Ortopediskt Magasin

Silikon är en polymer organisk siloxan vilket innebär en förening av kisel- och syreatomer till vilken en organisk grupp, t.ex metyl, bundits. Den som har kemiboken i färskt minne kommer ihåg att en polymer är en mängd molekyler bundna till varandra i långa kedjor eller nät. Kedjornas längd och typen av bindningar molekylerna emellan påverkar materialets egenskaper. Valet av organisk grupp i polymeren påverkar också slutprodukten. Silikon finns i en mängd olika former. Från oljor, fetter och hartser till geler och gummin. Hos vätskorna är polymeren linjär och kort medan den är förnätad och lång hos gummina.
Materialet har många bra egenskaper. Generellt kan man säga att silikon är smörjmedel, släppmedel, isolator, beständigt mot solljus och värme samt kemikalier. Vidare är silikongummi lätt att rengöra, formnoggrant och formstabilt. Man kan skräddarsy ett material med i stort sätt vilka egenskaper som helst.

Silikon finns i en mängd olika former och för en mängd olika ändamål. Med additiv kan man förändra silikonets egenskaper.

Schematisk bild över silikonets struktur. Silikon byggs upp av långa kedjor av kisel- och syreatomer samt organiska grupper.

Vulkanisering – en nödvändig process
För att silikongummit ska erhålla sina slutgiltiga egenskaper så krävs en vulkanisering av materialet och beroende på hur denna procedur fortgår kan silikonet indelas i olika grupper. En vulkaniseringsprocess startas upp med hjälp av en katalysator som vanligtvis består av en metall eller en syra. Processen understöds sedan med hjälp av värme, tryck eller luftfuktigheten. När vulkaniseringen nått önskad effekt stoppas processen genom tillsats av inhibenter. Man skiljer mellan RTV-silikon och HTV-silikon vilket står för room temperature vulcanising respektive heat temperature vulcanising där det sistnämnda har betydligt bättre fysikaliska egenskaper medan det förstnämnda är mer lätthanterat. Silikoner finns som en-komponents och två-komponentsmaterial. För att förvilla begreppen ytterligare kan man dela in två-komponentsmaterialen utifrån om vulkaniseringen sker som en additionsreaktion eller kondensationsreaktion.
En-komponentssilikon används främst som limmer och hemmafixaren känner nog igen ättiksdoften från fogarna i badrummet. Vulkaniseringen startas upp genom kontakt med luftfuktigheten i rummet vilket snabbt ger en klibbfri yta enligt förpackningen men denna yta bildar sedan en barriär mellan det övriga silikonet och luften vilket gör processen på det hela taget långsam. Doften kommer från den syra som avspaltas vid vulkaniseringen och det finns alltid rester av den i slutprodukten vilket därmed gör den olämplig att använda för ortopedtekniska göromål.

Additiv och inhibitorer
Silikonets egenskaper kan även påverkas genom att olika additiv tillsätts. Man kan göra specialanpassningar för en viss tillverkningsutrustning, ändra rivhållfasthet, elasticitet, pigmentering m.m. m.m. Det kan bli både gungor och karuseller när man gör dessa ändringar. En ökning av styvheten kan medföra att materialets rivhållfasthet minskar. Mycket av detta utförs i laboratoriemiljö men vissa förändringar kan man utföra själv. Då måste man ha i åtanke att de utfästelser som leverantören gjort om materialets kvalitet och prestanda inte längre gäller. Man kan tillsätta additiv som förkortar vulkaniseringstiden, gör silikonet självprimande, förlänger brukstiden eller ger tixotropi osv. Additiven har sin motsats i vad man kallar för inhibitorer och dessa förhindrar vulkaniseringen i någon utsträckning. Latex, epoxi, plastilina, PVC-tape och kontaktlim är exempel på material som har en inhiberande verkan på silikonets vulkaniseringsprocess. Detta får man beakta när man arbetar med silikoner annars är det lätt hänt att applikationen går om intet.
Silikon kan många gånger uppfattas som ett dyrt material och en faktor som påverkar prislappen är renhetsgraden hos materialet. Man brukar tala om att ett silikon är av industrial grade, medical grade eller implant grade m.fl. Det är amerikanska FDA som drar upp riktlinjerna för vilka tester om kan vara tillämpliga för de olika kvalitetsgraderingarna. FDA utför aldrig några tester utan det är upp till tillverkaren att själv bestämma vilken kvalitet hans produkter har. Det fungerar på samma sätt som när en tillverkare vill allergitesta ett smink. Man väljer ut t.ex. fem tester som man blivit godkänd på och därefter marknadsför man produkten. Att ett sjätte test sannolikt skulle fälla sminket är det ingen som behöver veta om. Begreppet medical grade säger därmed en hel del om materialets beskaffenhet men är ingen exakt varudeklaration. De högvärdiga kvaliteterna är tillverkade i speciell produktionsutrustning för att optimera noggrannhet och renlighet. Höga krav ställs också på de ingående ingredienserna och detta har en avgörande betydelse för det slutliga priset. Det är viktigt att komma ihåg att de arbetsmetoder och den utrustning man själv använder sig av kan påverka silikonets kvalitet så att det t.ex. inte längre är av medical grade.

