随着材料科学和生命科学的发展以及人类健康需求的不断提高，生物医学材料已经成为研究和开发的热点。而临床诊断和治疗的成功，使得生物医学材料的制造工艺愈发成熟，相关生物医学材料制造商的形成，为医疗材料的广泛应用奠定了基础。
其中，医用塑料具备的各项优异性能能够满足医疗行业的多种需求。这是由于要与药液或人体直接接触，医用塑料须具备化学稳定性和生物安全性的基本要求。简单而言，就是医用塑料中的组成成分不能析出化学物质进入药液或人体，这样才不会引起组织器官的毒性和损伤，对人体无毒无害。
基于这一行业标准，发泡材料凭借低密度、高性价比等优势，以及良好的物理机械性能和化学稳定性，可提升医疗器械的设计自由度、减少碳排放、降低机械加工和喷漆等二次工艺产生的成本等优点，逐步成为医用塑料制造业的一大选择。
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结构性发泡材料：医疗器械应用的“核心”，涉猎医用塑料多个细分领域
作为现代医疗的重要组成部分，医疗器械是医疗诊断、科学研究前提和保障。先进医疗器械的应用，能够为医生提供更为全面、客观、精准的诊断数据，并帮助医务人员做出科学的结论。可以说，现代临床医学的突破和进步，在一定程度上得益于医疗器械的更新和发展。而医疗器械的选材便是影响其技术创新的一个关键因素。
当前背景下，在制造各类设计精密、功能复杂、体积较大的医疗器械时，往往面临材料流动性差、翘曲、缩水痕等问题，这些阻碍对材料的性能提出了更高的要求，因此，“以塑代钢”已成为医疗器械领域发展的重要趋势。
其中，结构性发泡材料作为一种各向同性100%的闭孔泡沫，其与软质发泡材料一样密度很低，但还具有优异的机械性能和绝热、隔音、绝缘、缓冲等特性，同时其具备良好的强度/重量比、抗疲劳性能、防火性能好、可热成型，加工中具有较好的抗压缩蠕变性能，能与湿法、预浸料及热塑性树脂兼容等优异特性，适用于尺寸较大、较厚，或者具有厚度不均匀部件的医疗设备/仪器，如超声、麻醉机、诊断仪器、牙科设备等。
1）SABIC——NORYL结构发泡材料
沙特基础工业有限公司（SABIC）推出了基于NORYL™树脂的结构发泡材料，为医疗领域提供了应用解决方案。据了解，SABIC NORYL结构发泡材料是一款非卤化阻燃材料，内部充盈着空气，形成孔洞结构，使得材料体积大、重量轻。与此同时，发泡结构可增加产品厚度，解决产品加工变形、翘曲以及不易填充满等问题。
图源：公众号@SABIC沙特基础工业公司
不仅如此，NORYL结构发泡材料还具有良好的耐化学性、低吸水率、较好的强度和延展性、无溴无氯阻燃等特性，尤其适合大尺寸、较厚或厚薄不均匀部件的加工生产，使得应用其制造的影像诊断设备、超声系统、血透机等中大型医疗设备的部件表面平整美观，避免了缩痕和翘曲的现象。
相较于金属材料，NORYL结构发泡材料不仅具备良好的强度，还有助于提升部件的整合度，可减重20%左右。轻巧的医疗设备更便于移动，不仅降低了装备和运输成本，也为诊疗和救治争取了更多的宝贵时间。此外，其优秀的耐热性和抗冲击强度，且在较低厚度下能满足UL-94 V0阻燃标准的要求，保障设备使用安全。
2）科慕Chemours——Teflon™ FFR（可发泡氟树脂）
随着医疗影像设备的不断发展和进步，带动了其配套医疗探测线的技术变革，如支持多功能、大数据传输以及支持高清成像等，不仅需要增加探测线内部绝缘芯线的根数，同时还要求绝缘材料能满足小尺寸和低电容需求。
针对这一问题，科慕Teflon™ FFR（可发泡氟树脂）通过物理发泡技术，在介电层引入气孔，进一步降低了材料的介电常数，从而实现更快的数据传输速度，更低的信号损失，大大提高了信号传输的完整性。此外，该发泡结构还有助于减小线缆尺寸，降低线缆重量，让其在实际使用时灵活、轻便。
据悉，Teflon™ FFR有不同的熔指规格，适配不同发泡线规。其中Teflon™ FFR880是目前科慕发泡料中高熔指的牌号，更加适合医疗极细线发泡，可提供45~55%的发泡度；一根医疗探测线通常包含68~368根芯线，每根芯线均为同轴结构, 导体尺寸从36AWG到50AWG不等。但相较于实心氟塑料绝缘，Teflon™ FFR发泡解决方案具有更低的电容。
图：高电容方案与低电容方案对比
图源：公众号@科慕Chemours/侵删
不仅如此，Teflon™ FFR挤出发泡的泡孔由注入惰性气体形成，结构为闭孔、球形结构，气孔致密均匀且能保持良好形状（如图1所示），有效解决了传统的ePTFE绕包绝缘方案因材料很软而容易变形的问题（如图2所示）。
图源：公众号@科慕Chemours/侵删
在生产效率方面，传统绕包方案在生产很薄且高孔隙率的ePTFE绕包带上有很大的难度，且绕包线速度很慢，几近于1m/min。而Teflon™ FFR挤出发泡方案可以实现发泡、包覆一步到位，且线速度是ePTFE绕包的几十甚至上百倍。
02
支撑医疗配套产品高质量发展，需兼顾安全、坚固耐用与可减少碳足迹特性
