پلی‌پروپیلن در صنعت پزشکی کاربردهای حیاتی دارد؛ از بخیه‌های غیر قابل جذب جراحی گرفته تا توری‌های جراحی (مش) و حتی منسوجات بهداشتی یک‌بارمصرف، که همه از زیست‌سازگاری و استحکام این ماده بهره می‌برند. ویژگی‌های خاص پلی‌پروپیلن مانند سازگاری با بافت زنده و مقاومت در برابر مواد شیمیایی بدن، آن را به یک مادهٔ ایده‌آل برای بسیاری از کاربردهای پزشکی تبدیل کرده است. در ادامه به مهم‌ترین موارد کاربرد پلی‌پروپیلن در صنعت پزشکی، ویژگی‌های فنی مرتبط، مزایا و معایب و جهت‌گیری‌های آینده می‌پردازیم.
کاربردهای اصلی پلی‌پروپیلن در صنعت پزشکی
- بخیه‌های جراحی غیرقابل جذب: یکی از شناخته‌شده‌ترین کاربردهای پلی‌پروپیلن در صنعت پزشکی، ساخت نخ بخیۀ جراحی (suture) است. نخ بخیۀ پلی‌پروپیلن به‌صورت تک‌رشته‌ای (مونوفیلامنت) تولید می‌شود و به دلیل انعطاف‌پذیری بالا و واکنش ندادن با بافت بدن، برای ترمیم بافت‌ها ایده‌آل است. این نخ جزو بخیه‌های غیر قابل جذب است و در جراحی‌هایی که نیاز به ماندگاری طولانی نخ در بدن است به کار می‌رود. خاصیت سطح صاف مونوفیلامنت پلی‌پروپیلن موجب می‌شود عبور نخ از بافت با کمترین اصطکاک انجام شود و آسیب کمتری به بافت بزند. بسیاری از نخ‌های بخیۀ مورد استفاده در اتاق عمل، ساختاری از پلی‌پروپیلن دارند.
- مش‌های جراحی و ایمپلنت‌ها: توری‌های جراحی (مش) که برای تقویت بافت‌های ضعیف شده مثلاً در ترمیم فتق (هرنی) استفاده می‌شوند، عمدتاً از پلی‌پروپیلن بافته می‌شوند. این مش‌ها غیر قابل جذب بوده و پس از کاشت در بدن، ساختاری محکم برای نگه‌داشتن اندام یا بافت موردنظر فراهم می‌کنند. پلی‌پروپیلن به دلیل سازگاری بالا با بدن و عدم ایجاد واکنش شدید، سال‌هاست مادهٔ اصلی ساخت مش‌های هرنی و نیز برخی پروتزهای بافت نرم بوده است. علاوه بر هرنی، در ترمیم افتادگی اندام‌های لگنی (مانند مثانه) نیز از مش‌های پلی‌پروپیلنی استفاده می‌شود. این توری‌ها ضمن استحکام، انعطاف کافی برای سازگاری با حرکت بدن را دارند.
- باند و پانسمان‌های پزشکی: نخ و الیاف پلی‌پروپیلن در تولید انواع پانسمان‌ها و باندهای پزشکی نیز نقش دارند. بسیاری از گازهای استریل و باندهای جدید از لایه‌های منسوج بی‌بافت (Non-woven) پلی‌پروپیلن تهیه می‌شوند که هم استحکام مکانیکی برای حفاظت زخم را دارند و هم استریل و ضدحساسیت هستند. لایه‌های پلی‌پروپیلنی در پانسمان‌ها به‌عنوان لایه‌ای که روی زخم قرار می‌گیرد استفاده می‌شود تا علاوه بر حفظ رطوبت مطلوب زخم, از نفوذ میکروب نیز جلوگیری کند. همچنین نخ‌های پلی‌پروپیلنی برای بانداژهای الاستیک به‌صورت درهم‌تنیده با سایر الیاف به کار می‌روند تا بانداژ هم کشسان باشد و هم محکم.
- منسوجات بهداشتی یک‌بارمصرف: حجم بزرگی از تجهیزات و لوازم یک‌بارمصرف پزشکی از پلی‌پروپیلن ساخته می‌شوند. به‌عنوان‌مثال، ماسک‌های جراحی و فیلترهای آن‌ها، لباس‌های اتاق عمل (گان و کلاه)، روکش‌های کفش و زیراندازهای بهداشتی، همگی اغلب از منسوجات بی‌بافت پلی‌پروپیلنی تهیه می‌شوند. این منسوجات به دلیل ارزان بودن و امکان تولید انبوه، برای مصارف یک‌بارمصرف بسیار مناسب‌اند و پس از استفاده دور ریخته می‌شوند. بحران‌هایی مانند پاندمی کووید-۱۹ اهمیت این مواد را دوچندان نشان داد، جایی که تولید و تأمین به‌موقع ماسک‌ها و گان‌های پلی‌پروپیلنی نقش اساسی در حفظ سلامت کادر درمان ایفا کرد.
