很难找到一种不使用某种塑料管的医疗设备。从静脉导管和血液透析设备到喂食泵和可植入设备，一切都依赖于各种各样的管道来输送氧气、血液、药物和其他液体或气体。此外，导管被用来包裹控制手术器械的细电线。
然而，微型油管对工程师来说往往是一个巨大的挑战，特别是当涉及自动化装配设备时。医用导管必须是柔软的、薄壁的和抗扭结的。其他重要因素包括生物相容性、清晰度、杀菌抗性和低成本。
今天，有一个“伟大的需要调查可以转化为管道的可选挤压材料，”GLS热塑性弹性体的技术发射经理，Polydone Corp.的专业聚合物的领先供应商。“（他们）被筛选作为传统材料的潜在替代品由于对可提取物，向更高的高压灭菌温度趋势和预期的监管变化的担忧。”
其结果是，医疗工程师不断挑战极限。他们提出这样的问题，“如何瘦小罐塑料管被挤压，仍然保持非常严格的公差？”“多少钱可以弯曲的管扭结之前给予？”“任何缺陷怎么可以重新设计？”
“医疗器械的工程师寻求在许多情况下，不能做出什么，”声称在MicroLumen公司，聚酰亚胺管的领先制造商的业务经理蒂莫西·林奇。“例如，他们希望具有巨大的柱强度和抗扭强度，但是非常灵活的，耐扭结的非常薄的壁厚。
“这完全是关于权衡的，”林奇加入。“工程师必须仔细决定最重要的是哪些特点，这是最不重要的，因为每个管设计以某种方式受到了物质的有限和它们的特征的组合。”
增加需求
非传统方法是统治而不是今天的例外。微创手术的昂贵程序较低，消耗较少的时间并涉及更少的风险。并且，它们使用最小的手术开口，涉及患者的疼痛较小，有助于速度恢复。根据BCC研究，全球微创医疗器械市场每年增长8%。随着微创手术变得越来越流行，医用导管正在经历快速的变化。
“医学[专业人士]中微创手术的日益普及主要是由于弗罗斯特＆沙利文公司的研究助理，Aniruddh Menon表示，”Aniruddh Menon说：“今天的塑料管有巨大的需求与10年前相比。这些管子具有更薄的墙壁，使空间足够足以容纳医疗器械，包括导线。“
由于聚合物材料的进展，医疗管道直径较小，直径比以前更薄。“对于微创设备来说，对于微创设备来说，较小的直径和较薄的墙壁，”先进聚合物公司“，”涤纶热缩管制造商“，”先进聚合物公司“。例如，直径现在通常为0.005至0.45英寸。公差可以低至±0.00025英寸。
“对于程序如血管成形术，直径更小，更薄的壁管是因为通过动脉和静脉更好的机动可取的，”在Freedonia集团医疗保健行业分析师比尔·马蒂诺说。“对于应用如IV给药和泌尿引流，大小和结构比阻挡性不那么重要。”
医疗器械制造商通常需求管道提供易于放置和机动性，同时降低了感染或吸毒等并发症的风险。但是，管道变得更加复杂。
“该行业继续推动材料的极限，”一家专门从事导管管的公司副总裁Don Centell说。“现在是三层，气球，植入和锥形管现在是常态。更多客户正在寻找专业的编织管，更小，更复杂，需要相当于工程资源来支持它。“丝编织用于使管材更耐扭结并提高爆破强度。
医学工程师也把注意力转移到共挤成形管及热缩护套，尤其是当它涉及到聚四氟乙烯树脂。因为它提高润滑共挤成形管正变得流行。“像方法热缩护套也有助于在更小，更薄管的发展，”梅农说。
随着手术器械变小和更小，油管起着更大的作用。“许多新仪器依赖于管道作为组织或器官的结构元素，”Czuba Enterprise Inc.总裁Len Czuba表示，医疗器械设计公司。“除了外科手术器械外，管道用于吸入，流体输送和照明。”
新材料
医用导管可以由几种类型的塑料制成，包括聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯、热塑性弹性体(TPE)、尼龙和硅酮。然而，PVC是最受欢迎的，约占30%的市场份额。它耐高温，用于灭菌，它很容易与其他类型的塑料粘结。非pvc管通常更难以粘接，因为化学物质的反应不像pvc管那样迅速或有效。成本对PVC的广泛使用也起着重要的作用。Menon说:“在所有用于管道应用的材料中，PVC是最便宜的。“患者希望以负担得起的价格得到高质量的治疗。PVC让这一切成为可能。”
对于日用品，如静脉导管和血液导管，PVC是首选的材料。“然而，它并不能提供氟聚合物所能提供的所有技术特性，如热收缩性或耐紧性，”Menon指出。
