聚對二甲苯沉積對植入式醫療器械的益處
前言
醫療器械製造商考慮將聚對二甲苯保形塗層用於植入式器械的原因如下。
與其它常見的保形塗層相比，
聚對二甲苯塗層具有獨特的化學氣相沉積（CVD）過程。
聚對二甲苯為醫療植入物提供了精密的保護性保形塗層，使得醫療植入物可以在具有挑戰性的物理條件下實現特定的用途。其他性能特性增強了聚對二甲苯在手術植入和體內長期使用過程中的承受能力：
可靠的彈塑性測定性
在體液存在時的功能穩定性
罕見的生物相容性
出色的疏水性
聚對二甲苯薄膜同時起到了載體和控制機構的作用，將藥物投放到體內指定區域並控制藥物的釋放。塗層為植入物提供功能和性能保護，抵抗水和汗液以及化學品、腐蝕品和溶劑的作用，無論裝置是穿戴式的還是內部植入式的。
聚對二甲苯沉積
與其它常見的保形塗層相比，聚對二甲苯塗層具有獨特的化學氣相沉積（CVD）過程。用於聚對二甲苯應用的氣相沉積過程可通過包括陶瓷、複合物和金屬物質在內的範圍廣泛的底物/產品材料在複雜的植入物表面產生一層耐用、無針孔的保形薄膜。採用傳統的方法（塗刷、浸漬、噴塗等）塗布到印刷電路板上的丙烯酸樹脂、環氧樹脂、硅酮和烏拉坦等液體塗層會有積液、起脊或表面不平整等問題。氣相沉積能確保聚對二甲苯塗層比液體塗層更真正保形。
氣相化學真空聚合作用可將化學惰性的粉末狀聚對二甲苯二聚體轉變成分子水平的氣體形式。在沉積過程的第一階段，粉末狀的二聚體前體在真空中被加熱，開始變形成蒸氣。在氣態下，聚對二甲苯二聚體被輸送到爐腔，在超過600°C的溫度下接受處理，熱解成反應性的單體。最後，聚對二甲苯氣體沉積為沉積腔中的一層薄膜。聚對二甲苯的沉積不需要任何催化劑或溶劑。
氣體CVD應用的優點是易於穿透進最小的縫隙，以厚度均勻可控、符合植入物性能要求的一層塗層繃緊多層元件上的所有區域。
聚對二甲苯使用Gorham工藝，可減少危害性物質的使用和產生。聚對二甲苯沉積避免了濕法塗料經常遇到的問題——微小表面開口的起脊和塗層過厚。沉積過程在特殊的真空室中進行，使聚對二甲苯以微米/單個分子的水平穿透表面上的開口在似乎是閉合的結構內部形成塗層。聚對二甲苯沉積可完全而有效地將裝置的外部囊封於一層強性的保護性薄膜中。
保護醫療植入物
植入式醫療器械要受到保護方可起作用。有大量的植入式醫療器械受益於聚對二甲苯塗層的應用。因聚對二甲苯薄膜保護而獲得好處的醫療器械有：
腦探針
骨生長刺激物
骨針
插管
心臟輔助裝置(CAD)
導管
耳蝸植入物
電子電路
電外科設備(ESU)儀器
注射針頭
心軸
氣動外科器械
假體組件
各種矯形外科裝置
用於診斷性監測患者病情的感測器
超聲換能器
以下通過介紹三種裝置——CAD（心臟輔助裝置）、耳蝸植入物和感測性植入物，闡述了聚對二甲苯保形膜如何實現和增強植入物的功能。
心臟輔助裝置（CAD）
具有出色性能的聚對二甲苯保形塗層能夠對心臟起搏器和心電復律器-除顫器（ICD）等植入式CAD中精密複雜的醫用電子元件起到持續的保護作用。聚對二甲苯塗層可以密封這些裝置，保護它們不受心臟附近循環體液的腐蝕。這些裝置能夠激發並驗證患者的心跳是否正常，如果不正常，便會啟動防止心力衰竭或心功能異常的程序。具有聚對二甲苯塗層的CAD能夠有效地避免受到體液和類似生物污染物的影響，確保CAD電氣組件能夠持續正常運行。該塗層還有助於與降低人體對植入式CAD泄漏的電荷或材料的暴露，進一步保護患者。
耳蝸植入物
對於有聽力問題的人，可將耳蝸植入物放置進螺旋狀內耳腔中，在收到聲音振動時，刺激神經脈衝的產生。植入物的電子元件包含各種各樣的導體和電極。令人驚訝的是，耳朵是一個腐蝕性的環境，含硫量高，可損壞電子元件。薄薄的一層聚對二甲苯可用來完全地包裹植入物以防止硫和其他污染物損壞敏感的電子元件。在有些情況下，可通過氣相沉積法製造創新性的基於聚對二甲苯的柔性電極陣列，這些陣列的厚度僅為微米級別，但可提供充分的患者保護，提高裝置的壽命。
感測性植入物
感測性植入物被用於患者病情的診斷性監測，確保醫療器械按設計的功能工作。當感測器位於體內（各不同部位，從膀胱到腦部不等）時，需要塗布不會損害周圍組織的適宜的生物相容性材料，使感測器具有生物穩定性、耐腐蝕性、耐久性和增強的潤滑性，防止剝落或起塵。這種塗層可提高醫療器械的長期功能性。可受益於聚對二甲苯保形膜的感測器應用包括：
電化學阻抗分光鏡(EIS)，用來分類宮頸塗片或尿道膀胱感染；
肌動電流描記術(EMG)或內視設備用的微型電極陣列；
表面聲波(SAW)，用於氧氣等離子體治療或檢測細胞體積/抗體膜水平。
在所有的情況下，生物醫學感測器和相關的複合柔性感測平台會記錄器官和組織的實時生理活動。
結 論
聚對二甲苯保形塗層具有高生物相容性，通常與人體整合良好。除生物相容性外，聚對二甲苯塗層還具有生物穩定性、惰性、無毒，並且符合FDA的各種合規性指南，可增加醫療器械長期使用期間的抗微生物保護。聚對二甲苯可靠的超薄安全保形塗層對用於診斷性監控患者病情的MEMS/納米裝置有幫助。耐久、絕緣、無針孔的聚對二甲苯膜可以對植入式器械起到保形防護作用，將器械在使用期間泄漏侵入人體的可能性，避免患者的血液和內臟器官受到感染和刺激。
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