ویژگی‌های فنی پلی‌پروپیلن در کاربردهای پزشکی
- زیست‌سازگاری بالا: پلی‌پروپیلن در تماس با بافت زنده واکنش شدیدی ایجاد نمی‌کند. نخ بخیۀ پلی‌پروپیلن باعث حداقل واکنش التهابی در بدن می‌شود و بدن انسان آن را به‌عنوان ماده‌ای بیگانه و خطرناک تلقی نمی‌کند. این ویژگی حیاتی است، چرا که هرگونه واکنش شدید می‌تواند روند ترمیم زخم یا تطبیق ایمپلنت را مختل کند.
- استحکام کششی و دوام بلندمدت: نخ‌های پلی‌پروپیلن استحکام لازم برای نگه داشتن بافت‌ها در کنار هم را دارند و این استحکام را در درازمدت حفظ می‌کنند. برخلاف بخیه‌های قابل جذب که پس از مدتی تضعیف می‌شوند، پلی‌پروپیلن در بدن تجزیه نشده و استحکام خود را حفظ می‌کند. این امر به خصوص در بخیه‌های دائمی (مانند ترمیم دریچۀ قلب) و مش‌های جراحی که باید سال‌ها پایدار بمانند اهمیت دارد.
- انعطاف‌پذیری و گره‌پذیری مناسب: نخ بخیه باید قابلیت گره خوردن و محکم ماندن گره را داشته باشد. پلی‌پروپیلن با اینکه مونوفیلامنت است، انعطاف کافی برای گره زدن دارد و گره‌های ایجادشده با آن لغزش کمی دارند (هرچند نسبت به برخی نخ‌های بافته ممکن است کمی لیزتر باشد). انعطاف نخ پلی‌پروپیلن همچنین در توری‌های جراحی باعث می‌شود مش در زمان جایگذاری به شکل اندام درآید و پس از عمل بیمار احساس جسم خارجی سفت نکند.
- مقاومت در برابر تجزیۀ شیمیایی و آنزیمی: محیط داخل بدن مملو از آنزیم‌ها و مواد شیمیایی (مانند مایعات بدن) است که می‌توانند برخی مواد را تجزیه یا تضعیف کنند. پلی‌پروپیلن نسبت به آنزیم‌های بدن و pH مایعات بدن مقاوم است و دچار هیدرولیز یا خوردگی شیمیایی نمی‌شود. این ویژگی باعث می‌شود نخ و مش پلی‌پروپیلن بتوانند سال‌ها بدون تغییر در بدن باقی بمانند.
- استریل‌پذیری: وسایل پزشکی باید قبل از استفاده استریل شوند. پلی‌پروپیلن را می‌توان با روش‌های مختلفی از جمله بخار (اتوکلاو در دمای حدود ۱۲۱ سلسیوس)، گاز اتیلن اکساید یا تابش گاما استریل کرد بدون آنکه خواص مکانیکی آن به شکل چشمگیر افت کند. این مزیت مهمی است چرا که نخ یا مش قبل از استفاده در عمل جراحی حتماً نیاز به استریل شدن دارد و ماده‌ای که نتوان آن را استریل کرد عملاً کاربردی نخواهد داشت.
- وزن کم و عدم چگالی در تصویر برداری: پلی‌پروپیلن چگالی پایینی دارد و در تصویربرداری‌های پزشکی (مثل رادیوگرافی یا MRI) تداخل ایجاد نمی‌کند. این نکته به‌ویژه در ایمپلنت‌هایی مانند مش‌های داخلی مهم است تا بعد از عمل بتوان برای پیگیری وضعیت بیمار تصویربرداری کرد بدون آنکه نخ یا مش مانع دیده‌شدن بافت‌ها شود (برخلاف مثلاً کلیپ‌های فلزی).
مزایا و معایب استفاده از پلی‌پروپیلن در پزشکی
مزایای استفاده از پلی‌پروپیلن در صنعت پزشکی:
- کاهش عفونت و التهاب پس از عمل: به دلیل خنثی بودن پلی‌پروپیلن، نخ‌ها و مش‌های ساخته شده از آن احتمال عفونت و واکنش التهابی کمتری نسبت به برخی مواد دیگر دارند. البته رعایت تکنیک استریل و اصول جراحی همچنان لازم است، اما جنس مواد بخیه و مش می‌تواند بر روند بهبود تأثیر بگذارد و پلی‌پروپیلن در این زمینه عملکرد خوبی نشان داده است.
