Elav rakk on omamoodi polümeer. Meditsiinitoodetes on tavaliselt osaliselt kasutatud mingit liiki polümeere, mis reageerivad vabade radikaalidega. Järgnevalt on toodud mõningad näited.

Polümeer võib olla ristseotud ja/või lõigatud ahelaga. Tüüpiline võrkstruktuuriga polümeer on polüetüleen, mida saab kiirgusdoosi suurendamise teel muuta tugevamaks ja vastupidavamaks. Efekti saavutamiseks on vajalik doos 100-300 kGy. Tüüpilisteks rakendusteks on näiteks kahanevad „sukad“ ja termokaablid juhtmetööstuses. Kõige lihtsamini purustatav polümeer on teflon (PTFE), seega võib teflonijääke kiiritada, et saada jääkainena pulber, mis on taaskasutatav värvitööstuses. Kõik muud polümeerid jäävad kiirgustundlikkuse suhtes polüetüleeni ja tefloni vahele. Meditsiiniliste plastide steriliseerimiseks vajaminev kiirgusdoos on tavaliselt suhteliselt väike ja see ei mõjuta kuigivõrd nende plastide omadusi. Siiski eksisteerivad mõningad materjalid, mis ei ole sobilikud steriliseerimiseks kiirguse abil.

Paljud materjalid muudavad kiiritamisel värvi, eriti vanemad PVC’d. Tänapäeval saab enamikke plaste, kaasaarvatud PVC’d, osta kujul, mis ei tumene kiirguse mõjul. Värvuse muutumine iseenesest ei mõjuta materjali muid omadusi. Meditsiinitööstuses on juba viiekümnendatest aastatest peale kasutatud plaste, mis muutuvad kiirguse mõjul kollakamaks, see värvuse muutumine on kaudseks tõendiks, et tooted on steriilsed. Seega, kuigi eksisteerib võimalus kasutada materjale, mis värvi ei muuda, seda paljudel juhtudel mõistlikkuse kaalutlustest lähtudes siiski ei tehta.

Kõige levinumateks materjalideks on PE, PP, PVC, EVA, PS, PU, PC ja silikoon. Neid kõiki on võimalik kiirgusega töödelda, ainult PP puhul tuleb olla mõneti ettevaatlik ja tootja peab ise otsustama, kas kiiritamine on võimalik või mitte (tavalise PP omadused halvenevad kiirguse toimel märgatavalt).

Üldreeglina on aromaatsed polümeerid kiirgusele resistentsemad kui alifaatsed polümeerid. Lisaainetega, nt. antioksüdantidega saab negatiivset mõju piirata või isegi kõrvaldada.

Tselluloos nõrgeneb veidi kiirguse mõjul, kuna polümeerahelad lõigatakse läbi. Tavaliselt pole see tugevuse ja paindlikkuse vähenemine meditsiiniliste rakenduste jaoks oluline. Uue meetodina töödeldaks paberimassi kiirguse abil enne paberi valmistamist, see muudab tselluloosi kiud peenemateks ja keemiliselt tundlikkumateks, seetõttu väheneb vajadus väävelhappe kasutamise järele edasisel töötlemisel (paberimass muutub odavamaks ja selle omadused paranevad).

Sarnasel viisil on kiirgust võimalik rakendada ka meditsiini valdkonnas vaktsiinide tootmisel. Näiteks saab aktiivseid molekule kiiritamise teel ühendada ainevahetusele vastuvõetavateks polüsahhariidideks. Kiiritamine on seega materjalide omaduste muutmisel tõhusaks vahendiks.

Metalle nagu titaani ja terast saab sarnaselt teiste materjalidega samuti kiiritada, küsimus on siinkohal ainult aine tiheduses. Beetakiirgus võib suure doosikiiruse tõttu põhjustada aines temperatuuri tõusu. Näiteks nõelaotstes on täheldatud temperatuuri tõusu kuni 50 kraadi, mis võib põhjustada nõelaotsa ja selle kattekorgi kokkukeevitumist. Selle vältimiseks on võimalik doosi anda väiksemates kogustes ja suurema aja vältel, pidades peale iga doosiportsioni andmist mõned tunnid vahet. Selline osadoosidega kiiritamine on normaalne praktika näiteks vähkkasvajate ravil, kuna organismi vastupanuvõime suurtele doosidele on limiteeritud.

Hapniku olemasolu kiiritatavas aines võib mõnikord põhjustada probleeme, näiteks kui materjali pind on oksüdeerumise suhtes tundlik. Lahendusena võib oksüdeerumise takistamiseks kasutada lämmastikubarjääri.

MEDITSIINIS PÕHILISELT KASUTATAVAD PLASTID

Physical Properties versus Application ranked by annual usage

(Source: POLYETHYLENES, Brian J. Pellon, Director, Technical Services, Rexene Corp. Dallas; MDDI, April 1994)

SÕLTUVUS KESKKONNATEGURITEST

Kõik pakendid sisaldavad õhku, mis kiiritamisel ioniseerub, tekitades osooni. 25 KGy kiirgusdoos tekitab tavalise pakendi sees 100 promillise osoonikontsentratsiooni. Kuna osooni poolestusaeg on lühike (umbes 1 tund), siis väheneb osooni kontsentratsioon 7 tunniga ühe promillini. Osoon on iseenesest samuti steriliseerija.

Kiiritamine on põhiliselt külm protsess. Temperatuuri tõus on gammakiirguse kasutamisel alla 5 °, beetakiirguse puhul võib see olla märgatavalt suurem, eriti metallide puhul. Seetõttu tuleb enne rutiinse kiiritamisprotsessi alustamist kontrollida temperatuurifaktorit.

Niiskuse juuresolu kiirendab enamikke keemilisi reaktsioone. Kiiritamise protsessis tekkivad radikaalid on samuti kemikaalid, niiskes keskkonnas liiguvad nad vabamalt ja nende steriliseeriv mõju suureneb. Teisest küljest naudivad ka mikroobid niisket keskkonda ja paljunevad selles märksa kiiremini. Need kaks faktorit töötavad teineteisele vastu ja kontrollimatu mikroobide vohamine kaalub niiskuse kasuliku toime üles. Seetõttu tuleb vedelikke, näiteks silmaloputusvett, steriliseerida mõni tund enne kasutamist/pakendamist või säilitada kuni steriliseerimiseni madalal temperatuuril (+4 oC).

Mõned farmaatsiatooted on kiirguse suhtes väga tundlikud. Sellisel juhul on neid võimalik kiiritada ülimadalatel temperatuuridel (kuni - 196oC, vedel lämmastik). Madalast temperatuurist üksi veel ei piisa, veelgi tähtsamaks faktoriks on materjalide aeglane külmutamine. Kuid kõike õigesti teha, on võimalik steriliseerida isegi sellist ainet nagu inuliinisiirup. Aeglase gammakiirgusprotsessi puhul õnnestub hästi madalaid temperatuure hoida, probleemiks on see beetakiirguse kasutamisel.