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의료용 플라스틱의 PVC·PP·PE는 무엇이 다를까 (의료소모품 재질의 기본)

의료용 플라스틱의 재질을 알아두면 좋은 이유

주사기, 수액세트, 카테터, 연결부품, 각종 용기처럼 의료현장에서 사용하는 의료소모품에는 다양한 플라스틱 소재가 사용됩니다.

겉으로 보기에는 모두 비슷한 플라스틱처럼 보이지만 실제 재질은 제품의 용도에 따라 달라질 수 있습니다.

대표적으로 볼 수 있는 소재가 폴리염화비닐(PVC), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE)입니다.

세 소재는 유연성, 내열성, 내화학성, 가공방법 등의 특성이 서로 다르기 때문에 의료기기의 구조와 사용목적에 맞춰 선택됩니다.

다만 여기서 중요한 점이 있습니다.

PVC, PP, PE라는 재질명만으로 의료기기의 안전성이나 성능을 판단해서는 안 됩니다.

같은 종류의 고분자라도 첨가제와 배합, 제조공정, 등급이 달라질 수 있고 완성된 의료기기의 사용목적과 인체 접촉 방식도 다르기 때문입니다.

따라서 이번 글에서는 어떤 플라스틱이 가장 안전한지를 정하기보다 PVC·PP·PE가 각각 어떤 특성을 가지고 있으며 의료소모품에서 왜 서로 다르게 사용되는지를 살펴보겠습니다.

PVC·PP·PE는 어떤 플라스틱일까?

PVC, PP, PE는 모두 열가소성 플라스틱에 속하지만 화학구조와 물성이 서로 다릅니다.

간단하게 정리하면 다음과 같습니다.

구분정식 명칭대표적인 특징
PVCPolyvinyl Chloride배합에 따라 단단하거나 유연하게 만들 수 있음
PPPolypropylene비교적 가볍고 내화학성·내열성이 좋은 편
PEPolyethylene가볍고 수분 흡수가 적으며 다양한 밀도로 제조 가능

이러한 차이 때문에 하나의 의료기기에서도 여러 종류의 플라스틱이 서로 다른 부품에 사용될 수 있습니다.

PVC란 무엇일까?

PVC는 Polyvinyl Chloride, 즉 폴리염화비닐입니다.

의료기기 분야에서는 특히 유연성이 필요한 튜브나 유체 전달 관련 부품에서 볼 수 있는 소재입니다.

미국 FDA의 혈관내 투여세트 관련 가이드에서도 IV 세트에 PVC 튜빙이 사용될 수 있다고 설명하고 있습니다.

PVC의 특징 가운데 하나는 배합에 따라 물성을 크게 조절할 수 있다는 것입니다.

원래의 PVC는 비교적 단단한 성질을 가지고 있지만 유연한 제품을 만들 때는 가소제(Plasticizer)를 첨가할 수 있습니다.

가소제를 이용하면 플라스틱을 보다 부드럽고 유연하게 만들 수 있어 튜브처럼 구부러져야 하는 제품을 설계하는 데 활용할 수 있습니다.

PVC와 DEHP는 항상 함께 있을까?

그렇지 않습니다.

의료용 PVC를 설명할 때 자주 등장하는 물질이 DEHP입니다.

DEHP는 Di(2-ethylhexyl) phthalate의 약자로 PVC를 부드럽게 만드는 데 사용될 수 있는 가소제 가운데 하나입니다.

하지만 모든 PVC 의료기기에 DEHP가 들어 있는 것은 아닙니다.

FDA의 혈관내 투여세트 관련 자료에서도 DEHP PVCnon-DEHP PVC 튜빙을 구분하고 있습니다.

즉 다음 두 표현은 서로 다릅니다.

  • PVC: 플라스틱 자체의 종류
  • DEHP: 일부 PVC 제품에서 사용할 수 있는 가소제

따라서 제품이 PVC라는 이유만으로 DEHP가 포함되어 있다고 단정해서는 안 됩니다.

반대로 DEHP Free 또는 Not made with DEHP라고 표시된 PVC 제품도 존재할 수 있습니다.

제품의 구체적인 조성을 확인해야 한다면 제조사가 제공하는 표시사항이나 공식 제품정보를 확인하는 것이 가장 정확합니다.

같은 PVC라도 모두 같은 재질일까?

PVC라는 이름이 같다고 해서 모든 의료용 PVC의 조성이 동일한 것은 아닙니다.

