Od ponad 30 lat poliimidy stosowano w szerokiej gamie zastosowań rur mikro-diametrowych. Jednak niektóre innowacyjne sposoby, w jakie ten wyjątkowo silny i trwały polimer może być stosowany w cechach w cewnikach i innych urządzeniach medycznych stosowanych w procedurach minimalnie inwazyjnych, mogą zaskoczyć inżynierów urządzeń medycznych. W tym artykule zbadano 6 innowacyjnych zastosowań rur poliimidowych mikro-średnicy w urządzeniach medycznych, z których wszystkie mogą być możliwe dzięki procesie produkcji odlewów filmowych.
Powszechne zastosowania rur poliimidowych
· Pochy retencyjne dla stentów samodzielnych
· Balonowe inflacje
· Aspiracyjne lumeny dla urządzeń onerektomii
· Materiały podszewki dla lumenów zawierających przewodniki cewnika
· Projekty przewodników o małej średnicy lub zewnętrzne osłonki przewodników
· Zastosowania rur odpornych na wysoką temperaturę lub gamma
· Zastosowania wymagające wysokiej wytrzymałości na rozciąganie, transfer momentu obrotowego lub sztywności kolumny
Proces odlewania warstwy rozpoczyna się od nałożenia cienkiej warstwy ciekłej żywicy poliimidowej na stały trzpień. Polimeryzacja temperatury stosuje się do wyleczenia żywicy do stanu stałego. Następnie proces jest powtarzany, dodając warstwy materiału, aż do osiągnięcia pożądanej grubości ściany rurki.
Ten proces odlewania bardzo ułatwia dostosowanie rur. Polimery różnorodne, wzmocnienia filamentu i dodatki materiałów cząstek można ułożyć na przekrój rurki. Proces odlewania filmu pozwala również na wytwarzanie cieńszych rur muru o mniejszych średnicach zewnętrznych (OD) (do 0. Stabilność niż rurki wykonane poprzez wytłaczanie.
1. Jako dyskretne długości rur powlekanych poliimidem
W przypadku zastosowań, które wymagają dyskretnych długości powłoki poliimidowej rurowej, specjalnie zaprojektowane rurki poliimidowe oferują możliwe rozwiązanie. To niekompletnie polimeryzowane rurki można zmniejszyć rozmiar przez ogrzewanie.
Na przykład rozważ hipotubę, która musi być częściowo pokryta poliimidem. Długość termosetowej rurki poliimidowej można zaprojektować tak, aby pasowało do powleczonej części hipoturki. Ten termiczny poliimid można następnie przesunąć nad hipotubą jak rękaw. Po wystawieniu na zmienny profil temperatury rurka leczy i zmniejsza się nieznacznie, skutecznie pokrywając tę część hipoturki za pomocą poliimidu.
Pokryte poliimidem rękawie, które kurczy się przez 0. 0 0 3 do 0,005 cali zarówno w ID, jak i OD-IS idealne do zastosowań, takie jak pokrycie odsłoniętego warta lub pokrycie złącza między dwoma elementami. Można go również użyć do dodania końcówki do produktu, który został obrobiony, aby mieć niespójny profil. Należy jednak zauważyć, że istnieje kluczowe ograniczenie: ściana musi mieć co najmniej 0,002 cala grubości.
2. W hydraulicznym płynie lub płynach mikro-średnicy
Poliimid jest polimerem termosetowym. Oznacza to, że po utworzeniu jest to solidne-nie będzie się wspomnieć ani nie rozważać, gdy wystawi się na środowiska o wysokiej temperaturze. Jest również bardzo stabilny i może wytrzymać korozyjne i kwaśne substancje chemiczne, które normalnie utwardzałyby lub degradowałyby inne termoplastiki. Ponadto rurki poliimidowe wzmocnione warkoczem ze stali nierdzewnej mogą wytrzymać wysokie ciśnienia.
Te pożądane właściwości sprawiają, że rurka poliimidowa jest odpowiednim wyborem do stosowania w liniach, które transportują płyny hydrauliczne lub inne ciecze. Materiały takie jak oleje mineralne, węglowodory aromatyczne i glikole polialkilenowe mogą być bezpiecznie transportowane przez rurki wykonane z poliimidu bez niepowodzenia w środowisku wysokiej temperatury, a nawet jądrowej. Na przykład wiele mikro-robotycznych narzędzi medycznych opiera się na systemach hydraulicznych.
