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介入導絲的結(jié)構(gòu)、材料與制造工藝深度解析

嘉峪檢測網(wǎng)        2025-08-12 18:59

介入導絲是經(jīng)皮腔內(nèi)血管介入手術(shù)(如心血管、神經(jīng)及外周血管介入)中不可或缺的核心器械。它的首要功能是作為“軌道”,安全、精準地引導球囊、支架、導管等治療器械到達靶病變位置  。導絲性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到手術(shù)的成功率、效率以及患者的安全。隨著介入治療技術(shù)向更遠端、更迂曲、更復雜的病變拓展,對導絲的性能要求也日益嚴苛,催生了多樣化的結(jié)構(gòu)設(shè)計。  
 

導絲的基本結(jié)構(gòu)

 

無論結(jié)構(gòu)如何,一根介入導絲通常由四個基本部分組成:  

導絲的結(jié)構(gòu)

核芯 (Core Wire): 

導絲的“脊梁”,決定了導絲的剛度、支撐力和推送性。主要材料為不銹鋼(如304不銹鋼)和鎳鈦合金(Nitinol) 。不銹鋼提供高硬度和支撐性,而鎳鈦合金以其超彈性和形狀記憶效應著稱,提供優(yōu)異的柔韌性和抗扭結(jié)性  。 護套/外部結(jié)構(gòu) (Jacket/Outer Structure): 包裹在核芯外部,直接與血管和器械接觸。其結(jié)構(gòu)設(shè)計是區(qū)分繞簧導絲和海波管導絲的關(guān)鍵。 涂層 (Coating): 覆蓋在導絲表面,用以降低摩擦力,提升通過性。主要分為疏水性涂層(如PTFE)和親水性涂層 。 

頭端 (Tip): 導絲的最遠端部分,通常設(shè)計得非常柔軟且不透X光(顯影),以確保安全通過血管并能在X光下清晰可見。常使用鉑或金等貴金屬繞簧以增強顯影性  。 
 

導絲的結(jié)構(gòu)與制造工藝深度解析 

 

導絲有兩種主流的機構(gòu):繞簧結(jié)構(gòu)和海波管結(jié)構(gòu)歷史上,繞簧結(jié)構(gòu)是最經(jīng)典的導絲設(shè)計之一。其設(shè)計理念是通過物理纏繞賦予導絲柔韌性。而海波管(Hypotube)的出現(xiàn),特別是鎳鈦合金海波管的應用及激光微加工技術(shù)的發(fā)展,代表了導絲設(shè)計理念的一次重大革新  。它通過一體化的管狀結(jié)構(gòu)和精密的加工,實現(xiàn)了對導絲性能(尤其是扭矩控制和支撐力)的更精準調(diào)控。這兩種設(shè)計理念并非完全獨立,而是常常被融合在同一根導絲的不同部分,形成了“混合型”設(shè)計。  ·繞簧結(jié)構(gòu)導絲 (Coiled Spring Guidewire) 核心結(jié)構(gòu)與材料繞簧結(jié)構(gòu)導絲的典型構(gòu)造是在一根逐漸變細的核芯(Core Wire)外部,緊密地纏繞一根或多根細金屬絲,形成彈簧狀的護套  。這種外部繞簧通常由不銹鋼絲制成,以提供一定的支撐力和管腔形態(tài)的觸覺反饋 。在導絲頭端,則常采用鉑金或金絲繞簧,以利用其高密度特性實現(xiàn)優(yōu)良的X射線顯影效果  。

繞簧結(jié)構(gòu)導絲的工藝優(yōu)缺點

制造工藝: 其核心工藝是纏繞(Winding) 。需要精密的設(shè)備將極細的金屬絲均勻、緊密地纏繞在核芯上。核芯本身則通過 研磨(Grinding) 工藝形成從近端到遠端逐漸變細的錐度(Taper),從而實現(xiàn)導絲不同節(jié)段的剛度過渡。 

