Silikony – podstawowa budowa
Silikony to polimery, których bazowym pierwiastkiem jest krzem, w przeciwieństwie do większości polimerów spotykanych w życiu codziennym, takich jak winyl, PET czy polietylen, w których atomem bazowym jest węgiel. Podobieństwo to jest nieprzypadkowe, a wynika z podobnej budowy atomowów węgla i silikonu.
W silikonach poszczególne monomery (pojedyncze cegiełki mogące łączyć się ze sobą, tworząc długie łańcuchy) stanowią silanole, składające się z niezmiennej bazy: atomu krzemu i grupy hydroksylowej (tlen i wodór – OH), oraz dwóch reszt organicznych, które są różne w zależności od rodzaju silikonu i nadają mu konkretnych właściwości. W czasie polimeryzacji wodór odłącza się od grupy hydroksylowej i powstaje ciąg krzem-tlen-krzem-tlen-… [4]
Rodzaje silikonów ze względu na formę
Silikony występują w różnych formach, najczęściej spotykane przykłady:
- olej silikonowy – w formie płynnej, służy głównie do konserwacji urządzeń mechanicznych, główną przewagą nad olejami konwencjonalnymi jest niepalność i stabilność termiczna.
- smar silikonowy – redukuje tarcie i emisję dźwięków, np. piszczenia czy skrzypienia. Jest również stosowany przy elementach gumowych, ponieważ nie ich nie zmiękcza. Smary należy stosować krzyżowo, ponieważ smar silikonowy może zmiękczać elementy z innego rodzaju silikonu.
- żywica silikonowa – służy do trwałych i mocnych form odlewniczych.
- guma silikonowa – najszerzej stosowany rodzaj silikonu. Znajdujący zastosowanie w branży motoryzacyjnej, wyposażeniu kuchni, komponenty elektroniczne, odzieży i komponentów mających styczność ze skórą.
Co to jest silikon medyczny i do czego służy?
Silikon medyczny nie jest osobnym związkiem. Silikon do aplikacji medycznych musi jednak spełniać znacznie więcej norm niż silikon do zastosowań przemysłowych. Głównym kryterium jest brak zanieczyszczeń, których w standardowym procesie produkcji silikonu jest sporo. Skomplikowanie i wieloetapowość sprzyja powstawaniu niechcianych związków, które o ile nie przeszkadzają w przemyśle, dla człowieka mogłyby być szkodliwe. Przez to, niektóre etapy procesu produkcji silikonu medycznego przebiegają nieco inaczej.
Z czego jest zrobiony silikon medyczny?
Proces produkcji silikonu medycznego zawiera sześć etapów, w których używa się różnych odczynników chemicznych. Bazą jest jedna piasek krzemowy, czyli dwutlenek krzemu, zwany też krzemionką.
- Pozyskanie krzemu – krzemionkę podgrzewa się w obecności węgla do około 2000°C, dzięki czemu otrzymuje się czysty krzem. Produktem ubocznym jest tlenek węgla.
- Otrzymywanie związków krzemoorganicznych – na krzem oddziałuje się chlorkiem metylenu, by stworzyć związki krzemoorganiczne, w tym przypadku chlorosilany.
- Hydroliza – chlorosilany reagują z wodą, tworząc silanole.
- Polimeryzacja – w zależności od przeznaczenia tworzy się odpowiednio długie łańcuchy, to w tym momencie decyduje się o tym jaki stan skupienia będzie miał silikon.
- Oczyszczanie – łańcuchy polimerowe oczyszcza się z resztek katalizatorów, produktów ubocznych, nieprzereagowanych cząsteczek i rozpuszczalników.
- Sieciowanie – łańcuchy polimerów łączy się ze sobą w zależności od przeznaczenia.
Podsumowując, silikon powstaje z piasku, wody i chlorku metylenu. Ten ostatni związek działa drażniąco na skórę i toksycznie na drogi oddechowe. Podejrzewa się go również o właściwości kancerogenne, dlatego tak ważne jest dokładne oczyszczenie produktu końcowego z jego resztek.
Jakie są właściwości chemiczne i fizyczne silikonu medycznego?
Silikony medyczne wraz z niektórymi czystymi metalami, stanowią właściwie jedyne substancje, które mogą być bezpieczne używane jako implanty. Silikon medyczny zawdzięcza to następującym cechom:
- Stabilność chemiczna – nie reaguje z płynami ustrojowymi. Posiada wysoką odporność na zmienne pH i enzymy.
- Odporność termiczna – zachowuje swoje właściwości w szerokim zakresie temperatur, w tym wszystkich mogących występować w ciele człowieka i jego otoczeniu.