가소제를 비롯해 여러 첨가제가 사용될 수 있고 필요한 물리적 특성에 따라 배합도 달라질 수 있습니다.

미국 FDA 역시 혈관내 투여세트의 재료 정보를 검토할 때 단순히 PVC라고만 표시하는 것으로는 충분하지 않다고 설명하며 사용된 가소제와 기타 첨가제 등의 정보를 함께 확인하도록 안내합니다.

이는 의료용 플라스틱을 이해할 때 중요한 부분입니다.

PVC가 좋은가 나쁜가처럼 하나의 재질명만으로 평가하기보다 완성된 제품에 실제로 어떤 조성이 사용되었으며 어떤 용도로 설계되었는지를 함께 봐야 합니다.

PP란 무엇일까?

PP는 Polypropylene, 즉 폴리프로필렌입니다.

PE와 같은 폴리올레핀 계열에 속하며 비교적 가볍고 화학물질에 대한 저항성과 열적 특성이 좋은 편입니다.

의료기기에서는 제품의 구조와 필요한 성능에 따라 주사기 구성품, 연결부품, 용기 또는 다른 성형 부품 등에 사용될 수 있습니다.

PP는 사출성형을 이용해 다양한 형태의 부품을 만들 수 있다는 특징도 있습니다.

다만 PP = 주사기, PVC = 수액줄처럼 제품과 재질을 1대 1로 연결해서 외워서는 안 됩니다.

같은 종류의 의료기기에서도 제조사와 제품 설계에 따라 서로 다른 재료가 사용될 수 있기 때문입니다.

PP는 고온 멸균이 가능한 재질일까?

PP는 PE나 일부 다른 범용 플라스틱과 비교했을 때 상대적으로 높은 온도에서 사용할 수 있는 등급이 존재합니다.

이 때문에 일부 의료·실험용 제품에서는 열이 적용되는 공정에 적합한 PP가 사용되기도 합니다.

하지만 PP로 만들었으므로 고압증기멸균이 가능하다고 바로 판단해서는 안 됩니다.

실제 의료기기의 멸균 적합성은 고분자 이름 하나만으로 결정되지 않습니다.

PP의 구체적인 등급과 첨가제, 제품 두께와 구조, 다른 부품과의 조합, 적용하려는 멸균 온도와 시간 등을 함께 고려해야 합니다.

따라서 완성된 의료기기를 임의로 가열하거나 재멸균할 수 있는지는 제품 제조사의 사용설명과 검증된 멸균방법을 기준으로 확인해야 합니다.

PE란 무엇일까?

PE는 Polyethylene, 즉 폴리에틸렌입니다.

PE는 의료기기를 포함해 다양한 분야에서 사용되는 대표적인 폴리올레핀계 플라스틱입니다.

폴리에틸렌은 하나의 동일한 물성을 가진 소재가 아니라 밀도와 구조 등에 따라 여러 종류로 구분됩니다.

대표적으로 다음과 같은 명칭을 볼 수 있습니다.

  • LDPE: Low-density Polyethylene, 저밀도 폴리에틸렌
  • HDPE: High-density Polyethylene, 고밀도 폴리에틸렌

LDPE와 HDPE는 모두 PE 계열이지만 밀도와 분자구조에 차이가 있어 유연성이나 강성 등의 특성이 달라질 수 있습니다.

이 때문에 의료기기에서도 필요한 물성에 맞는 PE 재료가 선택될 수 있습니다.

LDPE와 HDPE는 무엇이 다를까?

LDPE는 일반적으로 비교적 부드럽고 유연한 특성을 가진 반면 HDPE는 상대적으로 밀도가 높고 단단한 특성을 나타냅니다.

따라서 같은 PE라는 이름 아래에서도 실제 제품에 요구되는 성능에 따라 다른 종류의 폴리에틸렌이 선택될 수 있습니다.

PE는 수분 흡수가 비교적 적고 다양한 화학물질에 대한 저항성을 갖는 등 의료기기 부품을 설계할 때 활용할 수 있는 여러 특성을 가지고 있습니다.

하지만 PE 역시 모든 약물이나 모든 환경에서 동일한 성능을 나타낸다고 볼 수는 없습니다.

실제 의료기기의 재료 적합성은 접촉하는 물질과 사용조건, 멸균방법 등을 포함해 완성된 제품 단위에서 평가해야 합니다.

