I mer enn 30 år har polyimider blitt brukt i et bredt utvalg av rørapplikasjoner for mikrodiameter. Noen av de innovative måtene denne usedvanlig sterke og holdbare polymeren kan imidlertid brukes-partikulært i katetre og andre medisinske utstyr som brukes i minimalt invasive prosedyrer, kan faktisk overraske ingeniører for medisinsk utstyr. Denne artikkelen vil utforske 6 innovative bruksområder for polyimidrør av mikrodiameter i medisinsk utstyr, som alle kan gjøres mulig gjennom produksjonsprosessen for filmstøping.
Vanlige applikasjoner for polyimidrør
· Oppbevaringshylser for selvutvidende stenter
· Ballonginflasjonslumen
· Aspirasjonslumen for aterektomi -enheter
· Fôrmaterialer for lumen som inneholder kateterhåndbok
· Liten diameter guidwire design eller guidewire ytre skjeder
· Høy temperatur eller gammastrålebestandig rørapplikasjoner
· Bruksområder som krever høy strekkfasthet, momentoverføring eller kolonnestivhet
Filmstøpingsprosessen begynner med å påføre et tynt lag med flytende polyimidharpiks til en fast dorn. Høy temperaturpolymerisasjon brukes til å kurere harpiksen til en fast tilstand. Prosessen gjentas deretter, og tilsetning av lag med materiale til den ønskede rørveggtykkelsen oppnås.
Denne støpeprosessen gjør det veldig enkelt å tilpasse røret. Differente polymerer, glødetrådforsterkninger og partikulære materialtilsetningsstoffer kan lages på tverrsnittet av røret. Filmstøpingsprosessen tillater også fremstilling av tynne veggede rør med mindre ytre Dimensjonell stabilitet enn rør laget via ekstrudering.
1. som diskrete lengder på polyimidbelagt rør
For applikasjoner som krever diskrete lengder med rørformet polyimidbelegg, gir spesialdesignede polyimidrør en mulig løsning. Dette ufullstendige polymeriserte slangen kan reduseres i størrelse ved oppvarming.
Tenk for eksempel på en hypotube som må være delvis belagt med polyimid. En lengde på termosett -polyimidrør kan utformes for å passe over den delen av hypotube som skal belegges. Denne termoformable polyimidet kan deretter gli over hypotube som en hylse. Når den er utsatt for en varierende temperaturprofil, kurerer rørene og krymper litt, og dekker effektivt den delen av hypotugen med polyimid.
Den polyimidbelagte ermet-som krymper av 0. 0 0 3 til 0,005 tommer i både ID og OD-er ideell for applikasjoner som å dekke utsatt flette eller dekke et ledd mellom to stykker. Det kan også brukes til å legge til et tips til et produkt som har blitt maskinert for å ha en inkonsekvent profil. Det er imidlertid viktig å merke seg at det er en nøkkelbegrensning: veggen må være minst 0,002 tommer tykk.
2.
Polyimid er en termosetting -polymer. Dette betyr at det når den er dannet, den er solid-det vil ikke rykke eller reflektere når de blir utsatt for miljøer med høy temperatur. Den er også veldig stabil og tåler etsende og sure kjemikalier som normalt vil herde eller forringe annen termoplast. I tillegg kan polyimidrør forsterket med flette i rustfritt stål tåle høyt trykk.
Disse ønskelige egenskapene gjør polyimidrør til et passende valg for bruk i linjer som transporterer hydrauliske væsker eller andre væsker. Materialer som mineraloljer, aromatiske hydrokarboner og polyalkylenglykoler kan trygt transporteres gjennom rør laget av polyimid uten å svikte i høye temperaturer eller til og med atommiljøer. For eksempel er mange mikro-robotiske medisinske verktøy avhengige av hydrauliske systemer.
3. som ledninger for varmeutveksling eller kjølesystemer
Termisk konduktivitet er kritisk for rørmaterialer som brukes i varmeutveksling eller kjølesystemer. Som et tett materiale som leder varme med en hastighet på 0. 471 w\/m · K, er polyimid et ideelt valg for slike applikasjoner. Det er også veldig egnet for sammensetting med partikler og fibre, noe som betyr at den termiske ledningsevnen til slangen kan utvides utover standardkapasiteten til polyimid.
Når polyimid er i væske, tyktflytende tilstand, er det enkelt å tilsette partikkelformige materialer for å forbedre funksjonaliteten. I dette tilfellet kan materialer som keramisk eller grafittpulver tilsettes polymermatrisen for å øke det termiske konduktivitetsnivået til røret med 70% til 90%.
For eksempel er denne polyimidkompositt godt egnet for kirurgiske verktøy som brukes i ablasjonsprosedyrer, der det må utføres varme fra vev som ikke trenger å bli behandlet. Fordi polyimid kan produseres med tynne vegger og små indre diametre, kan det også brukes til å lage rør med mikrodiameter som kan samles sammen i spesialiserte kjølesystemer.
4. i elektromagnetiske skjermede koaksiale kabler
Kateterbaserte ultralydavbildningsapplikasjoner er ofte avhengige av koaksiale kabler. Fordi polyimid er lett å sammensette, kan disse kablene dra nytte av å bruke polyimid for å tilveiebringe elektromagnetisk skjerming.
På omtrent samme måte som grafittpulver tilsettes en polymermatrise for å forbedre termisk ledningsevne, kan et materiale som gir elektromagnetisk skjerming, for eksempel sølv eller kobberpulver, blandes med polyimid i en væske, viskøs tilstand. Når det er herdet, vil det sammensatte røret fungere som et elektromagnetisk skjold for den indre lederen.
5. Opprette multilumenaksler
Å kombinere flere rør med mikrodiameter i en medfølgende multi-lumen-aksel kan dra nytte av en rekke polyimidfunksjoner. For eksempel kan en multi-lumen-aksel inkludere et elektromagnetisk skjermet rør og et rør som har blitt komponert med metallisk wolfram for å bli radiopaque for visning av røntgen eller fluoroskopi, noe som gjør akselen dobbelt-funksjonell.
Flere rør med mikro-diameter laget av filmstøpingsprosessen kan også samles sammen for å skape en enkelt aksel med flere lumen.
Nylon eller Pebax® ytre belegg kan påføres rørene som blir sammen med; Disse ytre beleggene blir deretter smeltet sammen for å binde rørene til hverandre. I mange kateterapplikasjoner kan multi-lumen-sjakter som enkelt kombinerer flere polyimidrør brukes i stedet for typiske ekstruderte flerlumenaksler.
6. Som et polymern nål eller piercingverktøy
Med en strekkfasthet på 2 0 til 4 0 kpsi og en elastisk modul på 300 til 500 kpsi, er polyimid så sterk og stiv at det faktisk kan brukes til å lage rør som kan brukes som bladlignende skjære- eller piercingverktøy. Rør med veggtykkelser fra 0,002 til 0,004 tommer kan skjære gjennom forskjellige typer vev, og tjene som et polymeralternativ til Connordsonal metallblader.
Sammendrag
Polyimid er en allsidig polymer med et bredt spekter av ønskelige egenskaper som fungerer godt i mange forskjellige rørapplikasjoner for mikrodiameter. Takket være en ny filmstøpingsprosess, kan ingeniører med medisinsk utstyr dra nytte av denne stabile, holdbare polymeren på måter som kanskje ikke er åpenbar ved første øyekast.
