la flexibilidad es obligatoria.

Sin embargo, aunque las piezas plásticas puedan ser baratas de fabricar una que comienza la producción a gran escala, el coste de hacer un molde puede ser miles o decenas de miles de dólares de inversión inicial, según tipo de molde. Eso puede hacer prototipado y series pequeñas prohibitivamente caros.

Los tubos médicos metálicos siguen siendo opción rentable en muchos dispositivos que requieren tolerancia precisa, resistencia a ciertos disolventes o fluidos, u otras características funcionales.

Y aunque el plástico a veces sea buena opción para algunos tubos, es importante recordar que el plástico no se puede cortar tan exactamente como el metal — consideración importante donde las vidas dependen de la precisión de un tubo.

Mito 6: Los plásticos son el futuro.

Con disculpas al Sr. McGuire de El graduado, el plástico no tiene monopolio en innovación de dispositivos médicos.

Por ejemplo, stents plásticos se han prometido por años, incluyendo un "andamiaje vascular completamente biorreabsorbible" de plástico que se implanta y luego reabsorbe el cuerpo cuando ya no se necesita. Sin embargo, esa idea no ha cumplido su promesa y sigue en desarrollo.

Mientras tanto, el uso de tubos médicos metálicos sigue evolucionando. Por ejemplo:

• En stents vasculares, el acero inoxidable está siendo reemplazado por aleación cobalto-cromo o platino-cromo y metales del grupo del platino (PGM), altamente compatibles con el cuerpo y resistentes a altas temperaturas y corrosión.
• Metales de tungsteno en varias formas se han usado en tubos médicos para dispositivos de procedimientos quirúrgicos laparoscópicos y endoscópicos mínimamente invasivos.

Incluso mientras crece el uso de tubos plásticos, las propiedades del tubo metálico lo hacen alternativa viable para fabricar muchos dispositivos. A medida que los dispositivos se hacen más pequeños y procedimientos más sofisticados, nuevas aplicaciones innovadoras para tubos metálicos seguirán surgiendo junto a desarrollos en plástico.

Sopesa pros y contras antes de elegir

Por supuesto, cada material de tubo tiene pros y contras que deben sopesarse contra el uso final y objetivos de producción para tu aplicación específica. Con las muchas opciones de tubos médicos hoy — tanto en metal como en plástico — el proveedor de materiales adecuado puede ayudarte a elegir la mejor opción según tu aplicación y presupuesto.

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También proporcionamos operaciones secundarias como doblado, corte en ángulo, apuntado y ranurado de tubos, alambres y varillas de pequeño diámetro. Además, productos de tungsteno y molibdeno, como alambre, cinta y varilla, están disponibles.

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