PVC·PP·PE의 차이 한눈에 보기

구분PVCPPPE
계열폴리염화비닐폴리프로필렌폴리에틸렌
물성 특징배합에 따라 단단하거나 매우 유연하게 조절 가능비교적 높은 강성·내화학성 및 열적 특성가볍고 수분 흡수가 적으며 밀도별 물성이 다양함
가소제유연한 PVC에서는 사용될 수 있음일반적으로 PVC와 같은 방식의 가소화가 필요하지 않음일반적으로 PVC와 같은 방식의 가소화가 필요하지 않음
의료기기 활용 예IV 튜빙 등 유연성이 필요한 일부 부품사출성형 부품·연결부품 등용기·캡·연결부품 등
주의할 점구체적인 가소제와 첨가제 확인 필요등급에 따라 물성·멸균 적합성이 달라짐LDPE·HDPE 등 종류에 따라 특성이 달라짐

이 표는 세 재료의 일반적인 특성을 이해하기 위한 것입니다.

실제 의료기기의 재질은 제품별 설계와 제조사의 구체적인 재료 배합에 따라 달라질 수 있습니다.

의료용 플라스틱은 일반 플라스틱과 완전히 다른 것일까?

의료용 플라스틱이라고 해서 PVC, PP, PE와 전혀 다른 종류의 고분자가 사용된다는 의미는 아닙니다.

같은 기본 고분자가 의료기기에도 사용될 수 있습니다.

다만 의료기기에 사용하는 재료는 해당 제품의 사용목적에 필요한 품질과 성능을 충족하도록 선택되고 평가되어야 합니다.

특히 인체에 직접 또는 간접적으로 접촉하는 의료기기에서는 재질 이름만 보는 것이 아니라 완성된 의료기기의 생물학적 안전성을 평가하는 과정이 중요합니다.

ISO 10993-1은 의료기기의 생물학적 안전성을 위험관리 과정 안에서 평가하는 기본 원칙을 규정하고 있습니다.

FDA 역시 의료기기의 생체적합성을 평가할 때 재료 구성뿐 아니라 제조공정, 실제 사용 부위, 인체와 접촉하는 방식과 기간 등을 함께 고려하도록 설명합니다.

따라서 의료용 등급 플라스틱이므로 무조건 인체에 무해하다고 표현하는 것은 정확하지 않습니다.

플라스틱 재질만 보고 안전성을 비교할 수 있을까?

PVC, PP, PE 가운데 어느 하나를 모든 의료기기에서 가장 안전한 소재라고 정할 수는 없습니다.

의료기기의 안전성은 플라스틱의 종류 하나만으로 결정되지 않기 때문입니다.

예를 들어 다음과 같은 요소를 함께 고려해야 합니다.

  • 실제 사용된 고분자의 구체적인 등급
  • 가소제와 안정제 등 첨가물
  • 제품 제조공정
  • 멸균방법
  • 인체와 접촉하는 부위
  • 접촉시간
  • 제품에서 이동하거나 용출될 가능성이 있는 물질
  • 완성된 의료기기의 생체적합성 평가

따라서 PP이므로 안전하다 또는 PVC이므로 위험하다처럼 재질 이름만으로 의료기기를 평가하는 것은 지나치게 단순한 접근입니다.

제품의 재질은 의료기기의 안전성과 성능을 판단할 때 고려하는 여러 요소 가운데 하나입니다.

BPA Free와 PP·PE·PVC는 어떻게 이해해야 할까?

플라스틱 제품에서 BPA Free라는 문구를 접하는 경우가 있습니다.

하지만 BPA Free 표시를 PP·PE·PVC의 안전성을 비교하는 기준처럼 사용하는 것은 적절하지 않습니다.

BPA, 즉 비스페놀 A는 모든 종류의 플라스틱에 공통적으로 사용되는 기본 성분이 아니기 때문입니다.

따라서 PP + BPA Free = 더 안전한 의료기기처럼 단순한 공식으로 판단할 수 없습니다.

특정 의료기기의 안전성을 확인할 때는 광고 문구 하나보다 해당 제품에 실제로 사용된 재료와 첨가제, 허가된 사용목적과 제조사가 제공하는 공식 정보를 확인하는 것이 중요합니다.

의료용 플라스틱과 멸균 방법의 관계

의료기기에 사용하는 플라스틱은 멸균 과정에서도 영향을 받을 수 있습니다.

대표적인 의료기기 멸균방법에는 다음과 같은 방식이 있습니다.

  • 에틸렌옥사이드(EO)
  • 감마선 또는 전자선 등의 방사선
  • 증기멸균
  • 기타 저온 멸균 방식

하지만 PVC, PP, PE 가운데 어떤 재질이 특정 멸균법에 무조건 적합하다고 일괄적으로 정할 수는 없습니다.

