Живая клетка является своего рода полимером. В медицинских изделиях обычно частично используются полимеры какого-то вида, которые вступают в реакцию со свободными радикалами. Ниже приведены некоторые примеры.

Полимер может быть в поперечной связи и/и ли разорванным с цепью. Типичный полимер с сетчатой структурой – это полиэтилен, который путем увеличения радиационной дозы можно укрепить и сделать более устойчивым. Для достижения эффекта необходима доза 100-300 kGy. Типичными вариантами применения являются, например, убывающие «чулки» и термокабели в производстве проводов. Из всех полимеров проще всего разрушается тефлон (PTFE), поэтому остатки тефлона можно облучать, чтобы получить в качестве остаточного вещества порошок, который можно повторно использовать в производстве красок. Все остальные полимеры находятся в части чувствительности к излкчению междук полиэтиленом и тефлоном. Необходимая для стерилизации медицинских пластиков доза облучения обычно относительно невелика и не оказывает существенного влияния на свойства пластиков. И все же есть некоторые материалы, которые не подходят для стерилизации при помощи облучения.

Мнолгие материалы меняют при облучении цвет, особенно старые PVC. Сегодня большинство пластиков, включая PVC, можно приобрести в такой форме, которая не темнеет под воздействием облучения. Изменение цвета само по себе не влияет на другие свойства материала. В медицинской промышленности уже с пятидесятых годлов используются пластики, которые желтеют под воздействием облучения, такое изменение цвета является косвенным подтверждением того, что изделия стерильны. Поэтому, хотя существует возможность использовать материалы, которые не меняют цвет, во многих случаях это, исходя из разумных соображений, все же не делается.

Наиболее распространенными материалами являются PE, PP, PVC, EVA, PS, PU, PC и силикон. Все этьи материалы можно обрабатывать при помощи облучения, только в случае с РР требуется соблюдать некоторую осторожность, и производитель сам должен решить, возможно облучение или нет (свойства обычного РР значительно ухудшаются под воздействием облучения).

Как правило, ароматные полимеры более резистентны по отношению к облучению, чем алифатные полимеры. При помощи добавок, напр., антиоксидантов, можно ограничить или даже полностью устранить негативное воздействие.

Целлюлоза немного ослабевает под воздействием облучения, поскольку перерезаются полимерные цепочки. Обычно такое уменьшение прочности и гибкости не является важным для медицинских приспособлений. В качестве нового метода бумажную массу можно было бы обрабатывать при помощи облучения до изготовления бумаги, это сделает волокна целлюлозы тоньше и химически чувствительнее, поэтому уменьшится потребность в использовании серной кислоты при дальнейшей обработке (бумажная масса станет дешевле, а ее свойства улучшатся).

Подобным же образом облучение можно применять и в медицинской сфере при производстве вакцин. Например, при помощи облучения можно собъединить активные молекулы в приемлемые для пищеварения полисахариды. Таким образом, облучение является эффективным средством при изменении свойств материалов.

Металлы, например, титан и сталь, можно облучать подобно другим материалам, здесь вопрос только в плотности вещества. Бета-излучение из-за высокой дозы радиации может вызвать в веществе повышение температуры. Например, в острие игл замечено повышение температуры до 50 градусов, что может привести к свариванию острия иглы с защитным наконечником. Чтобы этого избежать, можно давать дозу небольшими порциями и на протяжении более длительного времени, выдерживая после каждой порции интервал в несколько часов. Такое облучение несколькими порциями представляет собой нормальную практику, например, при лечении раковых опухолей, поскольку способность сопротивления организма большим дозам ограничена.

Наличие кислорода в облучаемом веществе иногда может вызвать проблемы, например, если поверхность материала чувствительна к окислению. В качестве решения для предотвращения окисления можно использовать азотный барьер.

ОСНОВНЫЕ ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В МЕДИЦИНЕ ПЛАСТИКИ

Физические свойства и сферы применения приведенные по объему ежегодной эксплуатации

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

ЗАВИСИМОСТЬ ОТ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Все упаковки содержат воздух, который при облукчении ионизирует, образуя озон. Доза облучения 25 KGy создает внутри обычной упаковки концентрацию озона в 100 промиллей. Поскольку время распада озона короткое (около 1 часа), то концентрация озона уменьшается за 7 часов до 1 промилле. Сам по себе озон также является стерилизатором.

Облучение является, в основном, холодным процессом. Повышение температуры при использовании гамма-излкчения составляет менее 5 °, при бета-излкчении оно может быть значительно больше, особенно это касается металлов. Поэтому перед обычным процессом облучения необходимо проверить температурный фактор.

Наличие влажности ускоряет большинство химических реакций. Возникающие в процессе обулчения радикалы также являются химикатами, во влажной среде они двигаются более свободно, и их стерилизующее воздействие увеличивается. С другой стороны, микробы также любят влажную среду и размножаются в нем гораздо быстрее. Эти два фактора работают друг против друга, и бесконтрольное распространение микробов перевешивает полезные свойства влажности. Поэтому жидкости, например, воду для полоскания глаз, следует стерилизовать перед использованием/упаковкой несколько часов или хранить до стерилизации при низкой температуре (+4 oC).

Некоторые фармацевтические изделия очень чувствительны к радиации. В таком случае их можно облучать при сверхнизких температурах (до - 196oC, жидкий азот). Но одной только низкой температуры недостаточно, еще более важным фактором является медленная заморозка материалов. Если все делать правильно, можно стерилизовать даже такое вещество как инулиновый сироп. При медленном процессе гамма-излучения удается сохранять низкие температуры, это является проблемой при бета-излучении.