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嘉峪檢測網(wǎng) 2023-04-08 08:37
球囊導(dǎo)管親水涂層固化工藝是一種利用光能源或者熱能，使液態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成固態(tài)物質(zhì)的過程。親水涂層的性能對于球囊導(dǎo)管固化效果起著很關(guān)鍵的作用，不同性能與種類的親水涂層所要求的固化時間存在一定的差異。
醫(yī)用導(dǎo)管所需的親水溶液，主要由低聚物、單體、光引發(fā)劑組成，親水溶液的反應(yīng)過程主要是由光引發(fā)劑經(jīng)過紫外線輻射分解引起的，使得單體與低聚物聚合。
低聚物是固化完成形成的親水薄膜的骨架，光引發(fā)劑的質(zhì)量對于固化效率具有重要的影響。目前在光固配方方面的研制主要包括高引發(fā)效率并且價格相對低廉的光引發(fā)劑、低粘度低聚物、無毒或毒性極小的單體。
球囊導(dǎo)管親水涂層固化方法
球囊導(dǎo)管進入人體后會引起一系列反應(yīng)。比如由于導(dǎo)管摩擦帶來的血管內(nèi)皮損傷、吸附細菌等。為了減少球囊導(dǎo)管在介入治療中對人體造成的損害，提高其表面生物相容性以及潤滑性，通常的做法是對球囊導(dǎo)管的表面進行親水性能改造。一種有效的改造方法是將親水性溶液固化到球囊導(dǎo)管表面。
常見的可用于球囊導(dǎo)管固化的方法主要有電子束固化以及UV（紫外線）固化。其中電子束固化具有能源利用率高、無需引發(fā)劑、對環(huán)境的污染較小等優(yōu)點。但由于電子束固化設(shè)備較為昂貴，并且在固化過程中需要惰性氣體進行保護，使得固化成本提高，難以大面積推廣使用。
UV固化有以下優(yōu)點：
1.固化效率快：一般球囊導(dǎo)管表面親水涂層固化過程不超過5分鐘即可完成。
2.設(shè)備成本低：UV固化設(shè)備比電子束固化的設(shè)備價格相對低廉，且占地面積較小。
3.低溫固化：固化過程不需要加熱，避免了高溫對球囊導(dǎo)管造成的損傷，節(jié)能環(huán)保。
4.環(huán)境污染少：UV固化親水溶液中含有較少的揮發(fā)性物質(zhì)，能夠減少溶液揮發(fā)對環(huán)境造成的影響提高了操作人員的安全性。
UV固化雖然需要光引發(fā)劑，但其對固化環(huán)境要求不嚴苛、固化效率較高、固化成本較低等優(yōu)點使得UV固化得到了越來越廣泛的應(yīng)用，占固化市場的90%以上。
UV固化工藝理論基礎(chǔ)
UV即紫外線的英文簡稱。早在1802年就被發(fā)現(xiàn)但直到最近幾十年人們才挖掘出其重要的應(yīng)用價值。比如殺菌燈、機械零件的熒光探傷、印刷制版等應(yīng)用，但在醫(yī)用導(dǎo)管行業(yè)較少看到比較成熟的應(yīng)用 。
UV根據(jù)波長的不同可以劃分成四個波段：
A波段，波長范圍320-400nm；
B波段，波長范圍275-320nm；
C波段，波長范圍200-275nm；
D波段，波長范圍100-200nm。
其中A波段紫外線穿透力比較強，可以極大地提高固化效率，但這種紫外線極易對人體皮膚造成很大的傷害，故需要固化機具有紫外線防護措施 ，保障工作人員的安全生產(chǎn)作業(yè)。
圖片來源：網(wǎng)絡(luò)
文中球囊導(dǎo)管親水溶液主要由PVP聚乙烯基吡咯烷酮、水性低聚物以及光引發(fā)劑組成 。
PVP是一種具有優(yōu)良的生物相容性以及親水性的材料該材料易與水分子發(fā)生氫鍵絡(luò)合化學(xué)反應(yīng)而生成親水凝膠；
水性低聚物是球囊導(dǎo)管親水涂層的主體部分，相當(dāng)于親水涂層的骨架，它決定著球囊導(dǎo)管親水涂層的柔韌性、硬度以及耐磨性；
