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血管介入導(dǎo)管種類繁多，但其設(shè)計(jì)萬(wàn)變不離其宗，性能好的導(dǎo)管設(shè)計(jì)來(lái)源于確切的臨床需求，本文將為大家?guī)?lái)血管介入導(dǎo)管的設(shè)計(jì)思路與材料選擇。

1、設(shè) 計(jì) 要 點(diǎn)

想要獲得一款最佳設(shè)計(jì)的導(dǎo)管需要在眾多性能特征中獲得一種相對(duì)的平衡。這些屬性包括：推送性（Pushability）、可追蹤（Trackability）、通過(guò)性（Crossability）、扭轉(zhuǎn)性（Torqueability）、抗扭結(jié)（Kink Resistance）以及過(guò)渡段設(shè)計(jì)（Transition Design）。想在一種特性中取得最佳性能值通常會(huì)直接影響到其他性能，魚和熊掌不可兼得也！在設(shè)計(jì)血管介入導(dǎo)管時(shí)，有以下六個(gè)關(guān)鍵的性能特征需要著重考慮。

1. 推送性（Pushability）：將推送力從導(dǎo)管軸的近端傳遞到遠(yuǎn)端的能力。當(dāng)推送性與導(dǎo)管其他設(shè)計(jì)特征相結(jié)合進(jìn)行優(yōu)化后，使用者更容易將器械操縱到確切的治療部位。導(dǎo)管軸的推送性可通過(guò)以下方式提高：(1) 導(dǎo)管軸橫截面積最大化；(2) 使用彈性模量大的材質(zhì)--更硬的材料；(3) 使用更高抗拉強(qiáng)度的材料。

2. 扭轉(zhuǎn)性（Torqueability）：導(dǎo)管軸沿導(dǎo)管長(zhǎng)度方向傳遞旋轉(zhuǎn)位移的能力。當(dāng)扭轉(zhuǎn)性能高時(shí)，在血管解剖結(jié)構(gòu)內(nèi)，使用者手部對(duì)導(dǎo)管近端的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可有效地轉(zhuǎn)化到導(dǎo)管尖端，從而更好的操縱導(dǎo)管到達(dá)目標(biāo)血管位置；導(dǎo)管軸的扭轉(zhuǎn)性可以通過(guò)：(1) 提高導(dǎo)管軸的極轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；(2) 通過(guò)使用更硬的導(dǎo)管軸材料以提高其剪切模量。

3. 抗扭結(jié)性能（Kink Resistance）：當(dāng)導(dǎo)管軸在受到徑向力作用時(shí)，保持其橫截面輪廓完整的能力。當(dāng)導(dǎo)管軸的扭抗結(jié)性能較好時(shí)，使用者可以操縱導(dǎo)管通過(guò)迂曲的血管解剖路徑而不會(huì)發(fā)生導(dǎo)管斷裂或?qū)Ч苡谰米冃蔚默F(xiàn)象。提高抗扭結(jié)性能的方法有：(1) 使導(dǎo)管軸壁厚最大化；(2) 使用延展性好的材料作為導(dǎo)管軸的基礎(chǔ)材料。

4. 可追蹤性（Trackability）：描述導(dǎo)管穿越復(fù)雜解剖結(jié)構(gòu)的能力，其受到許多因素的影響，包括導(dǎo)管軸的靈活性、強(qiáng)度及其在解剖結(jié)構(gòu)中所受到的摩擦力。可追蹤性描述了使用者在操縱和放置器械時(shí)對(duì)器械的“自我感觸”?？赏ㄟ^(guò)以下幾種方法提高導(dǎo)管軸的可追蹤性：(1) 選擇低摩擦的外層材料或在遠(yuǎn)端外層材料表面涂覆潤(rùn)滑涂層；(2) 導(dǎo)管軸外層選擇彈性模量小的材料；(3) 減小導(dǎo)管軸壁厚；(4) 在保證內(nèi)徑要求下可減小導(dǎo)管軸外徑。

5. 過(guò)渡段設(shè)計(jì)（Transition Design）：指沿導(dǎo)管軸向上的剛度變化。一款性能優(yōu)異的導(dǎo)管往往具有靈活性強(qiáng)的遠(yuǎn)端以及近端具有足夠的支撐力，因?yàn)檫@樣可以最大限度地提高導(dǎo)管的推送性能和扭轉(zhuǎn)性能；同時(shí)在沿著導(dǎo)管軸向上具有良好設(shè)計(jì)的過(guò)渡段也將減少導(dǎo)管扭結(jié)發(fā)生的概率?？梢酝ㄟ^(guò)以下方式獲得良好的過(guò)渡段設(shè)計(jì)：(1) 增加導(dǎo)管內(nèi)遠(yuǎn)端的柔韌性；（2）導(dǎo)管的軸向上的剛度變化需漸變。

6. 通過(guò)性（Crossability）：描述使用者操作導(dǎo)管順利到達(dá)靶血管位置的能力，這是對(duì)導(dǎo)管綜合性能的一種評(píng)價(jià)方式，只有在以上五個(gè)方面達(dá)到相對(duì)平衡才能得到通過(guò)性能優(yōu)異的導(dǎo)管。