- دسترسی آسان و هزینهٔ مقرون‌به‌صرفه: پلی‌پروپیلن نسبت به بسیاری از مواد تخصصی پزشکی (مثلاً پلیمرهای فلورینه یا نخ‌های مصنوعی پیچیده) ارزان‌تر است. این باعث شده بیمارستان‌ها و مراکز درمانی بتوانند به‌وفور از نخ‌های بخیۀ پلی‌پروپیلنی استفاده کنند بدون اینکه هزینهٔ سنگینی تحمیل شود. همچنین تولید این نخ‌ها نسبتاً ساده بوده و شرکت‌های داخلی نیز قادر به تولید آن هستند، لذا وابستگی به واردات کاهش یافته است.
- چند کاربردی بودن: یک ماده با مشخصات پلی‌پروپیلن می‌تواند برای چندین محصول پزشکی مختلف استفاده شود (از بخیه تا ماسک). این یک مزیت لجستیکی است چرا که مادۀ اولیۀ مشترک می‌تواند تأمین شود و سپس در خط تولید به محصولات متنوعی تبدیل گردد. ضمن اینکه تمام این محصولات پس از استفاده، قابل سوزاندن در زبالۀ بیمارستانی هستند و خاکستر سمی (مانند PVC) تولید نمی‌کنند.
- تحمل کشش مداوم: در برخی کاربردهای پزشکی (مثل کشش استخوان یا نگه داشتن اندام) نخ‌ها تحت تنش مداوم قرار می‌گیرند. پلی‌پروپیلن توان تحمل کشش طولانی مدت را دارد و دچار خزش قابل توجه یا پارگی زودرس نمی‌شود، بنابراین در وسایل کمکی ارتوپدی نیز به‌کار گرفته شده است.
معایب استفاده از پلی‌پروپیلن در صنعت پزشکی:
- نیاز به برداشت در بخیه‌های خارجی: از آنجا که نخ پلی‌پروپیلن جذب بدن نمی‌شود، بخیه‌هایی که برای بستن پوست یا بافت‌های خارجی استفاده می‌شوند باید بعد از چند روز کشیده (برداشته) شوند. این به معنای یک مرحلهٔ درمانی اضافه است. البته در مواردی که نخ در داخل بدن به کار رفته و باقی می‌ماند (مثل جراحی عروق)، این مسئله مطرح نیست.
- احتمال احساس جسم خارجی: هرچند پلی‌پروپیلن زیست‌سازگار است، اما حضور آن به‌صورت جسم خارجی در بدن می‌تواند در برخی بیماران احساس ناراحتی ایجاد کند. مثلاً عده‌ای از بیماران وجود مش هرنی را به‌صورت احساس سفتی یا کشیدگی در محل عمل گزارش می‌کنند. این موضوع بیشتر به ابعاد و محل ایمپلنت مربوط است و مادۀ پلی‌پروپیلن در اغلب موارد به‌خوبی با بافت یکی می‌شود، بااین‌حال همیشه مقداری احساس جسم خارجی ممکن است وجود داشته باشد.
- خطر عفونت در صورت آلودگی: اگرچه خود پلی‌پروپیلن محیط رشد باکتری نیست، اما در صورت آلودگی حین عمل، می‌تواند بستری برای تشکیل بیوفیلم باکتریایی شود. یعنی باکتری‌ها روی سطح مش یا نخ لانه کرده و عفونت مزمن ایجاد کنند. درمان عفونت مرتبط با ایمپلنت گاه دشوار است و ممکن است نیاز به خروج مش یا نخ باشد. بنابراین رعایت شرایط استریل در زمان استفاده از این مواد حیاتی است.
- انعطاف کمتر نسبت به برخی نخ‌های دیگر: نخ پلی‌پروپیلن مونوفیلامنت به دلیل ساختار خود نسبت به نخ‌های بافته (مانند نخ ابریشم یا پلی‌استر بافته) کمی خشک‌تر است و گره زدن آن دقت بیشتری می‌خواهد. برخی جراحان برای بخیه‌های پوستی ترجیح می‌دهند از نخ‌های نرم‌تر استفاده کنند که گره‌های امن‌تری بدهند. هرچند با تکنیک صحیح، گره‌های نخ پلی‌پروپیلن نیز کاملاً مطمئن هستند.
