医疗介入导管材料大盘点：从PTFE到PEEK的性能与应用
医疗介入导管材料大盘点：从PTFE到PEEK的性能与应用
随着医学科技的不断进步，医疗介入技术在诊断和治疗中的应用越来越广泛，其中介入导管作为核心工具之一，其材料选择直接关系到手术的成功率和患者的安全性。本文将详细介绍组成导管的常见高分子材料及其特性与应用。
组成导管的材料主要分为两大类，第一是金属丝材，第二是高分子管材。下面主要介绍组成导管常见的高分子管材：
聚四氟乙烯（PTFE）
PTFE是生产血管介入导管常见的一种含氟聚合物。由于其在高分子管材中具有最低的摩擦系数，因此最常用作血管介入导管的内层--PTFE Liner。使用PTFE Liner的导管通常是人工组装生产，因为薄层PTFE Liner难以通过传统的挤出方法进行加工处理。
优势
- 低摩擦系数：可以有效减少导管在血管内的阻力，降低手术难度。
- 化学稳定性强：即使在接触药物和体液的情况下，也能长期保持稳定性能。
- 不易粘附：减少血栓形成和细菌滋生的风险。
应用
常用于心血管导管的内外涂层、输送导管和引流管等领域。
聚氨酯（PU）
PU是血管介入导管市场的关键聚合物之一。用于生产导管的聚氨酯弹性体的使用场景是多样化的，聚氨酯品种包括聚酯，聚醚和聚碳酸酯为基础的品种，以及芳香族和脂肪族等级。
优势
- 生物相容性好：聚氨酯具有较好的生物相容性，减少了人体排斥反应。
- 机械性能优越：具备很好的抗张强度和耐磨性，可以在长时间使用中保持稳定。
- 操作简便：柔软且易于操作，适合复杂的介入手术。
应用
广泛用于心导管、尿管以及各种类型的导丝中。
聚酰胺（Nylon）
如尼龙11和尼龙12是经皮腔内冠状动脉成形术(PTCA)应用的首选材料，包括球囊扩张导管以及支架输送系统，在这些应用中需要材料具有更大的刚度，而不希望在人体基本温度下出现材料软化现象。
嵌段聚醚酰胺树脂（Pebax）
Pebax是一种带有软段的改性尼龙，比尼龙11或12具有更好的弹性。由于其结合了聚氨酯的柔韧性和柔软性以及尼龙的强度，因此它们已经成为许多介入导管的首选材料之一。
优势
- 高强度和高柔韧性：能在复杂的手术环境中保持良好的形态稳定性。
- 耐疲劳性好：适合需频繁弯曲和拉伸的应用场景。
- 透明性强：方便医生实时监控导管的位置和状态。
应用
多用于球囊导管、微创手术导管和一些特殊用途的导丝中。
聚碳酸酯基PU
聚碳酸酯基PU具有优异的长期生物稳定性，通常用于在人体内长时间植入的产品当中。脂肪族和芳香族聚醚聚氨酯在体温下会软化，以达到提高患者舒适度，降低血管损伤风险等效果。其通常用于长时间植入人体的导管，例如经外周静脉置入中心静脉导管(PICC)和静脉内导管(CV)。
高密度聚乙烯（HDPE）
因为HDPE具有较低的摩擦系数以及可以通过挤出工艺进行加工，HDPE通常被用来设计成血管介入导管内腔的内衬和导管轴，虽然其不具有像PTFE那么低的摩擦系数，但优于聚酰胺和聚氨酯。HDPE也比PTFE更硬，与PTFE相比，在某些应用中可以获得比PTFE更低的有效摩擦系数。当器械或器械部件在沿着工作通道行进时，在器械最前端的PTFE会产生一种”犁化”现象，从而使得增加器械前进时的阻力；由于HDPE具有更高的硬度，因此其发生”犁化”现象的可能性更小，HDPE的摩擦系数虽然高一些，但是其在某些应用场景中可以使得导管具有良好的通过性能。
优势
- 耐高温和耐冷性：HDPE能够在较宽的温度范围内保持其物理性质，适合在不同的医疗环境中使用，包括高温消毒和低温存储。
- 耐磨性：HDPE具有较高的耐磨性，能够在长时间使用过程中保持其结构和功能完好。
- 低吸水性：HDPE的吸水性低，这意味着它在湿润环境中也能保持其强度和稳定性，不容易发生性能下降。
- 可加工性：HDPE容易加工成各种形状和尺寸，适合制造不同类型的医疗导管，满足特定的医疗需求。
- 成本效益：HDPE材料成本相对较低，具有高性价比，适合大规模生产和应用。
聚醚醚酮（PEEK）
PEEK被认为是刚性最强的聚合物之一，其具有较高的拉伸模量和极限抗拉强度。常用来制备具有高强度或高耐热性的导管，例如消融导管。PEEK具有与聚酰亚胺相似的机械性能，但它是一种真正意义上的热塑性塑料，可以通过挤出工艺连续的生产。