VFT pro zdravotnictví. Jana Drašarová, Marie Havlová

Transkript

1 VFT pro zdravotnictví Jana Drašarová, Marie Havlová

2 2. Mimotělní zařízení vlákenné struktury části mechanických zařízení pro čištění krve umělá ledvina umělá játra mechanické plíce umělá ledvina cirkulace krve přes membránu, která může být buď plochou vrstvou nebo svazkem dutých vláken z regenerované celulózy (v podobě celofánu, který zadržuje nežádoucí odpadní materiál) mechanické plíce mikroporézní membrány vysoká propustnost pro plyny, ale nízká pro tekutiny její funkce je stejná jako v případě plic (okysličování krve)

3 Aplikace Typ vláken Funkce Umělá ledvina Dutá viskózová nebo polyesterová vlákna Odstranění odpadních látek z krve pacienta Umělá játra Dutá viskózová vlákna Odstranění pacientovy plasmy a dodání čerstvé Umělá plíce Dutá polypropylenová nebo silikonová vlákna, silikonové membrány Odstranění oxidu uhličitého z pacientovy krve a dodání čerstvé krve

4 3. Implantační materiály Materiály vkládané přímo do lidského těla a ponechané v něm dlouhodobě nebo krátkodobě účel oprava lidského těla - spojovací materiál - náhrada částí lidského těla primární důraz biokompatibilita z textilního hlediska 4 základní faktory 1.Porosita implantát prorůstán lidskou tkání, opouzdření 2.Vlákna s malým kruhovým průřezem lépe se opouzdřují 3.Netoxicita (uvolňování z polymeru z povrchu - lubrikace nebo šlichta) 4.Vlastnosti polymeru biodegradabilita sterilita nevyvolávání alergických reakcí bez reakcí na cizí tělesa nesmí působit karcinogenně nesmí způsobovat změny krevní srážlivosti

5 Historie dřevěné nohy a zubní protézy železná plíci umělá ledvina z roku. orgány od dárců ledvina (1954), játra (1963), srdce (1967) a pankreas (1990) vývoj umělých orgánů a tkáňových náhrad kostní náhrady, srdeční chlopně, srdeční pumpy, pankreas, ledviny, cévní, oční a kožní náhrady a nebo regenerované nervové buňky, srdeční, nervové a neurosvalové stimulátory

6 Implantát (z lat. in.- v, do a plantere=zasadit) Implantát je uměle vytvořený prvek, který je vpraven do organismu a stává se jeho součástí

7 Rozdělení implantačních materiálů standardní implantační materiály - chirurgické šicí nitě, šlachy, chrupavky,... ortopedické implantační materiály cévní transplantáty - umělé klouby, kosti, dentální implantáty,...

8

9 Zubní implantáty

10 Implantáty kloubů i jejích části

11 Prsní implantáty

12 Biomateriál MEDPOR

13 Textilní implantáty Břišní stěna PES (tkanina) Cévy PES (tkanina, pletenina) Cévní štěpy PES, PTFE,PUR, polyglykol (tkanina, pletenina) Srdeční chlopeň PES (tkanina, pletenina) Vazy PES, uhlík, aramidy, sklo (oplétané, tkanina, pletenina) Kůže chitin (tkanina, pletenina, netkané textilie) Chrupavky POE, PES,PTFE (oplétané, tkanina) Šlachy POE, PES,PAD, hedvábí (příze, oplétané)

14 3.1 Chirurgické šicí materiály uzavření ran a chirurgických řezů, upevňování tkání monofil nebo multifil syntetická i přírodní vlákna biodegradabilní vnitřní uzavření rány; je nutné brát v úvahu jaké množství látky je schopna lidská tkáň pojmout ne-biodegradabilní pro vnější rány; odstraňují se jakmile se rána dostatečně zahojí pevnost uzavření rány * minimalizace zbytkového napětí a stlačení rány uvázané smyčky nesmí způsobit deformaci tkáně, která zhorší kapilární zásobování tkáně krví a tím zpomalí proces hojení větší množství šicího materiálu cizí těleso může zvyšovat pravděpodobnost nežádoucích reakcí