Shoretalet visar hårdheten
Den som köper silikon kommer vanligen i kontakt med begreppet shore-tal. Det är ett mått på det färdigvulkaniserade silikonets hårdhetsgrad. Siffran 85 innebär ett mycket hårdare gummi än siffran 5. Hårdheten bestäms genom att ett verktyg trycks ned i ett materialprov och med hjälp av en durometer så mäts djupet på verktygets rörelse i provbiten. För att detta ska bli likvärdigt gång efter annan så är verktyget standardiserat till sin form och storlek. Likaså är provbitens utformning standardiserad och storleken på kraften som pressar ned verktyget. Eftersom silikonet uppträder i ett brett spektra av former så går det inte att använda enbart en standardprocedur. Det finns därmed olika mätningsföreskrifter för hårda gummin respektive geler. Det är framför allt verktygets utformning och kraftens storlek som skiljer. För att konsumenten ska förstå vilken testmetod som använts så står det en bokstav bakom siffran t.ex. shore 35A.
Silikon kan bearbetas på många olika sätt. Några kan valsas ut medan andra kan hällas. Vissa är lösta i lösningsmedel och kan då penslas eller sprutas över ett objekt. Man kan injicera det i formar, vakuumforma eller extrudera det till slangar. Ett vanligt användningsområde för silikon är att tillverka formar som sedan används för tillverkning av detaljer i. Färgsättning kan ske som genomfärgning eller som färgning på ytan. De färdiga produkterna kan bearbetas med högvarviga slipmaskiner men man får vara lätt på handen för materialets seghet ger en hög värmeutveckling vilket lätt förstör slipverktyget. Eftersom silikon tål höga temperaturer så kan det kokas vid rengörning och det tål även rengörningsmedel. Kort sagt är begränsningarna få då det gäller hantering av silikon.

Öppna dörren för silikonet
Silikon är i och för sig ingen ny företeelse på OTA utan materialet har funnits bl.a. som matris för gjutning av mjuka innerhylsor till proteser. Intresset för dessa material har varit lågt då rivhållfastheten varit dålig och när man gjort förstärkningar med trikåslang har silikonet successivt krupit ut. Silikon förtjänar ett bättre öde än att bli bortglömt som ett experimentmaterial. Många av de egenskaper som jag försökt beskriva i artikeln är som gjorda för ortopedtekniken och initialt kan man lära känna dem utan alltför stora uppoffringar. Man kan släppa loss kreativiteten och matcha den mot de möjligheter och förutsättningar som materialen erbjuder.
Med dessa rader har jag försökt glänta lite på dörren till silikonernas värld för den som kan tänkas vara intresserad och samtidigt bana väg för några kollegor som ska skriva om sina erfarenheter av materialen inom ortopedtekniken.

FÖRFATTAREN: Michael Degerskär är ortopedingenjör på Aktiv Ortopedteknik i Malmö.