예를 들어 같은 PP라도 구체적인 재료 조성과 제품 구조에 따라 열이나 방사선에 대한 반응이 달라질 수 있습니다.

따라서 의료기기 제조사는 제품에 적용할 멸균방법이 재료의 물성과 기능에 어떤 영향을 미칠 수 있는지를 고려해야 합니다.

사용자는 플라스틱 종류만 보고 임의로 제품을 재멸균하거나 가열해서는 안 됩니다.

의료소모품의 재질 표시는 어떻게 활용할까?

제품이나 포장에 PVC, PP, PE와 같은 재질 정보가 표시되어 있다면 어떤 종류의 고분자가 사용됐는지 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.

하지만 재질명만으로 제품의 모든 특성을 알 수 있는 것은 아닙니다.

예를 들어 PVC라고 표시되어 있다고 해도 어떤 가소제가 사용되었는지까지 알 수 없는 경우가 있습니다.

반대로 DEHP Free와 같은 추가적인 재질 관련 표시가 제공되는 제품도 있습니다.

따라서 특정 재질이나 첨가제 정보를 확인해야 하는 상황에서는 다음 정보를 함께 살펴보는 것이 좋습니다.

  • 제품명과 모델명
  • 제조사
  • 표시된 재질
  • DEHP 등 특정 첨가제 관련 표시
  • 제조사의 공식 제품정보
  • 제품의 사용설명서

이러한 정보를 함께 확인하는 것이 플라스틱 종류 하나만을 기준으로 제품을 판단하는 것보다 정확합니다.

같은 플라스틱인데 제품마다 성질이 다른 이유

같은 PVC, PP 또는 PE라고 표시되어 있어도 실제 제품의 촉감이나 투명도, 유연성이 다른 경우가 있습니다.

이는 기본 고분자 이름만으로 완성된 재료의 모든 물성이 결정되는 것이 아니기 때문입니다.

고분자의 구체적인 등급과 구조뿐 아니라 첨가제, 제조방법, 성형조건 등이 완성된 제품의 특성에 영향을 줄 수 있습니다.

FDA가 의료기기의 재질을 검토할 때 PVC처럼 일반적인 재료 분류만으로는 충분하지 않을 수 있다고 설명하는 이유도 여기에 있습니다.

따라서 의료용 플라스틱에서는 무슨 플라스틱인가와 함께 어떤 조성으로 어떤 의료기기에 사용됐는가를 함께 이해하는 것이 중요합니다.

정리

PVC, PP, PE는 의료소모품과 의료기기에서 사용될 수 있는 대표적인 플라스틱 소재입니다.

PVC는 배합에 따라 유연성을 크게 조절할 수 있어 일부 의료용 튜빙 등에 활용되며, 유연한 PVC에는 가소제가 사용될 수 있습니다. DEHP는 이러한 가소제 가운데 하나이지만 모든 PVC 의료기기에 포함되는 것은 아닙니다.

PP는 비교적 가볍고 내화학성과 열적 특성을 이용할 수 있는 폴리올레핀계 플라스틱으로 여러 의료기기 부품에 사용됩니다.

PE 역시 폴리올레핀계 재료이며 LDPE와 HDPE처럼 구조와 밀도에 따라 서로 다른 특성을 나타냅니다.

하지만 PVC·PP·PE 가운데 특정 소재를 무조건 가장 안전하거나 우수한 의료용 플라스틱이라고 판단해서는 안 됩니다.

실제 의료기기의 안전성과 성능은 재료의 구체적인 조성, 첨가제, 제조공정, 멸균방법, 인체 접촉 부위와 기간 등을 포함해 완성된 의료기기 전체를 기준으로 평가해야 합니다.

따라서 의료용 플라스틱을 이해할 때는 PVC는 위험하고 PP는 안전하다처럼 단순하게 구분하기보다 각각의 재료가 서로 다른 물성을 가지고 있어 제품의 목적에 맞춰 선택된다는 점을 이해하는 것이 가장 중요합니다.

참고자료 및 출처

메디노트 운영자
의료 관련 분야에서 근무하며 의료기관에서 사용되는 의료소모품에 관심을 갖고 공부하고 있습니다. 의료용품의 구조, 규격, 표시사항과 기본적인 사용 목적을 제조사 자료와 공공기관 자료를 바탕으로 이해하기 쉽게 정리합니다.
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