15 Standardní implantační materiály Šicí chirurgické nitě Uzavírání ran a řezů a spojování tkáně pomocí jehly tvořením stehu Požadavky pevnost po požadovanou dobu pevnost při vytváření stehu i utahování uzlu dobrá poddajnost tvarová paměť minimální savost snadné pronikání tkání Rozdělení šicích nití vstřebatelné nevstřebatelné s přidanou jehlou bez přidané jehly monofilní multifilní splétané skané

16 šicí materiál ve formě hladkého monofilu - upevnit v tkáni pomocí chirurgických uzlíků Př: tvarovaný ostnatý monofilu s tloušťkou 0,3 0,39 mm ostny na povrchu zajistí ukotvení v tkáni a pevnost spoje bez potřeby uvázání. KONTROLA geometrie a rovnoměrnosti ostnů musí být zajištěna spolehlivost materiálu, aby nedocházelo k místnímu rozevírání rány

17

18 Materiál Typ vláken Výroba Přírodní Vstřebatelný (biodegradabilní) Nevstřebatelný (nebiodegradabilní) Katgut CATGUT - přírodní kolagen, pevnost ztrácí během 7-10 dnů, enzymaticky do 70 dnů hedvábí, len Monofilament, splétané nebo skané nitě Synteti cký Vstřebatelný (biodegradabilní) Nevstřebatelný (nebiodegradabilní) kyselina polyglykolová (PGA), kyselina polymléčná (PLA), kopolymery glykoid-laktidu (PGLA), polykaprolakton (PCL), polydioxanoun, trimetylenkarbonát polypropylen (POP), polyester (PL), polyetylentereftalát (PET), polybutylentereftalát (PBT), polyamid (PA 6), polytetrafluoretylen (PTFE)

19 3.2 Implantáty měkkých tkání pevnost, pružnost, ohebnost Umělé šlachy jsou tkané nebo splétané porézní síťky nebo pásky (tkanince) opatřené silikonovým pláštěm Kolení vazy biokompatibilita + mechanické charakteristiky (odolnost při cyklickém zatížení) polyester, kompozitní materiály polyester + uhlíková vlákna

20 Standardní implantační materiály - další Výrobky Typy vláken Výroba Šlachy Vazy PTFE, PL, PA, hedvábí, PE, silikon PL, uhlíková vlákna, aramidy, sklo Tkané a splétané materiály,... Splétané, tkané i pletené materiály,... Chrupavka měkká PE Netkané textilie,... Chrupavka tvrdá PL, PTFE, uhlíková vlákna Kompozitní struktury Kůže Chitosan, chitin, kolagen Nanovlákna, pletené a tkané materiály, netkané textilie, kombinace,... Rohovka silikon, kolagen Nanovlákna,... Břišní stěna PES Tkané materiály

21 3.5 Další implantáty Pletené chirurgické síťky výztuže při plastice defektů břišní stěny lze stříhat, okrajů se netřepení, stehy drží Chirurgická síťka pletená z PES hedvábí se zesíleným pruhem tříselná kýla zesílený pruh zpevnění tříselného kanálu krajní slabší pruhy prorůstání okolní tkáně Gastrická bandáž z PES multifilu laparoskopicky se implantuje obézním pacientům, oba konce se fixují k žaludeční stěně Jícnová trubička Implantabilní zpevňovací plst

22 Umělé chrupavky 2 typy chrupavek - rozdílné funkce Sklovitá tvrdá a hutná nahrazení vyžaduje tuhost materiálu Pružná ohebnější, zajišťuje ochranné odpružení náhrada obličejových, nosních, ušních a krčních chrupavek - vhodný polyethylen, je z mnoha hledisek podobný skutečné chrupavce uhlíkovými vlákny vyztužené kompozitní struktury - pro vytvoření nového povrchu v důsledku osteoartritidy poškozené kloubní chrupavky uvnitř synoviálních kloubů (koleno apod.)

