I mer än 30 år har polyimider använts i en mängd olika rörapplikationer för mikrodiameter. Några av de innovativa sätten som denna exceptionellt starka och hållbara polymer kan emellertid kan användas-särskilt i katetrar och andra medicintekniska produkter som används vid minimalt invasiva förfaranden--May överraskar faktiskt medicintekniska ingenjörer. Den här artikeln kommer att utforska 6 innovativa användningsområden för mikro-diameter polyimidrör i medicintekniska produkter, som alla kan möjliggöras genom filmgjutningsprocessen.
Vanliga applikationer för polyimidrör
· Retentionsmantel för självutvecklande stent
· Ballonginflationslumen
· Aspiration lumen för aterektomi -enheter
· Fodermaterial för lumen som innehåller kateterguidtrådar
· Små diameter guidtrådskonstruktioner eller guidtrådets yttre mantlar
· Hög temperatur eller gamma-strålbeständiga rörapplikationer
· Applikationer som kräver hög draghållfasthet, vridmomentöverföring eller kolonnstyvhet
Filmgjutningsprocessen börjar med att applicera ett tunt skikt av flytande polyimidharts på en fast mandrel. Hög temperaturpolymerisation används för att bota hartset på ett fast tillstånd. Processen upprepas sedan, vilket tillsätts materialskikt tills den önskade rörväggens tjocklek uppnås.
Denna gjutningsprocess gör det mycket enkelt att anpassa röret. Differenta polymerer, filamentförstärkningar och partikelformiga materialtillsatser kan skiktas på tvärsnittet av röret. Filmgjutningsprocessen möjliggör också tillverkning av tunnare väggar med mindre externa diametrar (Od) (ner till 0. än rör tillverkade via extrudering.
1. Som diskreta längder på polyimidbelagda slangar
För applikationer som kräver diskreta längder av rörformad polyimidbeläggning erbjuder specialdesignad polyimidrör en möjlig lösning. Denna ofullständigt polymeriserade slang kan minskas i storlek genom uppvärmning.
Tänk till exempel på ett hypotube som måste delvis beläggas med polyimid. En längd av termosetpolyimidröret kan utformas för att passa över den del av hypotuben som ska beläggas. Denna termoformbara polyimid kan sedan skjutas över hypotuben som en ärm. När röret utsätts för en varierande temperaturprofil botar röret något och täcker effektivt den delen av hypotuben med polyimid.
Den polyimidbelagda ärm som krymper med 0. 0 0 3 till 0,005 tum i både ID och OD-IS-ideal för applikationer som att täcka exponerad flätning eller täcka en fog mellan två bitar. Det kan också användas för att lägga till ett tips till en produkt som har bearbetats för att ha en inkonsekvent profil. Det är emellertid viktigt att notera att det finns en viktig begränsning: väggen måste vara minst 0,002 tum tjock.
2. I mikrodiameter hydraulisk vätska eller flytande leveranslinjer
Polyimid är en termosetteringspolymer. Detta innebär att när den bildats är det fast-det kommer inte att påminna eller återspegla när den utsätts för miljöer med högtemperatur. Det är också mycket stabilt och tål frätande och sura kemikalier som normalt skulle härda eller förnedra annan termoplast. Dessutom tål polyimidrör förstärkt med flätor i rostfritt stål.
Dessa önskvärda egenskaper gör att polyimidröret är ett lämpligt val för användning i linjer som transporterar hydraulvätskor eller andra vätskor. Material såsom mineraloljor, aromatiska kolväten och polyalkylenglykoler kan säkert transporteras genom slangar gjorda av polyimid utan att misslyckas i högtemperatur eller till och med kärnmiljöer. Till exempel förlitar många mikro-robotiska medicinska verktyg på hydrauliska system.
3. som ledningar för värmeväxling eller kylsystem
Termisk konduktivitet är avgörande för slangmaterial som används i värmeväxling eller kylsystem. Som ett tätt material som utför värme med en hastighet av 0. 471 W\/m · k är polyimid ett idealiskt val för sådana applikationer. Det är också mycket lämpligt för sammansättning med partiklar och fibrer, vilket innebär att slangens värmeledningsförmåga kan förlängas utöver standardkapaciteten för polyimid.
När polyimid är i ett vätska, visköst tillstånd är det lätt att lägga till partikelformigt material för att förbättra funktionaliteten. I detta fall kan material såsom keramik eller grafitpulver tillsättas till polymermatrisen för att öka rörets värmeledningsnivå med 70% till 90%.
Till exempel är denna polyimidkomposit väl lämpad för kirurgiska verktyg som används i ablationsprocedurer, där värme måste utföras bort från vävnad som inte behöver behandlas. Eftersom polyimid kan tillverkas med tunna väggar och små inre diametrar, kan den också användas för att skapa mikro-diameterrör som kan samlas ihop i specialiserade kylsystem.
4. I elektromagnetiska skyddade koaxiella kablar
Kateterbaserade ultraljudsavbildningsapplikationer förlitar sig ofta på koaxiella kablar för mikrodiameter. Eftersom polyimid är lätt att förvärra kan dessa kablar dra nytta av att använda polyimid för att tillhandahålla elektromagnetisk skärmning.
På ungefär samma sätt som grafitpulver tillsätts till en polymermatris för att förbättra värmeledningsförmågan, kan ett material som ger elektromagnetisk skärmning, såsom silver eller kopparpulver, blandas med polyimid i ett vätska, visköst tillstånd. När det är botat kommer det sammansatta röret att fungera som en elektromagnetisk sköld för den inre ledaren.
5. Skapa multilumenaxlar
Att kombinera flera mikro-diameterrör i en bunden multilumenaxel kan dra fördel av en mängd olika polyimidfunktioner. Till exempel kan en multi-lumenaxel inkludera ett elektromagnetiskt skyddat rör och ett rör som har komponerats med metallisk volfram för att bli radiopaque för visning med röntgen eller fluoroskopi, vilket gör axeln dubbelfunktionell.
Flera mikro-diameterrör gjorda av filmgjutningsprocessen kan också samlas ihop för att skapa en enda axel med flera lumen.
Nylon- eller PEBAX® -yttre beläggningar kan appliceras på rören som förenas; Dessa yttre beläggningar smälts sedan samman för att binda rören till varandra. I många kateterapplikationer kan multilumenaxlar som enkelt kombinerar flera polyimidrör användas i stället för typiska extruderade multilumenaxlar.
6. Som ett polymernål eller piercingverktyg
Med en draghållfasthet på 2 0 till 4 0 kpsi och en elastisk modul på 300 till 500 kpsi, är polyimid så stark och styv att den faktiskt kan användas för att skapa rör som kan användas som bladliknande skärning eller piercingverktyg. Rör med väggtjocklekar på 0,002 till 0,004 tum kan skäras genom olika typer av vävnad, och fungerar som ett polymeralternativ till Connordsonal -metallblad.
Sammanfattning
Polyimid är en mångsidig polymer med ett brett spektrum av önskvärda egenskaper som fungerar bra i många olika rörapplikationer för mikrodiameter. Tack vare en ny filmgjutningsprocess kan medicintekniska ingenjörer dra nytta av denna stabila, hållbara polymer på sätt som kanske inte är uppenbara vid första anblicken.
