鎳鈦合金管醫用絲材的三大應用

醫療技術(shù)的不斷進(jìn)步延長(cháng)了人類(lèi)的壽命。隨著(zhù)金屬級合金在內外科應用中新用途的開(kāi)發(fā)，新的進(jìn)展不斷取得。據了解，2016年，在美國就進(jìn)行了5000萬(wàn)多次外科手術(shù)。隨著(zhù)每年外科手術(shù)次數的增長(cháng)，對微創(chuàng )手術(shù)的需求也在增長(cháng)，因為其具有很多的好處，包括恢復時(shí)間短、手術(shù)對患者的總體影響較小等。

        不銹鋼仍是醫療器械常用的材料，因為它功能全面、具有生物相容性，而且成本較低。鈦、鈷鉻合金等其他材料也推動(dòng)了技術(shù)進(jìn)步。鎳鈦合金（UNSN01555）是一種鎳鈦形狀記憶合金，也是醫用金屬材料中的佼佼者，在多種醫療應用中使用日益廣泛。

        鎳鈦合金指引著(zhù)前進(jìn)的方向

        鎳鈦合金是一種具有超彈性和形狀記憶性質(zhì)的非凡材料。它含有55％的鎳和45％的鈦，是制作醫用植入物的一種較佳材料。鎳鈦合金具有生物相容性和性質(zhì)，因此過(guò)往采用不銹鋼的很多應用已被鎳鈦合金取代。

        鎳鈦合金醫用絲材的三大應用為血管導絲、診斷導絲和牙弓絲。每年都有數百?lài)嶆囉糜阪団伜辖鸷筒讳P鋼醫用絲材的生產(chǎn)，它們又被用于改變生活的解決方案和挽救生命的情形。Grand View研究公司2014年發(fā)布的一份研究報告表示，到2020年，全球導絲市場(chǎng)的規模預計將達到21.9億美元。未來(lái)6年內，目標疾病的日益流行以及老年人群基數的不斷增長(cháng)將進(jìn)一步推動(dòng)導絲需求。

       導絲是一種很細的柔性醫用絲材，插入體內對較大器械進(jìn)行引導，例如導管、中心靜脈導管或喂食管。雖然導絲以前用于冠狀動(dòng)脈手術(shù)，但現在隨著(zhù)其使用量的穩步增長(cháng)以及擴展到更多的醫療專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，它已成為越來(lái)越多的醫療程序的組成部分。

     “與不銹鋼絲相比，鎳鈦合金絲的超彈性高出16倍，而且能經(jīng)受8％的應變，而不銹鋼絲在初始形狀發(fā)生變形之前只能經(jīng)受0.5％左右的應變。例如，取一個(gè)鎳鈦合金制成的回形針并將它彎曲成90°角，它會(huì )彈回原先的形狀�！辨団伜辖�、不銹鋼和專(zhuān)用醫用絲材供應商韋恩堡金屬公司鎳鈦合金產(chǎn)品經(jīng)理David Plumely說(shuō)道，“鎳鈦合金絲具有優(yōu)良的‘推送能力’、良好的抗縱向彎曲性，而且能維持其平直度。這些都是導絲的寶貴性質(zhì)。過(guò)去10年內，我們鎳鈦合金產(chǎn)量的年增長(cháng)率達到10％，而且將來(lái)仍有持續增長(cháng)的機會(huì )，包括醫療和非醫療領(lǐng)域�！辨団伜辖鸬牧硪环N重要應用是加強導管聚合物管，其中編織鎳鈦合金作為內外聚合物層之間的加強材料。

       可以適應大應變的支架

       鎳鈦合金具有適應較大應變的能力，而且與人體有生理和化學(xué)相容性，因此成為醫療器械工程設計領(lǐng)域的一種較佳材料。鎳鈦合金的關(guān)鍵應用領(lǐng)域之一是支架。鎳鈦合金支架可以在一個(gè)溫度下制作，在另一個(gè)溫度下折疊成較小的尺寸，然后插入動(dòng)脈中依靠體溫將它加熱到轉變溫度以上并恢復原先的尺寸。

        鎳鈦合金血管支架是由一條槍鉆桿子制成的，按準確的尺寸要求進(jìn)行加工后，通過(guò)激光切割成形。用于治療動(dòng)脈瘤的血管支架管一般直徑為25.4毫米（1英寸），可以“壓縮”到只有6毫米——7毫米（1/4英寸）的直徑，然后插入輸送裝置管和患者主動(dòng)脈中。支架會(huì )自行擴張并形成原始形狀，從而讓醫生修復動(dòng)脈瘤。