23 Tkáňové inženýrství (Tissue Engineering) Kloubní chrupavka 3. fáze osteoporózy kolenní chrupavky dobrá adheze buněk dostatečná porozita biokompatibilita biodegradabilita in vitro testování in vivo testování in situ růst

24 Výroba scaffoldů pro tkáňové inženýrství Netextilní technologie: Vylučování solí (salt-leaching method); Separace fází; Formování taveniny; Trojrozměrný tisk (rapid prototyping); Mrazové sušení (freeze drying); Zpěňování; atd. Textilní technologie: Elektrostatické zvlákňování; Výroba netkaných textilií; Tkaní; Pletení; Vyšívání; Kompozity; atd.

25 3.3 Implantáty tvrdých tkání (ortopedické) náhrady tzv. tvrdých tkání jako jsou kosti nebo klouby vč. fixačních destiček (implantovány pro stabilizaci zlomených kostí) splétané chirurgické kabely z ocelových vláken ( m) - stabilizace zlomených kostí, zajištění implantátů ke kostře vlákny vyztužené kompozitní materiály - vysoká pevnost a biokompatibilita - nahrazení kovových implantátů pro umělé klouby, kosti, kostní štěpy, kostní destičky, meziobratlové ploténky apod. speciální kompozitní materiály (poly(d,l lactide urethan + kyselina polyglykolová) - formovány do tvaru během operace při teplotě 60 C (implantáty tvrdých i měkkých tkání)

26 Ortopedické implantáty náhrady kloubů a dlouhých kostí kompozity vyztužené vlákny s netkaným obalem materiál: PTFE uhlíková vlákna poly-d,l laktidmetan+ kyselina polygykolová kostní cement (PMMA) rekonstrukční chirurgie» augmentační materiály - hydroxyapatit (HA)

27 3.4 Kardiovaskulární implantáty aplikovány v případě, že biologická céva přestala plnit svou funkci (poranění, choroba) a není možné ji uspokojivě rekonstruovat Rozdělení cévních náhrad přímé kónické větvící se - bifurkační (spodní část aorty) - multifurkační velké průměry (12 38 mm) střední průměry (5 12 mm) malé průměry (pod 5 mm)

28 Výroba cévních implantátů materiál: PTFE PES technologie výroby: pletení tkaní expanze PTFE povrstvení: kolagen heparin stříbro (Ag) úpravy: vrapování vyztužování

29 Cévní náhrady biologické při zvýšeném riziku infekce nižší průtok omezení: individuální dosažitelností délkou průsvitem umělé citlivé vůči infekci dostatečný průtok různé délky, průsvity délky až 70 cm průsvity od 4-6 mm do 30 mm

30 Pletené nejpoužívanější polyester impregnace (albumin, kolagen nebo želatina) horní polovina těla průtok krve 150 ml/min

31 Tkané hustší minimální použití nevýhody: trvalá minimální porózita, třepení okrajů, silnější stěny nahrazeny pletenými protézami

32 pletené * tkané cévní štěpy porozita, tuhost, hustota + opouzdření štěpu novou tkání - může docházet k únikům krve (krvácení) přes štěrbiny bezprostředně po implantaci snížení rizika krvácení pletené štěpy s vnitřním a vnějším velurovým (sametovým) povrchem zalepení štěpu krví pacienta během implantace - delší čas, efektivita závisí na chemickém složení krve pacienta a zkušenostech chirurga (heparizovaná krev) předem utěsněné štěpy mají nulovou porositu v čase implantace, ale porézními se teprve stanou a umožní tak prorůstání tkáně. Štěp je impregnován buď kolagenem nebo želatinou, která po uplynutí 14 dní degraduje a umožňuje opouzdření tkáně