結(jié)構(gòu)特點分析: 優(yōu)點: 結(jié)構(gòu)本身賦予了導絲,特別是頭端,極佳的柔韌性和彎曲能力,易于通過迂曲的血管  。多組件的結(jié)構(gòu)可以提供更豐富的觸覺反饋(Tactile Feel),幫助術(shù)者感知頭端與血管壁的相互作用 。 缺點: 繞簧之間的微小間隙可能增加與球囊或支架導管內(nèi)壁的摩擦力,影響器械的推送 。在承受較大扭矩時,繞簧結(jié)構(gòu)可能發(fā)生“解旋”或能量損失,導致扭矩傳遞效率相對較低。同時,其抗扭結(jié)性能也不如一體化結(jié)構(gòu)。 ·海波管結(jié)構(gòu)導絲 (Hypotube Guidewire) 核心結(jié)構(gòu)與材料海波管結(jié)構(gòu)導絲用一根中空的微細金屬管(即Hypotube)取代了傳統(tǒng)的繞簧護套 。這根管材本身可以作為導絲的主體,內(nèi)部容納一根獨立的核芯,或者海波管直接與核芯連接成一體。這種結(jié)構(gòu)的核心材料是鎳鈦合金(Nitinol) ,因其超彈性和形狀記憶效應,是制造高性能海波管的理想選擇  。

 介入導絲的結(jié)構(gòu)、材料與制造工藝深度解析

海波管結(jié)構(gòu)導絲的工藝優(yōu)缺點

制造工藝: 其核心工藝是激光微切割。通過飛秒激光等高精度技術(shù),可以在鎳鈦合金海波管的管壁上切割出各種復雜的幾何圖案,如螺旋狀的切槽、交錯的“S”形或“Z”形連接等  。這種“微構(gòu)(Microfabrication)”設(shè)計,使得工程師可以精確地調(diào)控導絲每一段的彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度和柔韌性,實現(xiàn)了性能的高度可定制化。 

結(jié)構(gòu)特點分析: 

優(yōu)點: 一體化的管狀結(jié)構(gòu)提供了無與倫比的扭矩傳遞效率,實現(xiàn)了“1:1”的扭矩響應,即近端旋轉(zhuǎn)一度,遠端也精確地旋轉(zhuǎn)一度 。其結(jié)構(gòu)完整性帶來了強大的推送性和支撐力,尤其是在需要穿越致密鈣化病變時  。經(jīng)過設(shè)計的鎳鈦合金海波管具有極強的抗扭結(jié)(Kink Resistance)能力和頭端塑形保持力 。 缺點: 相比繞簧結(jié)構(gòu),其觸覺反饋可能較弱。制造成本更高,工藝更復雜?,F(xiàn)代高端導絲極少是純粹的繞簧或海波管結(jié)構(gòu)。更常見的是結(jié)合兩者的混合型設(shè)計,旨在取長補短  。例如,一根神經(jīng)介入微導絲可能采用以下設(shè)計:  近端/主干 (Proximal/Shaft): 采用海波管結(jié)構(gòu),以確保最大的扭矩傳遞效率和推送力。中段過渡 (Mid-shaft Transition): 通過改變激光切割的密度和圖案,實現(xiàn)剛度的平滑過渡。 遠端/頭端 (Distal/Tip): 連接一段傳統(tǒng)的繞簧結(jié)構(gòu),通常是鉑金繞簧,以獲得最佳的柔韌性、安全性和顯影性  。 例如,徠瑞Sur-reach微導絲采用了多層結(jié)構(gòu),包括內(nèi)層強化不銹鋼芯絲、中間層繞簧線圈和外層微槽鎳鈦合金海波管,這是一種典型的混合設(shè)計。

介入導絲的結(jié)構(gòu)、材料與制造工藝深度解析

Sur-reach™微導絲的5大特點

1·易塑形及持久的塑形保持能力

不銹鋼材質(zhì)芯絲設(shè)計及獨特的海波管切槽設(shè)計使其具有更優(yōu)的形狀保持能力,提升手術(shù)效率。2·優(yōu)異的扭控性鎳鈦海波管和高強度不銹鋼芯絲設(shè)計,精準扭控。3·柔軟的頭端設(shè)計無創(chuàng)頭端設(shè)計,降低血管壁損傷風險。4·先進的親水涂層技術(shù)先進的親水涂層技術(shù),潤滑性和耐久性良好,摩擦力小,降低推送阻力。5·可靠的支撐性和柔順性高強度不銹鋼核芯絲與獨特的芯絲漸變設(shè)計,提供可靠的支撐性和柔順性。

兩種結(jié)構(gòu)的導絲核心性能指標對比

 

1-扭矩傳遞效率 指導絲將術(shù)者在近端施加的旋轉(zhuǎn)力矩無損耗地傳遞至遠端的能力。 性能對比: 海波管結(jié)構(gòu)顯著優(yōu)于繞簧結(jié)構(gòu)。海波管的一體化管狀構(gòu)造使其如同一個傳動軸,能夠?qū)崿F(xiàn)近乎1:1的扭矩傳遞 。而繞簧結(jié)構(gòu)在傳遞扭矩時,能量會因簧圈間的微小形變和摩擦而耗散。 

