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鎳鈦合金導絲在人體血管內如何進行焊接?

鎳鈦合金已成為了介入醫學以及生物醫學工程中的重要材料,然而,制作過程中將鎳鈦合金與醫用不銹鋼的連接依然是醫療器械設計和制作上的棘手難題。一些醫療器械廠家采用的通過套管實現物理套接加固定、利用膠接連接鎳鈦合金絲與不銹鋼絲兩端等方法,常因套接部位物理尺寸增大改變而影響可操作性、以及連接強度及材質性能改變而難以達到臨床實用要求。


鎳鈦合金導絲在血管內介入診治過程中的功用是,進入血管腔后,首先通過血管內通道、分支及蜿蜒迂曲部分,有時還需要突破狹窄部位而到達靶部位,并將導管、微導管等其他介入醫學器械引導至相應部位或區域。在導絲選擇性進入冠心病的冠狀動脈、顱內細小的腦動脈、血管畸形和腫瘤內的小供血血管等時,起到不可替代的引導作用。

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理想鎳鈦合金導絲從性能上看,要求其推送扭轉操控性能好,而且由于導絲直徑細小,還要求在彎曲的血管中通過和推送時不易發生彎曲后變形;由于導絲細且長,要求導絲前端易于導入血管和通過血管彎曲段或突破狹窄部位;由于很多的小血管管壁強度小,直徑細小的微導絲更必須盡可能展現出其柔順性和超彈性以減少與血管壁表面發生摩擦及其可能損傷血管壁可能性。


從導絲的整體構成、功用與導絲材質選擇上看,無論導絲是否外套彈簧或高分子聚合物材料,其內芯部分要求導絲的前段部分具備良好的柔順性而不至于在血管內通過的過程中傷及血管壁,并且需具備超彈性,這樣才易于在通過蜿蜒迂曲的血管段時導絲不會發生因彎曲后變形而無法回復到彎曲前狀態,在通過了蜿蜒迂曲的血管段后,可通過其超彈性拉伸變直血管彎曲段。

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適合以上這些性能的材料則非鎳鈦記憶合金絲而莫屬;而導絲內芯的后段需要材質較為堅硬,以利于在體外推送已深入到血管內的導絲,并能實現體外控制和扭轉操作,如此一來,加硬不銹鋼絲則是適合這樣要求的不二選擇。將鎳鈦合金絲聯合不銹鋼絲連接,則可使復合制作成的導絲成為前段具有超彈性和記憶性能,后段具有極好的推送性和扭轉超控性的多種性能兼備的導絲。由于鎳鈦合金與不銹鋼絲的焊接甚為困難,實現將細小的鎳鈦合金絲與同樣細小的不銹鋼絲端端部焊接是制作優良導絲的一項重要且關鍵的工藝步驟。


通常的鎳鈦合金絲焊接方式無法達到高強度而又不影響其導絲的性能。實現鎳鈦合金與不銹鋼連接的難點在于:鎳的熔點在1453度、鈦的熔點為1668度、鐵的熔點為1535度,這種熱熔溫度的差別表現在當進行鎳鈦合金與不銹鋼焊接時,鎳鈦中的鈦和鎳與不銹鋼的熔點不同,熱熔及熱固化的溫差常導致互熔困難。焊接鎳鈦與不銹鋼時,焊接面常形成龜裂和生成易脆的鈦化鐵帶。鎳鈦合金在高溫焊接過程中極易導致氧化和喪失鎳鈦合金的超彈性。因此,通常的熔焊方式和端部對焊的材質差異并不適合鎳鈦與不銹鋼這兩種不同材質的的焊接連接,因此傳統的焊接方式需要改進。


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