33 Lité expandovaný polytetrafluorethylen dolní polovina těla průtok krve 100 ml/min

34 Vlastnosti biologická odolnost vrapování porózita (opouzdření implantátu) dlouhodobá průchodnost (nejdůležitější kritérium hodnocení) expirační doba ekonomická stránka (pletené 10 až Kč, PTFE Kč a výše)

35 Stenty a stent-grafty stenty výztuž trubicového systému drží průsvit a průchodnost stent-grafty kombinace stentu a cévních protéz endoluminální zavedení kovová drátěná konstrukce a textilní povrch polyester, eptfe

36 Rozdělení stentů Trvalé stenty (nejčastěji kovové) mají kromě výborné biokompatibility a mechanických vlastností i vlastnosti negativní, např. mohou po určité době působení v organismu vrůstat do rozšiřované tkáně a způsobovat další zdravotní komplikace. Vstřebatelné stenty (nejčastěji polymerní), při dobré snášenlivosti organismem, tyto problémy nezpůsobují, nevykazují však tak dobré mechanické vlastnosti.

37 Endovaskulární graft

38 Interakce cévních implantátů a biokompatibilita organismu rozložení impregnovaných látek zapouzdření eptfe holé i po letech (na vnitřní straně) dostatečný průtok krve nižší průtok zužování uzávěr citlivé vůči infekci odstranění bez toxických a karcinogenních částic

39 Speciální vyšívané implantáty pro opravy břišních tepenných výdutí (aneurismat) Umělé srdeční chlopně (kovové síťky) jsou potaženy polyesterovou tkaninou za účelem zajistit prostředek pro přišití chlopně k okolním tkáním. Pozn: Obtížnější je vyrobit náhrady žil nežli tepen, žíly mají chlopně zabraňující zpětnému toku krve

40 Výroba vrapované cévní protézy Skladování a vstupní kvalita surovin Soukání Pletení polotovaru Mezioperační kontrola a skladování Čištění polotovaru Vrapování Fixace Ovíjení vlasce Fixace Nanášení kolagenu Sterilizace Vstupní kontrola Balení

41 4.Výrobky pro péči o zdraví a hygienu Dvě základní kategorie: ve zdravotnických zařízeních na operačních sálech v nemocničních pokojích pro hygienu, péči a ochranu personálu a pacientů pro osobní potřebu

42 Používaná technologie Aplikace výrobku Používaný typ vláken výroby Bavlna, polyester, Chirurgické pláště Netkaná, tkaná polypropylen Pokrývky hlavy viskóza Netkaná Masky Viskóza, polyester, sklo Netkaná Chirurgické zástěny Polyester, polyethylen Netkaná, tkaná Chirurgické roušky Polyester, polyethylen Netkaná, tkaná Prostěradla Bavlna, polyester Tkaná, pletená Povlaky na přikrývky Bavlna Tkaná Povlaky na polštáře Bavlna Tkaná Uniformy Bavlna, polyester Tkaná Ochranné oděvy Polyester, polypropylen Netkaná Inkontinenční pomůcky: Povrch Absorpční vrstva Vnější vrstva Polyester, polypropylen Super-absorbenty polyethylen Netkaná Netkaná Netkaná Čistící utěrky viskóza Netkaná Chirurgické punčochy Polyamid, polyester, bavlna, elastomerová vlákna Pletená

43 4.1.1 Textilní materiály používané na operačních sálech operační pláště chirurgů pokrývky hlavy a masky zástěny pacientů krycí roušky různých velikostí Kategorie: pracovní oděvy

44 4.1.2 Textilní materiály používané na nemocničních pokojích pro péči a hygienu pacientů oděvy pro pacienty oděvy pro ošetřující personál lůžkoviny ložní prádlo (povlaky) potahy matrací inkontinenční výrobky čistící utěrky