- محدودیت استریل‌سازی با گاما در درازمدت: مطالعات نشان داده‌اند که در صورت استریل کردن چندباره یا نگهداری طولانی‌مدت نخ پلی‌پروپیلن تحت پرتوتابی گاما، ممکن است اندکی شکننده‌تر شود. از این رو معمولاً نخ‌های بخیه تاریخ انقضا دارند و پس از مدتی اگر استفاده نشوند تعویض می‌گردند تا خواص مکانیکی بهینه حفظ شود.
چشم‌انداز پلی‌پروپیلن در صنعت پزشکی
انتظار می‌رود در سال‌های آینده نیز پلی‌پروپیلن جایگاه خود را به‌عنوان ماده‌ای اساسی در پزشکی حفظ کند و حتی گسترش یابد:
- پیشرفت در بخیه‌ها و مش‌های بهبود‌یافته: پژوهشگران در تلاش‌اند بخیه‌های هوشمند یا مش‌های ارتقا یافته توسعه دهند. برای مثال، پوشش دادن نخ بخیۀ پلی‌پروپیلن با مواد ضد باکتری (مثل ترکیبات نقره یا کلرهگزیدین) می‌تواند به کاهش عفونت محل بخیه کمک کند. همچنین ساخت مش‌هایی از پلی‌پروپیلن با طراحی سه‌بعدی که بهتر در بافت ادغام شوند، حوزه‌ای فعال در تحقیق است. این نوآوری‌ها می‌توانند کاربردهای پلی‌پروپیلن در جراحی را ایمن‌تر و مؤثرتر سازند.
- افزایش ظرفیت تولید داخلی مواد بهداشتی: تجربهٔ پاندمی کرونا نشان داد که اتکا به واردات اقلامی چون ماسک و گان می‌تواند چالش‌زا باشد. بسیاری از کشورها از جمله ایران به دنبال خودکفایی در تولید منسوجات بی‌بافت پزشکی برآمدند و خطوط تولید اسپان‌باند و ملت‌بلون پلی‌پروپیلن را توسعه دادند. انتظار می‌رود این روند ادامه یابد و سرمایه‌گذاری بیشتری در تولید الیاف و منسوجات پلی‌پروپیلنی پزشکی صورت گیرد تا نیاز مراکز درمانی به طور پایدار تأمین شود.
- توسعۀ جایگزین‌های زیست‌تخریب‌پذیر (در برخی کاربردها): هرچند پلی‌پروپیلن غیرقابل جذب است، اما در مواردی که نیاز به جذب خودبه‌خودی نخ باشد (مثل بخیۀ زیرپوستی), جای خود را به پلیمرهای جذب‌شونده خواهد داد. در آینده ممکن است پلیمرهای جدیدی با ترکیب پلی‌پروپیلن ایجاد شوند که خواص هر دو (ماندگاری و جذب) را تا حدی ترکیب کنند. مثلاً مش‌هایی که قسمت‌های نگهدارنده‌شان پلی‌پروپیلن باشد ولی پوششی جذب‌شونده برای کاهش التهاب داشته باشند.
- گسترش کاربرد در تجهیزات پزشکی پیشرفته: با پیشرفت فناوری، احتمال دارد پلی‌پروپیلن به شکل الیاف در ساخت تجهیزات پزشکی نوین به کار رود. برای مثال، ساخت فیلترهای ریز بافت برای دیالیز یا دستگاه‌های تصفیۀ خون با الیاف نانوی پلی‌پروپیلن, یا استفاده از داربست‌های الیافی پلی‌پروپیلن در مهندسی بافت (هرچند برای بافت زنده بیشتر مواد جذب‌شونده استفاده می‌شوند). به طور کلی، ماهیت چند منظورۀ پلی‌پروپیلن نویدبخش ادامۀ حضور آن در تکنولوژی‌های پزشکی آینده است.
پلی‌پروپیلن در عرصۀ پزشکی به‌عنوان ماده‌ای مطمئن، مقرون‌به‌صرفه و کارآمد، نقشی اساسی ایفا می‌کند. از اتاق عمل تا بخش‌های بستری، رد پای این ماده را می‌توان در تجهیزات و ملزومات گوناگون مشاهده کرد. ترکیب منحصربه‌فرد سازگاری زیستی و دوام مکانیکی پلی‌پروپیلن آن را به انتخابی استاندارد برای بخیه‌ها و پروتزهای داخلی بدل کرده است و درعین‌حال در حوزۀ اقلام یک‌بارمصرف بهداشتی نیز بی‌رقیب ظاهر شده است. به نظر می‌رسد با تداوم نوآوری‌ها، پلی‌پروپیلن همچنان نخ اتصال‌دهنده میان علم مواد و علم پزشکی باقی بماند.
