למרות ש-PTFE (פוליטטראפלואורואתילן) ו-ePTFE(פוליטטראפלואורואתילן מורחב) בעלי אותו בסיס כימי, אך יש להם הבדלים משמעותיים במבנה, בביצועים ובתחומי היישום.
מבנה כימי ותכונות בסיסיות
גם PTFE וגם ePTFE מיוצרים ממונומרים של טטראפלואורואתילן, ולשניהם הנוסחה הכימית (CF₂-CF₂)ₙ, שהם אינרטיים מאוד מבחינה כימית ועמידים לטמפרטורות גבוהות. PTFE נוצר על ידי סינטור בטמפרטורה גבוהה, ושרשראות המולקולריות מסודרות בקפידה ליצירת מבנה צפוף ולא נקבובי. ePTFE משתמש בתהליך מתיחה מיוחד כדי לגרום ל-PTFE להתגבש בטמפרטורות גבוהות וליצור מבנה רשת נקבובי עם נקבוביות של 70%-90%.
השוואה של תכונות פיזיקליות
| תכונות | PTFE | ePTFE |
| צְפִיפוּת | גבוה (2.1-2.3 גרם/סמ"ק) | נמוך (0.1-1.5 גרם/סמ"ק) |
| חֲדִירוּת | אין חדירות (צפוף לחלוטין) | חדירות גבוהה (מיקרו-נקבוביות מאפשרות דיפוזיה של גזים) |
| גְמִישׁוּת | קשה יחסית ושביר | גמישות ואלסטיות גבוהות |
| חוזק מכני | חוזק דחיסה גבוה, עמידות נמוכה בפני קריעה | עמידות בפני קריעה משופרת משמעותית |
| נַקבּוּבִיוּת | אין נקבוביות | נקבוביות יכולה להגיע ל-70%-90% |
מאפיינים פונקציונליים
●PTFE: הוא אינרטי מבחינה כימית ועמיד בפני חומצות חזקות, בסיסים חזקים וממסים אורגניים, בעל טווח טמפרטורות של -200°C עד +260°C, וקבוע דיאלקטרי נמוך במיוחד (כ-2.0), מה שהופך אותו מתאים לבידוד מעגלים בתדר גבוה.
● ePTFE: המבנה המיקרו-נקבובי יכול להשיג תכונות אטימות למים ונשימה (כגון עקרון Gore-Tex), והוא נמצא בשימוש נרחב בשתלים רפואיים (כגון מדבקות כלי דם). המבנה הנקבובי מתאים לאיטום אטמים (החזרה לאחר הדחיסה למילוי הפער).
תרחישי יישום אופייניים
● PTFE: מתאים לבידוד כבלים בטמפרטורה גבוהה, ציפויי סיכה למסבים, ציפויי צינורות כימיים וציפויי כורים בעלי טוהר גבוה בתעשיית המוליכים למחצה.
● ePTFE: בתחום הכבלים, הוא משמש כשכבת בידוד של כבלי תקשורת בתדר גבוה, בתחום הרפואי, הוא משמש לכלי דם מלאכותיים ותפרים, ובתחום התעשייתי, הוא משמש לממברנות לחילוף פרוטונים בתאי דלק וחומרי סינון אוויר.
ל-PTFE ול-ePTFE יתרונות משלהם. PTFE מתאים לסביבות בטמפרטורות גבוהות, בלחץ גבוה ובסביבות קורוזיביות כימיות בזכות עמידותו הגבוהה בחום, עמידותו לכימיקלים ומקדם החיכוך הנמוך שלו; ePTFE, בזכות גמישותו, חדירותו לאוויר וביו-תאימותו הודות למבנה המיקרו-נקבובי שלו, מתפקד היטב בתעשיות הרפואה, הסינון והאיטום הדינמי. בחירת החומר צריכה להיקבע על סמך הצרכים של תרחיש היישום הספציפי.
מהם היישומים של ePTFE בתחום הרפואי?
ePTFE (פוליטטראפלואורואתילן מורחב)נמצא בשימוש נרחב בתחום הרפואי, בעיקר בשל מבנהו המיקרופורוזי הייחודי, ביו-קומפטביליות, תכונותיו הלא רעילות, הלא-רגישות והלא-מסרטנות. להלן יישומו העיקריים:
1. תחום לב וכלי דם
כלי דם מלאכותיים: ePTFE הוא החומר הסינתטי הנפוץ ביותר לכלי דם מלאכותיים, והוא מהווה כ-60%. המבנה המיקרופורוזי שלו מאפשר לתאי רקמה אנושיים וכלי דם לגדול בו, וליצור קשר קרוב לרקמה עצמית, ובכך משפר את קצב הריפוי והעמידות של כלי דם מלאכותיים.
טלאי לב: משמש לתיקון רקמות לב, כגון קרום הלב. טלאי לב ePTFE יכול למנוע הידבקות בין רקמת הלב לעצם החזה, ובכך להפחית את הסיכון לניתוח משני.
סטנט וסקולרי: ניתן להשתמש ב-ePTFE לייצור ציפוי של סטנטים וסקולריים, והתאימות הביולוגית הטובה שלו ותכונותיו המכניות מסייעות בהפחתת דלקת ותרומבוז.
2. ניתוח פלסטי
שתלי פנים: ניתן להשתמש ב-ePTFE לייצור חומרים פלסטיים לפנים, כגון ניתוחי אף וחומרי מילוי לפנים. המבנה המיקרופורוזי שלו מסייע בצמיחת רקמות ומפחית דחייה.
שתלים אורתופדיים: בתחום האורתופדיה, ניתן להשתמש ב-ePTFE לייצור שתלי מפרקים, ועמידותו הטובה בפני שחיקה וביולוגיית התאימות שלו מסייעות להאריך את חיי השירות של השתלים.
3. יישומים אחרים
מדבקות בקע: מדבקות בקע עשויות מ-ePTFE יכולות למנוע ביעילות הישנות של בקע, והמבנה הנקבובי שלהן מסייע באינטגרציה של רקמות.
תפרים רפואיים: לתפרי ePTFE גמישות וחוזק מתיחה טובים, מה שיכול להפחית את הידבקות הרקמות לאחר הניתוח.
מסתמי לב: ניתן להשתמש ב-ePTFE לייצור מסתמי לב, ועמידותו ותאימותו הביולוגית מסייעות להאריך את חיי השירות של המסתמים.
4. ציפויים למכשור רפואי
ניתן להשתמש ב-ePTFE גם לציפויים של מכשירים רפואיים, כגון צנתרים ומכשירים כירורגיים. מקדם החיכוך הנמוך והביו-תאימות שלו מסייעים בהפחתת נזק לרקמות במהלך ניתוח.
זמן פרסום: 27 באפריל 2025