- Biokompatybilność – zazwyczaj nie wywołuje reakcji immunologicznej organizmu, układ odpronościowy reaguje na niego w ograniczonym stopniu.
- Trwałość – wykazuje się elastycznością przez wiele lat.
- Ograniczona migracja materiału – relatywnie niewielkie ilości silikonu migrują z protezy do organizmu.
- Wysoka czystość – silikon medyczny podlega rygorystycznym restrykcjom monitorującym zawartość innych związków.
Czy silikon medyczny jest bezpieczny dla ludzkiego organizmu?
Ze względu na swoje właściwości, silikon medyczny jest uważany za bezpieczny dla ludzkiego organizmu. Nie tylko chemicznie nie reaguje z tkankami, ale również nie uszkadza ich mechanicznie, ze względu na elastyczność i gładką powierzchnię. Dodatkowo większość białek nie osadza się na nim, dzięki czemu nie prowokuje stanów zapalnych.
Za nadzór nad kompatybilnością biologiczną odpowiada norma ISO 10993. Zarządza ona ryzykiem wprowadzania produktów na rynek oraz szczegółowo ocenia związki między innymi pod kątem:
- interakcji z krwią,
- drażnienia i uczulania skóry,
- toksyczności ogólnoustrojowej,
- efektów miejscowej implantacji,
- cytotoksyczności.
Warto jednak pamiętać, że norma wydawana jest na konkretny wyrób, natomiast rodzajów silikonów medycznych jest wiele. Warto zawsze zainteresować się, czy wybrany przez nas materiał spełnia podaną normę.
Zastosowanie silikonu medycznego
Dzięki połączeniu znakomitych właściwości fizycznych, chemicznych i biokompatybilności, silikon medyczny jest szeroko stosowany jako materiał na implanty oraz do aparatury medycznej pozostającej w długiej interakcji z ciałem człowieka. Do najczęstszych zastosowań zalicza się:
- implanty piersi,
- implanty twarzoczaszki,
- elementy rozruszników serca,
- cewniki,
- dreny chirurgiczne,
- elektrody,
- uszczelki i przewody urządzeń medycznych.
Przykładowe zastosowania silikonu w medycynie
1. Silikonowa proteza palca [1] – palec został zaprojektowany i wydrukowany przy użyciu technologii druku 3D z silikonu.
Projekt cyfrowy protezy palca
Palec został częścią protezy ręki, nie miał więc ciągłego kontaktu ze skórą, więc biokompatybilność miała drugorzędne znaczenie. W tym przypadku najważniejsze okazały się cechy fizyczne silikonu, jego wygląd i tekstura, które przypominają ludzką skórę. Poniżej zdjęcie prezentuje badania wytrzymałościowe wydrukowanego palca.
2. Silikonowa proteza ręki [2] – kolejny przykład wykorzystania silikonu ze względu na jego podobieństwo do skóry. Na obrazku poniżej wskazane są trzy etapy produkcji takiej protezy.
A – Wydrukowana w 3D wewnętrzna struktura
B – Wewnętrzna struktura umieszczona na formie wykonanej na podstawie odlewu kończyny pacjenta
C – Gotowa proteza
3. Proteza nogi [3] – w tym przypadku silikon stanowił element protezy mający bezpośrednią styczność ze skórą. W celu polepszenia jego parametrów biochemicznych, głównie właściwości bakteriobójczych i bakteriostatycznych, zostały do niego dodane mikro i nanocząstki srebra.
Na poniższym zdjęciu widać wpływ zawartości srebra na kolor silikonu. W zakresie od 0 do 225 ppm.
4. Silikon medyczny bywa również używany jako ekspander dla tkanek. Ludzka skóra ma wręcz nieograniczoną możliwość rozciągania, potrzebuje jednak do tego czasu i siły/formy. Dzięki swojej biokompatybilności, silikon pasuje do tej roli idealnie [5].
Woreczek silikonowy, jak na zdjęciu powyżej, można zaaplikować pod skórę i rozszerzać. W ten sposób powstaje nadmiar skóry, który można następnie przeszczepić w inne miejsce na ciele.
5. Implanty piersi. Warto pamiętać, że implantologia piersi to coś więcej niż powiększanie piersi. Kobiety zmagające się z nowotworami piersi często poddawane są mastektomii, czyli zabiegowi całkowitego usunięcia piersi. W takim przypadku również można stosować implanty silikonowe [6].
Implant jest drukowany dla konkretnej osoby, najczęściej na podstawie skanu lub odlewu miejsca po operacji. Taka proteza wygląda naturalnie, a jej produkcja może zostać wykonana na drukarce 3D do silikonu, jak na poniższym przykładzie.