医用塑料创新为患者带来了革新技术，同时监管和市场趋势也在推动医用塑料的变革，这就促使医疗器械以及手术工具、可穿戴设备和植入物等的生产取得了巨大的技术进步。而医用塑料还有助于提升包装、无菌容器和新型药物递送形式的性能。此外，其是制药和生物制药生产过程中使用工具（如袋子、管子和其他设备）的主要材料。
在制药管道材料领域，埃万特集团（Avient）针对医疗保健推出了Versaflex HC BIO热塑性弹性体（TPE）。其最初等级为Versaflex HC BIO BT218，作为一种更可持续的生物制药管道材料而被开发。公开资料显示，该TPE配方中第一代生物物质含量接近40%，相较于传统材料，其碳足迹更低。此外，该生物衍生等级材料的温室气体排放量为2.35千克二氧化碳当量/千克产品，与埃万特的其他标准Versaflex HC BT218等级材料相比，这一排放量低了近25%。
在种植体材料领域，半结晶性高性能热塑性聚合物聚醚醚酮（PEEK），凭借超凡的机械性能、出色的耐化学腐蚀性和卓越的生物形容性，逐渐成为医疗科技领域的一颗新星。
此前不久，赢创宣布推出一款全新的碳纤增强型聚醚醚酮（PEEK）长丝可用于熔丝制造（FFF）3D打印技术制造医疗植入物，这也是全球首款用于3D打印医疗植入物的碳纤增强型PEEK长丝，适用于骨板和其他人工假体等。该款产品碳纤含量分别为12%和20%，兼备碳纤的高强度和PEEK的韧性，且具有卓越的生物相容性，可以解决部分患者的金属过敏问题，也不会在X射线下产生伪影。
图源：公众号@CPCE橡塑应用创新/侵删
近年来，随着国内医疗设备研发能力的提升，关键核心技术不断取得突破，一些国内企业通过技术创新成功迎头赶上，逐渐打破了进口产品在市场上的垄断地位。
梅特勒托利多科技（中国）有限公司的产品DMA是测试材料机械性能和黏弹性能的重要方法，适用于热塑性材料、热固性树脂、弹性体、陶瓷和金属材料等样品。梅特勒托利多DMA 1可灵活定位测量头，可将测量头放置在方便的位置，以便于安装样品支架和夹紧样品，并将其设定至理想位置，从而在特定变形模式下进行测量。除了动态模式，DMA 1 还可以使用静态力进行测量（TMA 模式）， 配备供 DMA 使用的所有形变模式。
寿光诺盟化工有限公司依靠良好的企业文化、优秀的管理团队、一流的研发队伍、先进的制造、研发设备和完善的检测手段，专注于精细化工，医药、农药中间体、发泡剂、消毒剂、增塑剂，包括磺酰氯系列、磺酰胺系列、树脂系列、溴化物、硫酸镁肥等多种系列的研发、制造和销售。公司已建立起遍布全国的销售网络，与多家客户建立了长期合作关系。
南京天诗蓝盾生物科技有限公司专注研发杀菌、防腐、防霉、抗菌全系解决方案，其产品具有配方环保、配伍性好、性能稳定、无耐药性特点。其作为一家专业提供杀菌剂、防腐剂、防霉剂、防藻剂等微生物控制产品的科技企业，集产品研发、生产、销售与服务于一体，致力于提供高效、环保、绿色、安全的微生物控制产品及专业的技术服务。
常州金纬智能装备制造有限公司根据多年IXPE螺杆设计制造经验，不断地改进IXPE螺杆的结构设计，改进机筒以及螺杆的温控和冷却系统，对模具的内部结构优化设计，采用立式镜面三辊压光机成型，配备高精度的恒温系统，使得IXPE母片材挤出过程中稳定连续确保物料塑化分散均匀，温度易于控制。其制备的IXPE发泡材料在医疗领域可应用于医疗劲托内衬与医疗电极片中。
湖州美铄新材科技有限公司致力于交联聚烯烃发泡材料的研发、生产和销售，主要产品有IXPP，XPE，IXPE和ESD功能材料，其中IXPP是公司旗舰核心产品，承载了公司团队多年的科研心血。其自主研发的聚烯烃发泡材料，凭借来源丰富、质量轻、性价比优越以及优良的耐热性、耐化学腐蚀性、易于回收等特点应用于医疗敷料领域。
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整体市场规模呈稳定高增长态势，技术创新驱动医疗健康制造业蓬勃发展
如今，我国医疗健康制造业需求强盛，整体市场规模呈稳定高增长态势。据统计，2023年中国医疗器械市场规模为10358亿元，预计到2024年，将达到11300亿元。这一增长得益于临床需求的不断上升和医疗器械的不断创新，以及国家对医疗器械国产化及国产替代的政策鼓励与支持。
受益于国内医疗器械市场的高速增长，医疗器械供应链服务行业潜在需求大幅增长。其中，发泡材料由于其独特的物理和化学性质，在医疗器械中得到了广泛应用，而在具体应用方面，发泡材料可被用于制造微创手术器械、医疗影像设备等，其技术优势在于能够提供更轻质、更耐用、更安全的医疗器械。
国产医疗器械制造业的崛起为发泡材料生产企业带来了巨大的发展机遇，对于上游企业来说，建议积极拓展与医疗器械制造企业的合作，加强研发创新，提升产品质量和性能以适应市场的需求。同时，对于未来研究，建议进一步探讨发泡材料在医疗器械中的应用潜力，以及如何更好地应对行业挑战，实现可持续发展。
但值得注意的是，尽管机遇显著，行业仍面临着市场竞争和技术壁垒等诸多挑战。此外，随着技术的发展，医疗器械领域面临着降本增效的挑战。医疗领域的客户一方面希望获得最优质的解决方案，另一方面希望制造材料能提供广阔的设计空间、低廉的成本、更高的生产效率以及出色的整体性能。