光引發(fā)劑是將親水性溶液高效率固化到醫(yī)用導(dǎo)管表面的關(guān)鍵物質(zhì)，相當(dāng)于化學(xué)反應(yīng)中的催化劑角色 。
UV固化的基本過程：
當(dāng)親水性溶液受到紫外線照射時，紫外線誘發(fā)光引發(fā)劑發(fā)生分解生成的活性自由基可以促使PVP溶液和水性低聚物發(fā)生聚合使得原來親水溶液分子間的范德華距離變成聚合物的共價鍵距離，分子間的距離逐漸減小親水性溶液漸漸變成固態(tài)，形成親水涂層。
球囊導(dǎo)管UV固化工藝要求
根據(jù)球囊導(dǎo)管UV固化工藝理論基礎(chǔ)以及實驗分析，為了使醫(yī)用導(dǎo)管親水涂層得到良好的固化效果以及滿足球囊導(dǎo)管的使用需求。本論文得出以下幾點UV固化工藝要求，即指出了本論文所研制的醫(yī)用導(dǎo)管親水涂層固化機需要解決的問題。
1.固化后的球囊導(dǎo)管親水涂層要保證均勻性以及穩(wěn)定性
親水涂層的均勻性以及穩(wěn)定性是球囊導(dǎo)管質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，尤其這種需要進入人體使用的醫(yī)療器械，其表面親水涂層的均勻性以及穩(wěn)定性關(guān)系著患者的生命安全。經(jīng)過理論分析我們得出：在UV固化過程中，醫(yī)用導(dǎo)管表面浸漬的親水性溶液的均勻性以及紫外線照射的均勻性等因素極大地影響著親水涂層的均勻性以及穩(wěn)定性 。
2.球囊導(dǎo)管在固化過程中需要保持充氣狀態(tài)
如圖：
自然狀態(tài)下，未充氣的球囊導(dǎo)管呈扁平狀態(tài)。這種球囊導(dǎo)管浸漬到固化試劑中，會使得導(dǎo)管表面粘附的固化試劑不均勻。在固化過程中對球囊導(dǎo)管充氣，使之保持脹圓的狀態(tài)，盡可能地保證了固化后的球囊導(dǎo)管親水涂層的均勻性。
3.精確控制球囊導(dǎo)管固化涂層的長度
球囊導(dǎo)管對固化涂層的長度L有一定的要求?；镜囊笫荓≥1200mm。針對某種特定型號的球囊導(dǎo)管，涂層長度L為一固定值，并且精度誤差一般需控制在±1mm之間。
4.球囊導(dǎo)管移動過程中對于平穩(wěn)性的要求
球囊導(dǎo)管一般較長，在移動過程中很容易出現(xiàn)擺動從而影響固化效果。因此在設(shè)計醫(yī)球囊導(dǎo)管的運動結(jié)構(gòu)時，應(yīng)該使導(dǎo)管的擺動量維持在一個合理的范圍內(nèi)。這就對球囊導(dǎo)管親水涂層固化機運動機構(gòu)的平穩(wěn)性提出了較高的要求。
5.固化試劑密封性要求
固化試劑一般需要盛放在專門的容器中，如果還未開始固化，紫外線就能夠照射到固化試劑，會造成固化試劑的浪費，大大地影響到球囊導(dǎo)管親水涂層固化的質(zhì)量。因此，需要對固化試劑進行密封處理。
6.紫外線照度
紫外線照度是影響導(dǎo)管親水涂層固化效果重要的因素，球囊導(dǎo)管親水涂層的固化要求紫外線照度I≥ 25mw/cm2。
7.固化溫度
紫外線燈工作時會生成熱量，使得球囊導(dǎo)管固化時的溫度上升。由于高溫容易使球囊導(dǎo)管變形，一般需要使導(dǎo)管表面溫度T≤75℃。
8.球囊導(dǎo)管固化時間的精確控制
固化時間對球囊導(dǎo)管的固化效果同樣起到關(guān)鍵的作用。固化機需要精確地控制球囊導(dǎo)管親水涂層的固化時間。
球囊導(dǎo)管親水涂層固化機
工作原理與流程
球囊導(dǎo)管經(jīng)過相關(guān)工藝成型之后 ，隨后對其表面親水涂層進行UV固化是其加工制造過程中一道很關(guān)鍵的工序 。
如圖：
球囊導(dǎo)管親水涂層的固化示意圖