45 Chirurgické pláště bariéra uvolnění znečišťujících částic do vzduchu (ze strany těla chirurga) chrání chirurga před mikroorganismy, zdrojem může být pacient (jeho krev) tradiční z bavlněných tkanin propouštějí (zdrojem kontaminace prachovými částicemi) jednorázové netkané chirurgické pláště jsou přijatelné s ohledem na zamezení zdroje kontaminace směrem k pacientovi (jedná se často o kompozitní materiály tvořené např. netkanou textilií a polyethylenovým filmem) potřeba opakovaně použitelných chirurgických plášťů, které zároveň splňují výše zmíněná kritéria, mělo za následek aplikaci textilních výrobních technologií používaných původně pro prostory tzv. čistých prostředí

46 Chirurgické masky různé požadavky na míru filtrace (podle použití) tvořeny vícevrstvým textilním materiálem: SMS vnitřní vrstva je tvořena velmi jemnými skleněnými vlákny nebo syntetickými mikrovlákny z obou stran je krytá netkanou textilií z naplavené vlákenné vrstvy Základní požadavky: vysoká filtrační kapacita vysoká úroveň prodyšnosti malá hmotnost zdravotně nezávadný nealergický materiál Jednorázové pokrývky hlavy netkané textilní materiály zpevnění vlákenné vrstvy zaplétáním vláken vodním paprskem

47 Chirurgické zástěny a krycí roušky Zástěny Roušky pacienta zakrytí pacienta přikrytí pracovní plochy kolem (v blízkosti) prodyšnost, komfort a odpor k mikrobiologickému znečištění netkané textilie, tkaniny, speciální smyčkové PES osnovní pleteniny vícevrstvé - textilní materiál + tenký film (zátěr nebo membrána) (absorpce potu z těla i tekutiny z rány + nepropustnost pro bakterie)

48 Oděvní výrobky pro zdravotní sestry i pacienty komfort a trvanlivost z konvenčních tkanin na izolačních pokojích a jednotkách intenzívní péče jednorázové ochranné oděvy - minimalizace přenosu infekce (NT)

49 Inkontinenční výrobky - jednorázové pleny, ploché podložky, kombinace kompozitní materiály - navrstvení NT inkontinenční podložky obsahují také osnovní nebo zátažné vlasové nebo flízové pleteniny (PES) některé napěněné PVC inteligentní podložky - signalizace přítomnosti vlhkosti

50 Rozdělení inkontinenčních pomůcek 1. Pro velmi lehkou až středně stresovou inkontinenci Výrobky: vložky pro lehkou inkontinenci, fixační kalhotky, kondomy urinální, sáčky sběrné urinální, svotka inkontinenční pro muže. 2. Pro II. stupeň střední a těžké inkontinence Výrobky: pleny vložné, vložky, fixační kalhotky, kondomy urinální, sáčky sběrné urinační, svotka inkontinenční pro muže. 3. Pro III. stupeň střední a těžké inkontinence Výrobky: kalhotky plenkové, kondomy urinální, sáčky sběrné urinální, svotka pro muže Toto rozdělení neurčuje diagnózu, ale stupeň finanční náročnosti na ošetřování. Další rozdělení inkontinenčních pomůcek můžeme mít podle tvaru kalhotky, vložky, anatomické a neanatomické vložné pleny

51 Pomůcky pro inkontinenci Absorpční pomůcky pro I. a II. stupeň dále rozlišujeme podle gramáže: Vložka absorpční- pomůcka o hmotnosti do 60 g Plena absorpční- pomůcka nad 60 g Podložky absorpční- spíše potřebné pro III: stupeň inkontinence

52 Dětské jednorázové pleny Vyžaduje se zde stejně jako u plen pro inkontinentní pacienty vysoká absorpce moči, zadržení tekutiny uvnitř absorpčního jádra, izolace vlhkosti od dětské pokožky, zabránění šíření a izolace tekutiny Dětská jednorázová plena

