على الرغم من أن مادة PTFE (متعدد رباعي فلورو الإيثيلين)مادة البولي تترافلوروإيثيلين (ePTFE)(البولي تترافلوروإيثيلين الموسع) له نفس الأساس الكيميائي، لكن هناك اختلافات كبيرة في التركيب والأداء ومجالات التطبيق.
التركيب الكيميائي والخواص الأساسية
يُصنع كل من البولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) والبولي تترافلوروإيثيلين الموسع (ePTFE) من مونومرات رباعي فلورو الإيثيلين، وكلاهما يحمل الصيغة الكيميائية (CF₂-CF₂)ₙ، وهما مادتان خاملتان كيميائيًا للغاية ومقاومتان لدرجات الحرارة العالية. يُصنع البولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) عن طريق التلبيد بدرجة حرارة عالية، حيث تتراصف السلاسل الجزيئية بشكل وثيق لتشكيل بنية كثيفة غير مسامية. أما البولي تترافلوروإيثيلين الموسع (ePTFE) فيُصنع باستخدام عملية تمديد خاصة لتحويل البولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) إلى ألياف عند درجات حرارة عالية، مما يُشكل بنية شبكية مسامية بنسبة مسامية تتراوح بين 70% و90%.
مقارنة الخصائص الفيزيائية
| سمات | مادة PTFE | مادة البولي تترافلوروإيثيلين (ePTFE) |
| كثافة | عالي (2.1-2.3 جم/سم³) | منخفض (0.1-1.5 جم/سم³) |
| نفاذية | لا نفاذية (كثيف تمامًا) | نفاذية عالية (تسمح المسامات الدقيقة بانتشار الغاز) |
| المرونة | صلب وهش نسبياً | مرونة عالية وقابلية للتمدد |
| القوة الميكانيكية | قوة ضغط عالية، مقاومة منخفضة للتمزق | مقاومة محسّنة للتمزق بشكل ملحوظ |
| المسامية | لا مسام | يمكن أن تصل المسامية إلى 70%-90% |
الخصائص الوظيفية
●مادة PTFE: فهي خاملة كيميائياً ومقاومة للأحماض القوية والقلويات القوية والمذيبات العضوية، ولها نطاق درجة حرارة من -200 درجة مئوية إلى +260 درجة مئوية، ولها ثابت عزل كهربائي منخفض للغاية (حوالي 2.0)، مما يجعلها مناسبة لعزل الدوائر عالية التردد.
● مادة ePTFE: تتميز هذه المادة ببنية دقيقة المسام توفر خصائص مقاومة للماء وقابلة للتهوية (مثل مبدأ Gore-Tex)، وتُستخدم على نطاق واسع في الغرسات الطبية (مثل رقع الأوعية الدموية). كما أن بنيتها المسامية مناسبة لحشوات منع التسرب (حيث تعود إلى وضعها الأصلي بعد الضغط لملء الفراغ).
سيناريوهات التطبيق النموذجية
● مادة PTFE: مناسبة لعزل الكابلات ذات درجات الحرارة العالية، وطلاءات تشحيم المحامل، وبطانات خطوط الأنابيب الكيميائية، وبطانات المفاعلات عالية النقاء في صناعة أشباه الموصلات.
● ePTFE: في مجال الكابلات، يتم استخدامه كطبقة عازلة لكابلات الاتصالات عالية التردد، وفي المجال الطبي، يتم استخدامه للأوعية الدموية الاصطناعية والخيوط الجراحية، وفي المجال الصناعي، يتم استخدامه لأغشية تبادل البروتونات في خلايا الوقود ومواد ترشيح الهواء.
لكل من PTFE وePTFE مزاياها الخاصة. يُعد PTFE مناسبًا للبيئات ذات درجات الحرارة والضغط العاليين والبيئات الكيميائية المسببة للتآكل نظرًا لمقاومته الفائقة للحرارة والمواد الكيميائية ومعامل الاحتكاك المنخفض. أما ePTFE، بفضل مرونته ونفاذيته للهواء وتوافقه الحيوي الناتج عن بنيته المسامية الدقيقة، فيُستخدم بكفاءة عالية في الصناعات الطبية والترشيحية وصناعة موانع التسرب الديناميكية. ويجب تحديد اختيار المادة بناءً على متطلبات التطبيق المحدد.
ما هي تطبيقات مادة ePTFE في المجال الطبي؟
مادة البولي تترافلوروإيثيلين الموسع (ePTFE)يُستخدم على نطاق واسع في المجال الطبي، ويعود ذلك أساسًا إلى بنيته المسامية الدقيقة الفريدة، وتوافقه الحيوي، وخصائصه غير السامة وغير المسببة للحساسية وغير المسرطنة. وفيما يلي تطبيقاته الرئيسية:
1. مجال القلب والأوعية الدموية
الأوعية الدموية الاصطناعية: يُعدّ البولي تترافلوروإيثيلين الموسع (ePTFE) أكثر المواد الاصطناعية استخدامًا في صناعة الأوعية الدموية الاصطناعية، حيث يُمثّل حوالي 60% منها. تسمح بنيته المسامية الدقيقة بنمو خلايا الأنسجة البشرية والأوعية الدموية داخله، مما يُشكّل اتصالًا قريبًا من الأنسجة الذاتية، وبالتالي يُحسّن من سرعة التئام الأوعية الدموية الاصطناعية ومتانتها.
رقعة القلب: تُستخدم لإصلاح أنسجة القلب، مثل غشاء التامور. يمكن لرقعة القلب المصنوعة من مادة ePTFE أن تمنع الالتصاقات بين أنسجة القلب وعظم القص، مما يقلل من خطر الحاجة إلى جراحة ثانوية.
الدعامات الوعائية: يمكن استخدام مادة ePTFE لصنع طلاء الدعامات الوعائية، كما أن توافقها الحيوي الجيد وخصائصها الميكانيكية تساعد في تقليل الالتهاب والتخثر.
2. الجراحة التجميلية
زراعة الوجه: يمكن استخدام مادة البولي تترافلوروإيثيلين الموسع (ePTFE) لصنع مواد تجميلية للوجه، مثل تجميل الأنف وحشوات الوجه. يساعد تركيبها المسامي الدقيق على نمو الأنسجة ويقلل من رفض الجسم لها.
زراعة العظام: في مجال جراحة العظام، يمكن استخدام مادة ePTFE لتصنيع غرسات المفاصل، كما أن مقاومتها الجيدة للتآكل وتوافقها الحيوي يساعدان على زيادة عمر خدمة الغرسات.
3. تطبيقات أخرى
رقع الفتق: يمكن لرقع الفتق المصنوعة من مادة ePTFE أن تمنع بشكل فعال تكرار الفتق، كما أن بنيتها المسامية تساعد على اندماج الأنسجة.
الخيوط الجراحية الطبية: تتميز خيوط ePTFE بمرونة جيدة وقوة شد عالية، مما يقلل من التصاق الأنسجة بعد الجراحة.
صمامات القلب: يمكن استخدام مادة ePTFE في تصنيع صمامات القلب، كما أن متانتها وتوافقها الحيوي يساعدان على زيادة عمر خدمة الصمامات.
4. طلاءات الأجهزة الطبية
يمكن أيضًا استخدام مادة ePTFE في طلاء الأجهزة الطبية، مثل القسطرة والأدوات الجراحية. ويساعد معامل الاحتكاك المنخفض والتوافق الحيوي لهذه المادة على تقليل تلف الأنسجة أثناء الجراحة.
تاريخ النشر: 27 أبريل 2025