2-推送性與支撐力推送性指將近端推送的力有效傳遞到遠端的能力;支撐力指導絲為后續(xù)器械(如球囊、支架)提供穩(wěn)定“軌道”的能力。 性能對比:海波管結(jié)構(gòu)通常提供更優(yōu)的推送性和支撐力。其堅固的管狀結(jié)構(gòu)能有效抵抗壓縮和彎曲,將力更直接地傳導至遠端  。繞簧結(jié)構(gòu)在遇到較大阻力時,可能會發(fā)生微小的壓縮,造成能量損失,支撐力相對較弱。

3-抗扭結(jié)性指導絲在通過極度迂曲的血管或受到意外應力時抵抗永久性彎折(死折)的能力。 性能對比: 鎳鈦合金海波管結(jié)構(gòu)具有卓越的抗扭結(jié)性。這得益于鎳鈦合金的超彈性特性,即使在發(fā)生大角度彎曲后也能恢復原狀 。不銹鋼核芯的繞簧導絲則相對容易發(fā)生扭結(jié)。

 4-柔韌性與通過性柔韌性指導絲自身的彎曲能力;通過性則指其順應血管走形、順利通過迂曲和狹窄病變的能力。性能對比:傳統(tǒng)上,繞簧結(jié)構(gòu)在頭端柔韌性方面更具優(yōu)勢 。然而,通過精密的激光切割技術(shù),現(xiàn)代海波管導絲的遠端可以被設(shè)計得極其柔軟,甚至在某些方面超越了傳統(tǒng)繞簧導絲,從而實現(xiàn)了優(yōu)異的通過性  。因此,這一性能的優(yōu)劣已不再是絕對的,而更多取決于具體的設(shè)計和制造水平。 

5-頭端塑形能力與保持力  術(shù)者根據(jù)血管解剖需要對導絲頭端進行塑形的能力,以及塑形后在操作過程中保持該形態(tài)的能力。 性能對比: 鎳鈦合金海波管或采用鎳鈦合金核芯的導絲具有優(yōu)異的形狀記憶效應和保持力 。繞簧導絲雖然可以被塑形,但在多次通過器械或與血管壁作用后,其形狀可能不易保持。

 6-抗疲勞性能指導絲在手術(shù)過程中承受反復彎曲、扭轉(zhuǎn)等循環(huán)載荷而不斷裂或性能不衰減的能力。 性能對比: 未能找到直接比較繞簧與海波管結(jié)構(gòu)導絲在加速疲勞測試中的循環(huán)次數(shù)閾值和失效模式的公開量化數(shù)據(jù)。 理論推測的失效模式: 繞簧導絲的疲勞失效可能表現(xiàn)為單根簧絲的斷裂、簧圈松脫或核芯斷裂。海波管導絲的疲勞失效則更可能發(fā)生在激光切割圖案中應力集中的薄弱連接點處,表現(xiàn)為管壁的斷裂。

 介入導絲的結(jié)構(gòu)、材料與制造工藝深度解析

臨床適用性差異與選擇策略 

 

導絲的選擇并非“非黑即白”,而是基于復雜的臨床情境進行權(quán)衡  。 在神經(jīng)介入手術(shù)中,腦血管極其纖細、脆弱且迂曲 。對導絲的要求首先是極度的柔韌性和安全性,以避免刺穿動脈瘤或損傷血管壁 。  早些年頭端極其柔軟的繞簧微導絲因其良好的順應性和觸覺反饋而備受青睞。 然而,在處理復雜動脈瘤栓塞或需要通過迂曲路徑輸送微導管時,具備優(yōu)異扭矩控制能力的現(xiàn)代海波管微導絲變得至關(guān)重要  。它們能夠在不犧牲遠端柔性的前提下,讓術(shù)者在體外精準地操控遠在顱內(nèi)的導絲頭端指向,實現(xiàn)“精準導航”  。 

導絲的臨床選擇策略

導絲的選擇沒有“最優(yōu)”,只有“最適” 。最終的導絲選擇是一個綜合決策過程,取決于:  

病變特征: 病變的硬度、長度、位置和迂曲度。 血管解剖: 血管的直徑、迂曲角度和入路路徑。 手術(shù)策略: 需要何種程度的支撐力、扭矩控制和柔韌性。 術(shù)者偏好與經(jīng)驗: 不同術(shù)者對不同導絲的“手感”有個人偏好。Sur-reach™微導絲規(guī)格型號表:

介入導絲的結(jié)構(gòu)、材料與制造工藝深度解析

 

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來源:醫(yī)休神介說

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