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镍钛合金导丝在人体血管内如何进行焊接?

镍钛合金已成为了介入医学以及生物医学工程中的重要材料,然而,制作过程中将镍钛合金与医用不锈钢的连接依然是医疗器械设计和制作上的棘手难题。一些医疗器械厂家采用的通过套管实现物理套接加固定、利用胶接连接镍钛合金丝与不锈钢丝两端等方法,常因套接部位物理尺寸增大改变而影响可操作性、以及连接强度及材质性能改变而难以达到临床实用要求。


镍钛合金导丝在血管内介入诊治过程中的功用是,进入血管腔后,首先通过血管内通道、分支及蜿蜒迂曲部分,有时还需要突破狭窄部位而到达靶部位,并将导管、微导管等其他介入医学器械引导至相应部位或区域。在导丝选择性进入冠心病的冠状动脉、颅内细小的脑动脉、血管畸形和肿瘤内的小供血血管等时,起到不可替代的引导作用。

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理想镍钛合金导丝从性能上看,要求其推送扭转操控性能好,而且由于导丝直径细小,还要求在弯曲的血管中通过和推送时不易发生弯曲后变形;由于导丝细且长,要求导丝前端易于导入血管和通过血管弯曲段或突破狭窄部位;由于很多的小血管管壁强度小,直径细小的微导丝更必须尽可能展现出其柔顺性和超弹性以减少与血管壁表面发生摩擦及其可能损伤血管壁可能性。


从导丝的整体构成、功用与导丝材质选择上看,无论导丝是否外套弹簧或高分子聚合物材料,其内芯部分要求导丝的前段部分具备良好的柔顺性而不至于在血管内通过的过程中伤及血管壁,并且需具备超弹性,这样才易于在通过蜿蜒迂曲的血管段时导丝不会发生因弯曲后变形而无法回复到弯曲前状态,在通过了蜿蜒迂曲的血管段后,可通过其超弹性拉伸变直血管弯曲段。

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适合以上这些性能的材料则非镍钛记忆合金丝而莫属;而导丝内芯的后段需要材质较为坚硬,以利于在体外推送已深入到血管内的导丝,并能实现体外控制和扭转操作,如此一来,加硬不锈钢丝则是适合这样要求的不二选择。将镍钛合金丝联合不锈钢丝连接,则可使复合制作成的导丝成为前段具有超弹性和记忆性能,后段具有极好的推送性和扭转超控性的多种性能兼备的导丝。由于镍钛合金与不锈钢丝的焊接甚为困难,实现将细小的镍钛合金丝与同样细小的不锈钢丝端端部焊接是制作优良导丝的一项重要且关键的工艺步骤。


通常的镍钛合金丝焊接方式无法达到高强度而又不影响其导丝的性能。实现镍钛合金与不锈钢连接的难点在于:镍的熔点在1453度、钛的熔点为1668度、铁的熔点为1535度,这种热熔温度的差别表现在当进行镍钛合金与不锈钢焊接时,镍钛中的钛和镍与不锈钢的熔点不同,热熔及热固化的温差常导致互熔困难。焊接镍钛与不锈钢时,焊接面常形成龟裂和生成易脆的钛化铁带。镍钛合金在高温焊接过程中极易导致氧化和丧失镍钛合金的超弹性。因此,通常的熔焊方式和端部对焊的材质差异并不适合镍钛与不锈钢这两种不同材质的的焊接连接,因此传统的焊接方式需要改进。


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