3. Jako kanały do wymiany ciepła lub systemów chłodzenia
Przewodność cieplna ma kluczowe znaczenie dla materiałów rurowych stosowanych w systemach wymiany ciepła lub systemach chłodzenia. Jako gęsty materiał, który prowadzi ciepło z prędkością 0. 471 W\/m · K, poliimid jest idealnym wyborem dla takich zastosowań. Jest również bardzo odpowiednia do mieszania z cząsteczkami i włóknami, co oznacza, że przewodność cieplną rurki można rozszerzyć poza standardową pojemność poliimidu.
Gdy poliimid jest w cieczy, lepkości, łatwo jest dodać materiały cząstek stałych w celu zwiększenia funkcjonalności. W tym przypadku do matrycy polimerowej można dodać materiały takie jak proszek ceramiczny lub grafitowy, aby zwiększyć poziom przewodności cieplnej rurki o 70% do 90%.
Na przykład ten kompozyt poliimidowy dobrze nadaje się do narzędzi chirurgicznych stosowanych w procedurach ablacyjnych, w których ciepło należy przeprowadzić z dala od tkanki, której nie trzeba leczyć. Ponieważ poliimid może być wytwarzany z cienkimi ścianami i małymi średnimi wewnętrznymi, można go również użyć do tworzenia rurki mikro-diametrowej, które można połączyć razem w wyspecjalizowanych systemach chłodzenia.
4. W elektromagnetycznych kablach koncentrycznych
Zastosowania obrazowania ultrasonograficznego oparte na cewnikach często opierają się na kablach koncentrycznych mikro średnicy. Ponieważ poliimid jest łatwy do złożony, kable te mogą skorzystać z stosowania poliimidu w celu zapewnienia ekranowania elektromagnetycznego.
W taki sam sposób, w jaki proszek grafitu jest dodawany do matrycy polimerowej w celu poprawy przewodności cieplnej, materiał zapewniający ekranowanie elektromagnetyczne, takie jak srebrne lub miedziane proszek, można mieszać z poliimidem w cieczy, lepkości. Po wyleczeniu rurka kompozytowa będzie działać jako tarcza elektromagnetyczna dla przewodnika wewnętrznego.
5. Tworzenie wielostronnych wałów
Łączenie wielu rurek mikro-średnicy w pakietowym wale wielobocznym może skorzystać z różnych możliwości poliimidowych. Na przykład wał wielokładowy może zawierać rurkę elektromagnetycznie osłoniętą i rurkę, która została wyposażona z metalicznym wolframem, aby stać się radiopadem do oglądania za pomocą promieniowania rentgenowskiego lub fluoroskopii, dzięki czemu wałek jest podwójny.
Kilka rurek mikro-diametrów wykonanych przez proces odlewania filmu można również połączyć, aby utworzyć pojedynczy wał z wieloma lumenami.
Do połączenia rur można nakładać powłoki zewnętrzne Nylon lub Pebax®; Te zewnętrzne powłoki są następnie łączone ze sobą, aby wiązać się ze sobą rurki. W wielu zastosowaniach cewnika wielokrotnie wały, które łatwo łączą wiele rur poliimidowych, mogą być stosowane zamiast typowych wytłaczanych wałów wielodłokowych.
6. Jako igła polimerowa lub narzędzie do przekłuwania
Przy wytrzymałości na rozciąganie od 2 0 do 4 0 KPSI i elastyczny moduł od 300 do 500 kpsi, poliimid jest tak silny i sztywny, że można go faktycznie używać do tworzenia probówek, które można użyć jako narzędzia do cięcia lub przeszywania ostrzy. Rurki o grubości ścianki od 0,002 do 0,004 cala mogą przecinać różne rodzaje tkanki, służąc jako polimer alternatywa dla łopat metalowych.
Streszczenie
Poliimid jest wszechstronnym polimerem o szerokim zakresie pożądanych właściwości, które działają dobrze w wielu różnych zastosowaniach rur micro-diameter. Dzięki nowatorskiemu procesowi obsady rurki inżynierowie urządzeń medycznych mogą skorzystać z tego stabilnego, trwałego polimeru w sposób, który na pierwszy rzut oka może nie być oczywisty.