2、材 料 選 擇

在設(shè)計(jì)血管介入導(dǎo)管時(shí)，材料的選擇起到至關(guān)重要的角色，畢竟一款性能優(yōu)異的導(dǎo)管始終都是由各種材料組合形成。組成導(dǎo)管的材料主要分為兩大類，第一是金屬絲材，第二是高分子管材，下面主要介紹組成導(dǎo)管常見(jiàn)的高分子管材：

1. 聚四氟乙烯（PTFE）：PTFE是生產(chǎn)血管介入導(dǎo)管常見(jiàn)的一種含氟聚合物。由于其在高分子管材中具有最低的摩擦系數(shù)，因此最常用作血管介入導(dǎo)管的內(nèi)層--PTFE Liner。使用PTFE Liner的導(dǎo)管通常是人工組裝生產(chǎn)，因?yàn)楸覲TFE Liner難以通過(guò)傳統(tǒng)的擠出方法進(jìn)行加工處理。

2. 聚氨酯（PU）：PU是血管介入導(dǎo)管市場(chǎng)的關(guān)鍵聚合物之一。用于生產(chǎn)導(dǎo)管的聚氨酯彈性體的使用場(chǎng)景是多樣化的，聚氨酯品種包括聚酯，聚醚和聚碳酸酯為基礎(chǔ)的品種，以及芳香族和脂肪族等級(jí)。

3. 聚酰胺（Nylon）：如尼龍11和尼龍12是經(jīng)皮腔內(nèi)冠狀動(dòng)脈成形術(shù)(PTCA)應(yīng)用的首選材料，包括球囊擴(kuò)張導(dǎo)管以及支架輸送系統(tǒng)，在這些應(yīng)用中需要材料具有更大的剛度，而不希望在人體基本溫度下出現(xiàn)材料軟化現(xiàn)象。

4. 嵌段聚醚酰胺樹脂（Pebax）：Pebax是一種帶有軟段的改性尼龍，比尼龍11或12具有更好的彈性。由于其結(jié)合了聚氨酯的柔韌性和柔軟性以及尼龍的強(qiáng)度，因此它們已經(jīng)成為許多介入導(dǎo)管的首選材料之一。

5. 聚碳酸酯基PU：聚碳酸酯基PU具有優(yōu)異的長(zhǎng)期生物穩(wěn)定性，通常用于在人體內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間植入的產(chǎn)品當(dāng)中。脂肪族和芳香族聚醚聚氨酯在體溫下會(huì)軟化，以達(dá)到提高患者舒適度，降低血管損傷風(fēng)險(xiǎn)等效果。其通常用于長(zhǎng)時(shí)間植入人體的導(dǎo)管，例如經(jīng)外周靜脈置入中心靜脈導(dǎo)管(PICC)和靜脈內(nèi)導(dǎo)管(CV)。

6. 高密度聚乙烯（HDPE）：因?yàn)镠DPE具有較低的摩擦系數(shù)以及可以通過(guò)擠出工藝進(jìn)行加工，HDPE通常被用來(lái)設(shè)計(jì)成血管介入導(dǎo)管內(nèi)腔的內(nèi)襯和導(dǎo)管軸，雖然其不具有像PTFE那么低的摩擦系數(shù)，但優(yōu)于聚酰胺和聚氨酯。HDPE也比PTFE更硬，與PTFE相比，在某些應(yīng)用中可以獲得比PTFE更低的有效摩擦系數(shù)。當(dāng)器械或器械部件在沿著工作通道行進(jìn)時(shí)，在器械最前端的PTFE會(huì)產(chǎn)生一種”犁化”現(xiàn)象，從而使得增加器械前進(jìn)時(shí)的阻力；由于HDPE具有更高的硬度，因此其發(fā)生”犁化”現(xiàn)象的可能性更小，HDPE的摩擦系數(shù)雖然高一些，但是其在某些應(yīng)用場(chǎng)景中可以使得導(dǎo)管具有良好的通過(guò)性能。

7. 聚醚醚酮（PEEK）：PEEK被認(rèn)為是剛性最強(qiáng)的聚合物之一，其具有較高的拉伸模量和極限抗拉強(qiáng)度。常用來(lái)制備具有高強(qiáng)度或高耐熱性的導(dǎo)管，例如消融導(dǎo)管。PEEK具有與聚酰亞胺相似的機(jī)械性能，但它是一種真正意義上的熱塑性塑料，可以通過(guò)擠出工藝連續(xù)的生產(chǎn)。

3、小       結(jié)

以上是僅僅從工程學(xué)的角度介紹性能優(yōu)異的導(dǎo)管的設(shè)計(jì)方向，實(shí)際上特定用處的血管介入導(dǎo)管產(chǎn)品還需要和臨床實(shí)際需求緊密相連，這樣才能做到來(lái)源于臨床，并應(yīng)用于臨床。

后續(xù)筆者計(jì)劃將從導(dǎo)管鞘、球囊擴(kuò)張導(dǎo)管、微導(dǎo)管、導(dǎo)引導(dǎo)管、造影導(dǎo)管、血栓抽吸導(dǎo)管以及電生理導(dǎo)管為大家單獨(dú)介紹血管介入導(dǎo)管之間的異同點(diǎn)。