I mere end 30 år er polyimider blevet anvendt i en lang række mikromar-slange-applikationer. Imidlertid kan nogle af de innovative måder, denne usædvanligt stærke og holdbare polymer kan bruges-især i katetre og andre medicinske udstyr, der bruges i minimalt invasive procedurer-kan faktisk overraske ingeniører med medicinske enheder. Denne artikel vil udforske 6 innovative anvendelser til polyimidrør i mikrodiameter i medicinsk udstyr, som alle kan muliggøres gennem filmstøbningsprocessen.
Almindelige anvendelser til polyimidrør
· Opbevaringskeder til selvudvidende stenter
· Balloninflationslumen
· Aspiration lumen til atherektomi -enheder
· Foringsmaterialer til lumen, der indeholder kateterguidevaner
· Vejledning af små diameter eller vejledende ydre hylster
· Høj temperatur eller gammastråle-resistente rør-applikationer
· Anvendelser, der kræver høj trækstyrke, drejningsmomentoverførsel eller søjlestivhed
Filmstøbningsprocessen begynder med at påføre et tyndt lag af flydende polyimidharpiks på en fast dorn. Højtemperaturpolymerisation bruges til at helbrede harpiks til en fast tilstand. Processen gentages derefter, hvilket tilsætter lag af materiale, indtil den ønskede rørvægtstykkelse opnås.
Denne støbningsproces gør det meget let at tilpasse røret. Differente polymerer, filamentforstærkninger og partikelformede materialeadditiver kan være lagdelt på tværsnittet af røret. Filmstøbningsprocessen giver også mulighed for fremstilling af tyndere ballet rør med mindre udvendige diametre (OD) (ned til 0. {0 003 "Walleters (OD) (ned til {{{1}. Dimensionel stabilitet end rør fremstillet via ekstrudering.
1. som diskrete længder af polyimidbelagt slange
Til anvendelser, der kræver diskrete længder af rørformet polyimidbelægning, tilbyder specielt designet polyimidrør en mulig opløsning. Dette ufuldstændige polymeriserede rør kan reduceres i størrelse ved opvarmning.
Overvej for eksempel en hypotube, der skal delvist coates med polyimid. En længde af termohærdende polyimidrør kan designes til at passe over den del af hypotube, der skal coates. Denne termoformbare polyimid kan derefter glides over hypotube som en ærme. Når det udsættes for en varierende temperaturprofil, kurerer og krymper røret lidt, hvilket effektivt dækker den del af hypotube med polyimid.
Polyimid-coated muffe-som krymper med 0. 0 0 3 til 0,005 inches i både ID og OD-er ideel til anvendelser såsom dækning af udsat fletning eller dækning af et samling mellem to stykker. Det kan også bruges til at tilføje et tip til et produkt, der er blevet bearbejdet til at have en inkonsekvent profil. Det er dog vigtigt at bemærke, at der er en nøglebegrænsning: væggen skal være mindst 0,002 inches tyk.
2. i mikromarameter hydraulisk væske eller væskeleveringslinjer
Polyimid er en termohærende polymer. Dette betyder, at det, når den først er dannet, er solid-det vil ikke blive remelt eller reflow, når den udsættes for miljøer med høj temperatur. Det er også meget stabilt og kan modstå ætsende og sure kemikalier, der normalt ville hærde eller forringe anden termoplast. Derudover kan polyimidrør, der er forstærket med fletning af rustfrit stål, modstå høje tryk.
Disse ønskelige kvaliteter gør polyimidrør til et passende valg til brug i linjer, der transporterer hydrauliske væsker eller andre væsker. Materialer såsom mineralolier, aromatiske kulbrinter og polyalkylenglycoler kan sikkert transporteres gennem slanger lavet af polyimid uden at mislykkes i høj-temperatur eller endda nukleare miljøer. For eksempel er mange mikro-robotiske medicinske værktøjer afhængige af hydrauliske systemer.
3. som ledninger til varmeudveksling eller kølesystemer
Termisk ledningsevne er kritisk for rørmaterialer, der bruges i varmeudveksling eller kølesystemer. Som et tæt materiale, der udfører varme med en hastighed på 0. 471 W/M · K, er polyimid et ideelt valg til sådanne applikationer. Det er også meget velegnet til sammensætning med partikler og fibre, hvilket betyder, at slangens termiske ledningsevne kan udvides ud over polyimidens standardkapacitet.
Når polyimid er i en væske, viskøs tilstand, er det let at tilføje partikelformige materialer for at forbedre funktionaliteten. I dette tilfælde kan materialer såsom keramisk eller grafitpulver tilsættes til polymermatrixen for at øge det termiske ledningsevne på røret med 70% til 90%.
For eksempel er denne polyimidkomposit velegnet til kirurgiske værktøjer, der bruges i ablationsprocedurer, hvor der skal udføres varme væk fra væv, der ikke behøver at blive behandlet. Fordi polyimid kan fremstilles med tynde vægge og små indre diametre, kan det også bruges til at oprette rør i mikro-diameter, der kan samles sammen i specialiserede kølesystemer.
4. i elektromagnetiske afskærmede koaksiale kabler
Kateterbaseret ultralydafbildning applikationer er ofte afhængige af koaksiale kabler med mikromrokabler. Da polyimid er let at sammensætte, kan disse kabler drage fordel af at bruge polyimid til at tilvejebringe elektromagnetisk afskærmning.
På omtrent samme måde som grafitpulver tilsættes til en polymermatrix for at forbedre termisk ledningsevne, kan et materiale, der tilvejebringer elektromagnetisk afskærmning, såsom sølv- eller kobberpulver, blandes med polyimid i en væske, viskøs tilstand. Når det er hærdet, vil det sammensatte rør fungere som et elektromagnetisk skjold for den interne leder.
5. Oprettelse af multilumenaksler
Kombination af flere mikromarameterrør i en bundtet multi-lumen-skaft kan drage fordel af en række polyimidfunktioner. For eksempel kan en multi-lumen-skaft omfatte et elektromagnetisk afskærmet rør og et rør, der er sammensat med metallisk wolfram til at blive radiopaque til visning ved røntgenstråle eller fluoroskopi, hvilket gør skaftet dobbeltfunktionel.
Flere mikromarameterrør lavet af filmstøbningsprocessen kan også samles sammen for at skabe en enkelt skaft med flere lumen.
Nylon eller Pebax® ydre belægninger kan påføres på rørene, der er sammenføjet; Disse ydre belægninger smeltes derefter sammen for at binde rørene til hinanden. I mange kateterapplikationer kan multi-lumen-aksler, der let kombinerer flere polyimidrør, bruges i stedet for typiske ekstruderede multi-lumen-aksler.
6. som et polymere nål eller en piercingværktøj
Med en trækstyrke på 2 0 til 4 0 kpsi og en elastisk modul på 300 til 500 kpsi, er polyimid så stærk og stiv, at det faktisk kan bruges til at skabe rør, der kan bruges som bladlignende skærende eller gennemboringsværktøjer. Rør med vægtykkelser på 0,002 til 0,004 inches kan skære gennem forskellige typer væv, hvilket tjener som et polymeralternativ til Connordsonal metalblade.
Oversigt
Polyimid er en alsidig polymer med en bred vifte af ønskelige egenskaber, der fungerer godt i mange forskellige mikrodiameterrør. Takket være en ny kastet rørproces for film, kan ingeniører til medicinsk udstyr drage fordel af denne stabile, holdbare polymer på måder, der måske ikke er indlysende ved første øjekast.