Czy silikon medyczny działa na zmarszczki?
Nie ma dowodów, że wyrobu z silikonu medycznego wpływają pozytywnie na długotrwałą redukcję zmarszczek. Plastry silikonowe kładzione na skórę mogą mieć jednak pozytywny wpływ na kondycję tkanki. Stanowią one półprzepuszczalną barierę, która ogranicza odparowywanie wody, dzięki czemu skóra jest nawilżona. Dodatkowo takie produkty często zawierają inne składniki, które pozytywnie wpływają na zdrowie skóry, nie czyni tego jednak sam silikon. Dobrze nawilżone komórki są jędrniejsze i bardziej gładkie, a tym samym wizualnie wypłaszczają zmarszczki. Efekt ten niestety mija jakiś czas po zdjęciu plastrów.
Używanie takich plastrów może mieć też negatywne skutki. Nadmierne, szczelne zakrywanie skóry może powodować jej odparzanie, a związki poboczne, takie jak np. klej, mogą wywoływać reakcje alergiczne.
Używanie płynnego silikonu do wypełniania zmarszczek jest stosowane w niektórych krajach, ale spotyka się z wyraźnym oporem środowiska medycznego. Niepożądane efekty są bardzo częste i w większości przypadków przewyższają otrzymaną korzyść wizualną. Ryzyko tego typu zabiegów jest bardzo duże, dlatego nie powinno się im poddawać.
Silikon medyczny na blizny
Używanie produktów z silikonu medycznego na blizny ma większe uzasadnienie niż w przypadku zmarszczek. Tkanka bliznowata ma inne właściwości niż regularna skóra. Jest na przykład mniej elastyczna. Z czasem organizm redukuje taką tkankę, potrzebuje jednak sprzyjających okoliczności do tego procesu. Nawilżenie i ochrona blizny przy użyciu plastrów z silikonu medycznego ma w tym przypadku sens, szczególnie przy świeżych bliznach. Dbanie o skórę w takich miejscach powinno zacząć się już od momentu zranienia, poprzez oczyszczanie i dezynfekcję, a plastry można stosować dopiero po wstępnym zagojeniu, czyli po odpadnięciu strupa.
Opatrunki silikonowe mogą sprawić, że:
- blizna będzie bardziej elastyczna,
- skóra wokół blizny będzie mniej zaczerwieniona,
- zmniejszy się efekt nadprodukcji kolagenu, przez co blizna będzie bardziej płaska.
Niestety nie są to efekty gwarantowane i bardzo zależą od indywidualnych predyspozycji do tworzenia bliznowców i szybkości gojenia ran.
Rynek silikonu medycznego
Rynek silikonu medycznego sięga kilku miliardów dolarów rocznie. To dynamicznie rozwijająca się branża, która znajduje wiele zastosowań już teraz, a w przyszłości może zrewolucjonizować zabiegi medyczne. Starzejące się społeczeństwa, wzrost zabiegów chirurgicznych i rozwój implantologii sprawiają, że coraz więcej firm i placówek medycznych szuka nowych materiałów silikonowych, tworząc z nich ciekawe rozwiązania.
Jakie firmy oferują silikon do zastosowań medycznych?
W kontekście produkcji silikonu do zastosowań medycznych najczęściej wymienia się pięciu globalnych liderów.
DuPont
To ponad dwustuletnia, amerykańska firma, której początki sięgają wytwarzaniu czarnego prochu. Produkuje różne rodzaje silikonów, w tym:
- płynne silikony LSR,
- gumy HCR,
- kleje silikonowe,
- żele silikonowe,
- elastomery,
które służa do produkcji implantów, cewników, pomp insulinowych, sprzętu chirurgicznego czy urządzeń do monitorowania pacjentów.
Wacker Chemie
Niemiecki moloch zajmujący się produkcją specjalistycznych chemikaliów, w tym silikonów medycznych. Jest nieco bardziej wyspecjalizowana niż DuPont, ponieważ oprócz ogólnych produktów takich jak LSR czy HCR, tworzy specjalne mieszanki na zamówienie, jak również komponenty dla przemysłu półprzewodników.
Shin-Etsu Chemical
Główną cechą Shin-Etsu Chemical jest nacisk na czystość silikonu. Produkują oni silikony płynne, stałe, żele oraz oleje. Dzięki wysokiej jakości znajdują zastosowanie w najbardziej wymagających dziedzinach, np. w okulistyce.
Elkem
To norweska firma, która sprzedaje zarówno silikon, jak i półprodukt potrzebny do jego wytwarzania, czyli krzem. Oprócz wcześniej wymienianych produktów silikonowych, produkuje również pianki silikonowe.
