Al meer dan 30 jaar worden polyimiden gebruikt in een breed scala aan buizentoepassingen voor micro-diameter. Enkele van de innovatieve manieren waarop dit uitzonderlijk sterke en duurzame polymeer kan worden gebruikt, met name in katheters en andere medische apparaten die worden gebruikt in minimaal invasieve procedures-mei, verrassende ingenieurs van medische hulpmiddelen. Dit artikel onderzoekt 6 innovatieve toepassingen voor polyimidebuisjes voor micro-diameter in medische apparaten, die allemaal mogelijk kunnen worden gemaakt door het productieproces van de filmcasting.
Veel voorkomende toepassingen voor polyimidebuizen
· Retentiebeperkingen voor zelfuitkerende stents
· Balloninflatie lumen
· Aspiratie lumen voor atherectomie -apparaten
· Voeringmaterialen voor lumen die katheter -richtwedstrijden bevatten
· Kleine diameter -richtwiedontwerpen of richtwerk van de buitenste omhulsels
· Hoge temperatuur of gammastraling-resistente buistoepassingen
· Toepassingen die een hoge treksterkte, koppeloverdracht of kolomstijfheid vereisen
Het filmgietproces begint door het aanbrengen van een dunne laag vloeibare polyimide -hars op een vaste doorn. Hoge temperatuurpolymerisatie wordt gebruikt om de hars tot een vaste toestand te genezen. Het proces wordt vervolgens herhaald, waardoor lagen materiaal worden toegevoegd totdat de gewenste buiswanddikte wordt bereikt.
Dit gietproces maakt het heel eenvoudig om de buis aan te passen. Verschillende polymeren, filamentversterkingen en deeltjesmateriaaladditieven kunnen worden gelaagd op de dwarsdoorsnede van de buis. Het filmgietproces maakt ook de fabricage van dunnere omgekeerde buizen met kleinere externe diameters (OD) (OD tot {1}}. stabiliteit dan buizen gemaakt via extrusie.
1. Als afzonderlijke lengtes van polyimide-gecoate slang
Voor toepassingen die discrete lengtes van buisvormige polyimide -coating vereisen, biedt speciaal ontworpen polyimidebuis een mogelijke oplossing. Deze onvolledig gepolymeriseerde buizen kan in grootte worden verminderd door verwarming.
Overweeg bijvoorbeeld een hypotube die gedeeltelijk moet worden bekleed met polyimide. Een lengte van thermohardende polyimidebuizen kan worden ontworpen om over het gedeelte van de te coaten hypotube te passen. Dit thermoformbare polyimide kan vervolgens als een mouw over de hypotube worden geschoven. Wanneer het wordt blootgesteld aan een variërend temperatuurprofiel, geneest de buis en krimpt en krimpt ze dat gedeelte van de hypotube effectief met polyimide.
De polyimide-gecoate huls die krimpt door 0. 0 0 3 tot 0,005 inch in zowel ID als OD-is ideaal voor toepassingen zoals het bedekken van blootgestelde vlecht of het bedekken van een gewricht tussen twee stukken. Het kan ook worden gebruikt om een tip toe te voegen aan een product dat is bewerkt om een inconsistent profiel te hebben. Het is echter belangrijk op te merken dat er een belangrijke beperking is: de wand moet minimaal 0,002 inch dik zijn.
2. in micro-diameter hydraulische vloeistof of vloeistofafgiftelijnen
Polyimide is een thermohardend polymeer. Dit betekent dat het eenmaal gevormd is, het is solide-het zal niet worden genomen of opnieuw worden weergegeven wanneer het wordt blootgesteld aan omgevingen op hoge temperatuur. Het is ook zeer stabiel en kan corrosieve en zure chemicaliën weerstaan die normaal andere thermoplastics zouden verharden of afbreken. Bovendien kan polyimidebuizen versterkt met roestvrijstalen vlecht bestand zijn tegen hoge drukken.
Deze gewenste kwaliteiten maken polyimidebuizen een geschikte keuze voor gebruik in lijnen die hydraulische vloeistoffen of andere vloeistoffen transporteren. Materialen zoals minerale oliën, aromatische koolwaterstoffen en polyalkyleenglycolen kunnen veilig worden getransporteerd door buizen gemaakt van polyimide zonder te falen in hoge temperatuur of zelfs nucleaire omgevingen. Veel micro-robotische medische hulpmiddelen zijn bijvoorbeeld afhankelijk van hydraulische systemen.