從內(nèi)到外依次，表示球囊導(dǎo)管表面、固化試劑A和固化試劑B，其中固化試劑A與固化試劑 B分別表示濃度為70%的PVP溶液與濃度為30%的PVP溶液；為了使固化后的球囊導(dǎo)管表面獲得高質(zhì)量的親水涂層 ，采用了兩層親水涂層UV固化工藝 ，即通過高強度紫外線先將試劑A固化到球囊導(dǎo)管表面，之后再固化試劑 B，最終使球囊導(dǎo)管表面形成一層均勻且不易脫落的親水性薄膜，實現(xiàn)球囊導(dǎo)管表面親水改造，滿足臨床上的使用要求。
為了完成上述的兩層親水涂層UV固化工藝，球囊導(dǎo)管親水涂層固化機工作流程如圖所示：
*醫(yī)用導(dǎo)管親水涂層固化機的工作流程圖
固化開始時，球囊導(dǎo)管夾具需要從初始位置下降到導(dǎo)管安裝位置，操作人員將剛成型后的球囊導(dǎo)管半成品通過魯爾接頭固定到夾具上，固定完成之后夾具帶動球囊導(dǎo)管回到起始位置。球囊導(dǎo)管隨后浸入固化試劑A，浸漬一定時間后，抬升球囊導(dǎo)管使之回到固化位置。此時將進行一定時間的紫外線照射，完成球囊導(dǎo)管試劑A的固化之后，切換試劑，開始進行球囊導(dǎo)管試劑B的固化，重復(fù)上述試劑A的固化過程，完成試劑B的固化之后，球囊導(dǎo)管回到安裝位置，操作人員取下這批球囊導(dǎo)管。此時完成了固化球囊導(dǎo)管的親水涂層整個過程。
FDA：
防止介入手術(shù)血管內(nèi)器械涂層脫落的十大建議
FDA警告說血管內(nèi)醫(yī)療器械的親水性或疏水性涂層可能脫落，可能導(dǎo)致患者嚴重損傷，并提出防止介入手術(shù)血管內(nèi)器械涂層脫落的十大建議。
01.請注意，許多器械設(shè)計、標(biāo)簽、標(biāo)識為特定用途。例如，用于外周血管的器械的涂層和性能可能與用于大腦血管的器械不同；
02.按照制造商的說明書使用正確的儲存條件（例如貨架壽命、溫度、光照）儲存器械，因為存儲不當(dāng)會影響涂層的完整性；
03.當(dāng)同時使用兩種器械如導(dǎo)管和導(dǎo)引鞘時，應(yīng)確保導(dǎo)引鞘有足夠的空間使導(dǎo)管安全通過?？紤]器械的特性，使用期間一些涂層可能發(fā)生膨脹。例如考慮使用比血管鞘稍大型號的導(dǎo)引鞘，這樣兩種器械之間有足夠的空間?？蓹z查器械標(biāo)簽或咨詢器械制造商獲取進一步的信息；
04.按照制造商的推薦的預(yù)處理步驟準備器械。預(yù)處理步驟可以激活一些器械涂層的性能，在隨后的使用過程中這些涂層可以發(fā)揮最大效果 ；
05.在預(yù)處理涂層過程中只使用推薦的處理方法，處理方法可能不是可隨意選擇的，不同的親水或疏水涂層處理過程可能不同；
06.避免使用酒精消毒或其他溶劑預(yù)處理器械，因為這可能會導(dǎo)致不可預(yù)知的變化，可能影響器械涂層的安全性和性能。避免預(yù)浸器械超過說明書指導(dǎo)的時間，因為這可能會影響涂層的性能。避免用干紗布擦拭器械，因為這可能會損壞器械的涂層；
07.推進器械，通過針、金屬套管、支架、有銳邊的其他器械或通過曲折的或鈣化的血管撤回器械的使用過程中要謹慎操作。通過鋒利的邊緣或斜面操作、推進或撤出器械可能導(dǎo)致器械外涂層的破壞和/或分離，可能導(dǎo)致臨床不良事件；
08.請注意，試圖彎曲、扭轉(zhuǎn)或使用類似的方法改變器械的形狀可能會影響涂層的完整性，肉眼并不總是可以明顯看見涂層的損壞；
09.當(dāng)器械不能順利移動、明顯彎折或存在其他類型的損壞、性能表現(xiàn)不如預(yù)期時，考慮更換器械；
10.請參考器械標(biāo)簽或與器械制造商聯(lián)系，獲取關(guān)于如何安全使用器械的進一步的信息。
來源：智慧醫(yī)械
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