Momentive Performance Materials
Jedna z firm wywodzących się z General Electrics. Jest to odłam tego finansowego molocha zajmujący się przetwórstwem chemicznym. W kontekście silikonów nakierowany jest na silikony medyczne i farmaceutyczne do urządzeń medycznych oraz elastomery wysokiej czystości.
Gdzie kupić certyfikowany silikon medyczny?
Większość firm produkujących silikon medyczny jest nastawiona na handel B2B, czyli nabyć można go jedynie posiadając firmę. Co ma sens, ponieważ jest to jedynie materiał, który następnie jest przekształcany na gotowy produkt. Z tego powodu osoby prywatne mogą napotkać spore trudności przy próbie kupna silikonu przeznaczonego na implanty czy inne wyroby wszczepialne.
Jeśli chodzi o dostępność w Polsce, firma Elkem posiada zarejestrowaną w Polsce spółkę, z siedzibą w Warszawie, która umożliwia handel silikonami medycznymi. Pozostali producenci korzystają z dystrybutorów lub przedstawicieli, z czego najbardziej dostępni są dystrybutorzy Wacker Chemie i należy do nich, m.in. firma Semicon.
W zakresie dostępności są jednak produkty z silikonu medycznego oraz niektóre dwuskładnikowe silikony, przeznaczone np. do protetyki lub zastosowań laboratoryjnych. Niektóre placówki medyczne sprzedają określone produkty z silikonu medycznego prywatnym osobom. Kolejnym rozwiązaniem może być skorzystanie z usług dystrybutorów lub pośredników.
Jakie są ceny silikonu medycznego?
Ceny silikonu medycznego zależą od konkretnego rodzaju. Płynne silikony i gumy to koszt około 100 zł za kilogram, natomiast silikon do implantów to już okolice kilkuset złotych za kilogram. Oczywiście, tak jak zostało wspomniane wcześniej, sprzedaż na pojedyncze kilogramy nie wchodzi w grę, a przemysłowe ilości zaczynają się od kilkudziesięciu kilogramów.
Druk 3D z silikonu medycznego
Silikon medyczny jest dostępny również w postaci filamentów do drukarek 3D. Druk z silikonu odbywa się przy pomocy płynnych silikonów dwuskładnikowych, które ulegają twardnieniu po zmieszaniu. Drukarki 3D do silikonu to zaawansowane technologiczne urządzenia, które już dzisiaj są wykorzystywane przez niektóre placówki medyczne do drukowania implantów. Tym samym znacznie ułatwiają pracę i usprawniają proces opieki nad pacjentami.
Źródła:
[1] Denysenko, Y., Górski, F., Păcurar, R., Soczyńska, N., & Wichniarek, R. (2025). Evaluating the Suitability of Additive Manufacturing for Fabricating Prosthetic Fingers in Upper Limb Prostheses. Applied Sciences, 15(21), 11684.
[2] Mohammad Zadeh M, Jalali M, Khaghani A. Innovative 3D-printed internal structure in silicone partial-hand prostheses: Enhancing function and mechanical performance. Can Prosthet Orthot J. 2026 Jun 20;9(1):47092. doi: 10.33137/cpoj.v9i1.47092. PMID: 42382460; PMCID: PMC13317887
[3] Eksharova S, Poletaeva Y, Kurenkova A, Mishchenko D, Aydakov E, Serdyukov V. Silver micro- and nanoparticles filled silicone for limb prosthetics. Biomater Transl. 2025 Apr 24;6(2):202-211. doi: 10.12336/bmt.24.00073. PMID: 40641990; PMCID: PMC12237800.
[4] Zafar, M.S., Kumar, N., Maher, N. et al. A Review on Silicone Biomaterials for Prosthodontics and Maxillofacial Prosthetic Applications. Silicon 18, 845–867 (2026). https://doi.org/10.1007/s12633-025-03539-6
[5] Díaz-Yamal, Ivonne Jeannette, Rodríguez-Albarracín, Mario Andrés, Pinto, Daniela, Bermúdez, Luis, Heredia, Ana María, Innovation in Vaginoplasty: Integration of a Silicone Tissue Expander Prosthesis Into the McIndoe Technique—A Case Report, Case Reports in Obstetrics and Gynecology, 2026, 4140462, 5 pages, 2026.
[6] Current Problems in Cancer: Case Reports 18, 100366 – 3D printed lightweight breast prostheses for a patient of breast size 38F who was unhappy with the heavy weight of their silicone prosthesis – Lyons, Emma Jude; Baban, Chwanrow; Walsh, Lorraine; O’Sullivan, Kevin; O’Sullivan, Aidan; Meany, Siobhan; O’Sullivan, Leonard