        高強度不銹鋼的應用

      “302型（UNSS30200）、304型（UNSS30400）和316L型（UNSS31603）奧氏體不銹鋼醫用絲材有很多應用�！表f恩堡金屬公司的AustinLucas說(shuō)道。這些極細的醫用絲材直徑介于0.1016毫米——2.54毫米之間，而且經(jīng)拉伸后可以變得更細�！安讳P鋼合金是較佳的材料，因為它們可以在低溫工作條件下達到高強度（400——500+千磅／平方英寸），例如0.127毫米絲材的強度為450千磅／平方英寸。這一點(diǎn)對于很小、很細部件的生產(chǎn)非常重要�！彼鼈冊谘苤委�、神經(jīng)刺激治療、內鏡檢查、矯形外科、口腔正畸和牙科植入等領(lǐng)域得到了廣泛應用。

        在開(kāi)心手術(shù)中，必須使胸骨斷裂來(lái)分開(kāi)肋骨架，這樣外科醫生才能夠給心臟動(dòng)手術(shù)。手術(shù)完成時(shí)需要把肋骨拉回到一起并借助胸骨閉合絲進(jìn)行閉合。閉合絲一般由316L型不銹鋼醫用絲材制成。304型不銹鋼醫用絲材經(jīng)常用作血管手術(shù)中初次進(jìn)入靜脈和動(dòng)脈的導絲。一些支架設計采用304型不銹鋼。304型和302型不銹鋼的其他常見(jiàn)應用包括管心針、導管、彈簧、縫合針和心軸。在很多外科干預治療中經(jīng)常采用U形釘來(lái)閉合傷口。這些U形釘是由316L型和304型不銹鋼絲制成的。后一種等級也在牙弓絲中使用。

       絲線(xiàn)、導銷(xiāo)和縫合針

       克氏針?shù)摻z（簡(jiǎn)稱(chēng)“K鋼絲”）和骨圓針由植入級316L制成，矯形外科醫生將它們用作固定骨折部位、骨頭重建的植入式器械，而且用作插入另一種植入物的導銷(xiāo)。它們也可以穿過(guò)皮膚植入，從而給骨骼系統施加拉力。4到6周后，骨頭愈合后，導銷(xiāo)就能拆除了。316L型不銹鋼的其他用途包括矯形外科纜索。

       醫用植入物應用中的不銹鋼醫用絲材采用真空電弧重熔法（VAR）生產(chǎn)，這是適用于針對重要應用中化學(xué)和機械均質(zhì)性較高材料的一種二次熔煉工藝。需要采用這類(lèi)化學(xué)性質(zhì)受控且純度較高的材料來(lái)保證疲勞強度的一致性，而疲勞強度在很多醫療應用中極為重要。

       不銹鋼醫用絲材也用于縫合針的生產(chǎn)。例如，縫合針必須具備極高的強度和延展性才能防止彎曲和斷裂，并達到足夠的剛度和組 織穿透性能，才能在外科醫生的手中實(shí)現良好的控制性能。為了滿(mǎn)足這些材料要求，縫合針一般由高性能的時(shí)效硬化馬氏體不銹鋼合金制成，例如Custom455（UNSS45500）和Custom470。

       對創(chuàng )新應用的不斷追求

        各種其他含鎳特種絲線(xiàn)也應用于醫療，例如FWM1058／Elgiloy／Phynox／Conichrome（UNSR30003），這是一種鈷鉻鎳鐵合金。其應用包括絲材型支架、過(guò)濾器、心臟起搏器導線(xiàn)和矯形外科植入物。另外，鈷鎳鉻鉬合金35NLT（或該合金的其他型式）憑借高彈性模量應用于起搏導線(xiàn)、管心針、導管和矯形外科纜索和植入。

        醫療技術(shù)的進(jìn)步離不開(kāi)的性質(zhì)高性能材料的推出。鎳鈦合金及含鎳合金等生物相容性材料不僅要滿(mǎn)足醫療器械設計師目前的需求，還必須為新的概念和可能性提供必要的技術(shù)規范。在對新應用的不斷追求中，這些材料一定會(huì )成為激動(dòng)人心、非凡的未來(lái)創(chuàng )新材料。