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不同医用导管中的PTFE内衬的应用及其设计选择
今天,再次聊一聊不同导管中的PTFE内衬的应用及其设计选择。
抗折鞘管、调弯管、微导管,且允许我统称为导管。
大的,小的,长的,短的,带变径的,变硬度的,带调弯的,带多腔的,等等。
这些导管,多数离不开PTFE这个材料,常作为内衬使用,英文名一般叫做ptfe liner。
为什么能够广泛应用,仍然是归结于PTFE的特性。
极低的摩擦系数,可以提供极佳的管腔润滑性,极大地减少操作阻力,还能通过自身刚度增强导管的扭矩传递性能。
具体的应用,如前面提到的心血管介入导管,神经血管导管等,均常采用PTFE内衬来作为光滑的内腔通道,以实现精准、高效的操作。
对于复杂的,如多腔导管、可调弯导管,通常又会给每个导丝或通道单独设计PTFE内衬。
做心内相关产品,如果涉及导管类材料,我想应该都设计过鞘管吧,通常是三层结构,最外层,PEBAX等;中间层不锈钢,弹簧形式或编织形式;最里层,就是本次要分享的PTFE liner了。
不同医用导管中的PTFE内衬的应用及其设计选择
这个PTFE liner,一般非常薄,0.02~0.08,这应该是最常用的厚度范围。
ps:很多时候,通常采用英寸表示,这时需要注意换算,1"=25.4mm。
ps:某供应商的产品册子显示,壁厚最薄可达到0.01mm。
接下来,分享壁厚与性能之间的平衡关系,常见的影响,无外乎是柔顺性、推送性、扭控性、耐压强度以及前篇有提到的粘接性能。
柔顺性:壁厚越厚,管道刚度显著增加,柔韧性固然随之而降,这样,就更难通过狭窄曲折的路径,可能导致卡滞或冲击血管壁。因此,在需要极高柔顺性的微导管或脑血管的导管中,往往选择超薄壁厚的内衬。
推送性:壁厚越厚,自然受力时形变量越小,推进能够更有效。然而,也却是存在可能导致难以装配或感觉过于生硬,因此,需要在灵活与推送之间权衡。
扭控性:壁厚增加会让内衬更抗扭,提升扭矩传递效率,减少导管回旋时出现延迟或滞后。
耐压强度:壁厚越大,内衬截面积越大,可承受的径向压力和外部冲击力也更高。厚壁内衬提供更强的结构支撑,可防止在负压或外部挤压下塌陷。在更大鞘管需要承受较高内外压的应用中,会设计相对较厚的内衬来保证稳定性。
粘接性能:PTFE本身极难粘接,增加壁厚其实并不能改变其本质。但为了更好的粘接性能,无论厚薄,都需要进行额外的处理。但一般来说,更薄的内衬更易被均匀覆盖。
因此,PTFE liner壁厚的选择,是柔顺性、推送性、扭控性和耐压强度之间的权衡。
不同医用导管中的PTFE内衬的应用及其设计选择
需求是操作灵活,则尽可能选择超薄内衬;如果是需求支撑高负荷或大尺寸,就可适当地增加内衬,以达到更高的结构强度。
接下来,简单分享几类导管的设计偏好
微导管:如冠脉、神经血管或射频消融导管,强调微小外径和极高的灵活性。这类导管通常采用超薄的PTEF内衬,如~0.02mm;超薄内衬尺寸确实让导管整体更细,内腔尺寸更大,同时保持腔内光滑,有利于导丝、球囊或支架的顺利通过。但是微导管也需要足够的韧性,否则极易出现折弯坍塌,这时需要设计高屈服强度或特殊结构(如单向拉伸向导丝)来补偿。
更大尺寸的导引鞘:用于穿刺后稳定血管通路、输送大型支架或医疗器械的鞘管,对壁厚要求相对较高。鞘管内衬除了提供低摩擦和耐化学性外,还需有较强的抗折和抗压能力。这类内衬壁厚通常在0.05-0.1,甚至会更厚,有些供应商可提供0.12~0.15壁厚的内衬;某型号的撕裂鞘也是强调了PTFE层的高度耐折、易插入性;总的来说,大径鞘管偏向稳固性设计,内衬相对偏厚。
可调弯导管:一些射频导管、可调节颈动脉鞘等,需要实现弯曲/折叠功能。这类导管在内衬选材上要兼顾导引通道的灵活度与内层结构的稳定性。因此,这类导管的设计壁厚,相对居中:既要足够薄以便沿弯曲节段伸缩,又要够厚以支撑弯折时的剪切力。
其他用途的导管:如神经外科微导管、心脏用鞘等场景,都会根据目标血管和器械的差异进行壁厚的微调。通常原则是导管尽可能薄以增加内腔尺寸和柔顺性,而鞘管及结构导管则相对厚以提升强度和抗挤压能力。
以上是基于一些实践经验总结而来,在具体的实践应用中,虽有一般参考,但往往需要通过多次的测试与评估,才能真正找到最佳的厚度平衡。
当然,PTFEliner仅仅是导管性能的影响因素之一,金属编织层的设计,厚度、密度、结构形式,以及外层包覆用材料及其壁厚、硬度的选择,对于导管设计来说,是一个综合的选择。
不同医用导管中的PTFE内衬的应用及其设计选择
本文由广州佳誉医疗器械有限公司/佛山浩扬医疗器械有限公司联合编辑