3. Als leidingen voor warmte -uitwisseling of koelsystemen
Thermische geleidbaarheid is van cruciaal belang voor slangmaterialen die worden gebruikt in warmte -uitwisseling of koelsystemen. Als een dicht materiaal dat warmte geleidt met een snelheid van 0. 471 w\/m · k is polyimide een ideale keuze voor dergelijke toepassingen. Het is ook zeer geschikt voor samenstelling met deeltjes en vezels, wat betekent dat de thermische geleidbaarheid van de buizen kan worden uitgebreid voorbij de standaardcapaciteit van polyimide.
Wanneer polyimide zich in vloeibare, viskeuze toestand bevindt, is het gemakkelijk om deeltjesvormige materialen toe te voegen om de functionaliteit te verbeteren. In dit geval kunnen materialen zoals keramiek of grafietpoeder aan de polymeermatrix worden toegevoegd om het thermische geleidbaarheidsniveau van de buis met 70% tot 90% te verhogen.
Deze polyimidecomposiet is bijvoorbeeld zeer geschikt voor chirurgische hulpmiddelen die worden gebruikt bij ablatieprocedures, waarbij warmte weg van weefsel moet worden uitgevoerd dat niet hoeft te worden behandeld. Omdat polyimide kan worden vervaardigd met dunne wanden en kleine binnendiameters, kan het ook worden gebruikt om micro-diameter buizen te creëren die kunnen worden samengebracht in gespecialiseerde koelsystemen.
4. In elektromagnetische afgeschermde coaxkabels
Op katheter gebaseerde ultrasone beeldvormingstoepassingen zijn vaak afhankelijk van de coaxkabels van de micro-diameter. Omdat polyimide gemakkelijk te verergeren is, kunnen deze kabels profiteren van het gebruik van polyimide om elektromagnetische afscherming te bieden.
Op vrijwel dezelfde manier als grafietpoeder wordt toegevoegd aan een polymeermatrix om de thermische geleidbaarheid te verbeteren, een materiaal dat elektromagnetische afscherming biedt, zoals zilver of koperen poeder, kan worden gemengd met polyimide in een vloeibare, viskerende toestand. Eenmaal genezen, zal de samengestelde buis fungeren als een elektromagnetisch schild voor de interne geleider.
5. Multilumen -schachten maken
Het combineren van buizen met meerdere micro-diameter in een gebundelde multi-lumen-as kan profiteren van een verscheidenheid aan polyimidemogelijkheden. Een multi-lumen as kan bijvoorbeeld een elektromagnetisch afgeschermde buis bevatten en een buis die is samengesteld met metalen wolfraam om radiopaque te worden voor het bekijken door röntgenfoto's of fluoroscopie, waardoor de as dubbel functioneel is.
Verschillende buizen voor micro-diameter gemaakt door het filmcastingproces kunnen ook worden gebundeld om een enkele as met meerdere lumen te maken.
Nylon of Pebax® Outer Coatings kan worden aangebracht op de buizen die worden samengevoegd; Deze buitenste coatings worden vervolgens samengesmolten om de buizen aan elkaar te binden. In veel kathetertoepassingen kunnen multi-lumen-assen die gemakkelijk meerdere polyimidebuizen combineren, worden gebruikt in plaats van typische geëxtrudeerde multi-lumen-assen.
6. Als een polymere naald of piercinggereedschap
Met een treksterkte van 2 {0 tot 4 0 kpsi en een elastische modulus van 300 tot 500 kpsi, is polyimide zo sterk en stijf dat het daadwerkelijk kan worden gebruikt om buizen te maken die kunnen worden gebruikt als mes-achtige snij- of piercinggereedschap. Buizen met wanddiktes van 0,002 tot 0,004 inch kunnen door verschillende soorten weefsel snijden, die dienen als een polymeeralternatief voor connordsonale metalen bladen.
Samenvatting
Polyimide is een veelzijdig polymeer met een breed scala aan wenselijke eigenschappen die goed werken in veel verschillende buizentoepassingen voor micro-diameter. Dankzij een nieuw filmcastbuisproces kunnen ingenieurs medische hulpmiddelen profiteren van dit stabiele, duurzame polymeer op een manier die op het eerste gezicht misschien niet duidelijk is.