53 Historie plen Pravěk listy Starověk úzké pruhy (len, vlna) Do roku 1800 první náznaky klasických plen Švédsko 1942 první jednorázová vložka 1947 poprvé použita NT 60. léta dřevní buničina, celulózová vlákna 1970 Johnson&Johnson uzavírací systém 1983 použití elastomerů Superabsorbent 90. léta SMS 1991 bariéry proti protečení

54 Přehled jednorázových dětských plen v období Jádro Vrchní vrstva Spodní vrstva Textilní, bavlna nebo vlna Hedvábný papír, papír nebo gáza Odpuzující plátno nebo sukno. Vlákenný pulp, pulp a SAP PP spunbond PP film. Doplňky Pásek, špendlík. Suché zipy, háčky a očka. Elastik Přírodní pojiva. Synt. film a vlákna. Pojení Přírodní pojiva. Synt. adh./term. nebo ultrazvuk. poj.

55 Konstrukce jednorázových plen vrchní vrstva NT POP vlákna Akviziční vrstva Transportní neboli distribuční vrstva Absorpční jádro z celulózy a superabsorbentu Obal absorpčního jádra Spodní folie Fixační pásky

56 První generace plen: Kde (1) vrchní vrstva, (2) absorpční jádro, (3) spodní vrstva, (4) celulóza.

57 Současný výrobek: Kde (1) vrchní vrstva, (2) absorpční jádro v hedvábném papíru, (3) spodní vrstva, (4) celulóza, (5) SAP, (6) hydrofóbní bariéry, (7) akviziční vrstva, (8) distribuční vrstva.

58 Co je to superabsorbent polymerní materiál polyakrylát nebo polyakrylamid ve vodném roztoku polymer bobtná a vytváří gel pohlcuje a zadržuje tekutinu v plence hygienicky nezávadný dostatečně rychlá sorpce kapaliny Formy SAP: drobné částice, prášek, vlákna, membrány, mikrogranule, kapalina schopen pohltit až 2000 násobek své hmotnosti

59 Aktuální trendy v aplikaci SAP Dětské pleny tzv. 3. generace obsahují v sorpčním jádře asi 10 g SAP, který musí být sesíťovaný Zamezení efektu gelblocking

60 Akviziční distribuční vrstva Základní požadavky: rychle a opakovaně odvádět tekutinu rozvádět kapalinu ve vodorovném směru rovnoměrně a po celém povrchu efektivně přivést kapalinu k absorbčnímu jádru zůstat v suchém stavu po odvedení kapaliny (komfort) První dvě vrstvy jsou z objemné, termicky pojené NT Spodní vrstva je tvořena tenkou, termicky pojenou netkanou textilií (pojeno kalandrem)

61 Nový trend látkové pleny Sortiment Kalhotové pleny Froté pleny Vícevrstvé skládané pleny Separační pleny Svrchní pleny Vkládací plenečky Tréninkové pleny

62 PROČ LÁTKOVÉ PLENY Zdravotní důvody Ekologické důvody Finanční důvody

63 Inteligentní textilie ve zdravotnictví Tři základní oblasti: léčba diagnostika monitoring

64 Využití textilních materiálů pro lékařskou diagnostiku a monitoring nemocnice stres napojení na monitorování inteligentní textilní materiály přátelské monitorovací systémy volnost pohybu (oděv * napojení na přístroje) konvenční elektrody jsou používány v kombinaci s elektro-gelem (vodivý kontakt - dráždění pokožky, zjemnění, poranění) cílem je rozšíření schopností textilních materiálů na schopnost snímání elektrických signálů a přeměna konvenčních senzorů na textilní senzory

65 Textilie generující terapeutický materiál syntetická vlákna - přidány částice léku (aditiva, enkapsulace) z oděvu se pomalu průběžně uvolňuje působením tělesného tepla a otěrem léčivo do kůže nemocného např.: kortikoidy, brufen a řada dalších léků pro různé chronické choroby (např. kožní ekzémy apod.), vitamíny, nikotin + nezatěžuje zažívací ústrojí pacienta +