“聚乙烯（PE）在成本方面最接近PVC，但它与PVC的物理性质不匹配，”Menon指出。“虽然PE是第二款用于医疗管道应用的塑料，但在体积方面，与PVC相比，它具有一些缺点。”
例如，PE不像PVC那样灵活，也没有与其他塑料粘合。聚乙烯不如PVC清晰，因此当管内流体的视觉监测至关重要时，它不太有用。
Martineau补充道:“聚乙烯管比PVC轻30%，具有高度的耐化学性和成本竞争力。”这种材料的缓慢摩擦系数使它特别适合于血管成形术中的管状导丝器。然而，聚乙烯不能与PVC等塑料溶合。”
除PE外，今天还考虑了各种各样的PVC替代品。“[聚氯乙烯]缓慢但肯定会失去其普及，因为更多的管理机构对医疗公司对医疗公司的压力来说，由于多种研究得出结论，PVC可能对人体有害影响，”Centell说。
传统上，制造商使用增塑剂产生柔性材料，该材料有利于形成管的形成。然而，由于这些化学物质浸出了物质并成为患者的暴露风险，这些添加剂已成为医疗器械行业中辩论的主题。
“由于邻苯二甲酸酯增塑剂问题的二乙基己基，使用PVC，医疗器械制造商对使用PVC不太满意，”Menon解释说明。“在接下来的10年里，我们可以看到更多的PE和TPE更换PVC。虽然TPE提供与PVC相同的功能，但它更昂贵。“
落在TPE伞下方的各种材料可用于管材应用。“某些TPE将提供高清晰度，而其他TPE可以是半透明的，”Kutka说。“TPE也可以以比PVC更快的速率挤出。阀门和连接器的附件必须由制造商评估。虽然可以实现增强的线速度，但是连接器的溶剂粘合可能不会像PVC一样快。“
先进的材料科学技术已经使制造商能够创建各种混合管产品。相比于传统的热塑性物品，复合材料管提供了高的强度 - 重量比，刚性，并能保持精确的公差的能力。状态的最先进的这些管具有在获得基于特定的应用所期望的特性的它们在材料，其帮助不同的层。
梅农解释说:“终端用户热衷于在他们选择的材料中获得所需的技术要求。”“自定义混合是得到理想材料的解决方案，可以满足他们的材料要求。这使得他们能够在一种材料中获得两种或多种塑料材料所需的性能。”
“客户正在寻找任何竞争优势，”Centell添加。“通过增强材料特性和性能，他们可以[tout]他们的产品可以做什么[[其他]其他人不能轻易地跟踪解剖，更容易[检测] X射线，更高的压力，较低的简档和其他增强的性能特征。“
装配挑战
传统上用于将管子连接到阀门，连接器和其他装置的手动和半仿制性装配过程。不幸的是，由于柔韧性和耐受性，塑料医疗管道可能难以使用。
“有些管更容易[组装]比别人，”豪伊Speiden，应用在Sortimat科技工程经理说。“但是，油管有几个共同的特点。[举例]，它是灵活的，所以你不能依靠直线延伸，并在某些情况下，它的机械完整性。
“材料是存储器[另一个]重要的变量，” Speiden指出。“此外，管[经常]从卷轴到卷轴的端部的开始而改变。在卷轴的端部，风半径是更严格的，这使得难以拉直一些管材料。此外，管可以成为倒塌。自动化必须能够占到[所有这些变量。这就是为什么]绝大多数的小批量组件[制作]体力劳动和台式工具。”
“在许多情况下，自动化解决方案的投资回报仍然难以理解，”擅长技术公司的全球销售和营销总监Rush Laselle说：“薄薄或长管的包装和解除术后的清除往往是复杂的昂贵。手动[装配]在分离管中提供了一定程度的灵活性，在某些情况下，能够在紧密的组装配置中组装管的能力，即，目前超过自动化解决方案。“
LaSalle表示，未来医疗设备制造商将使用更多机器人来组装管件。他说，需要解决的两个最大挑战是“长管缠绕的倾向，以及考虑到长管通常非常柔韧的特性，定位和可靠地选择长管的能力。”
当管是不透明和视觉可区分时，配备视觉技术的机器人可以处理其中一些应用。“具有复杂结构的组件可能会造成挑战，但没有比任何其他组件组装的管道，”索兰索赔。“越来越多地，由于较小的夹持器开发和替代的感觉反馈解决方案，例如力反馈，更广泛地采用机器人。”
虽然超声波焊接广泛用于医疗器械行业以组装许多不同类型的产品，但是管道的柔软性质使得难以加入技术，这通常在刚性塑料上工作更好。为了解决这个问题，制造商传统上使用了溶剂焊接。但是，这开始改变。
“我们已经看到在替代传统的管组件的方法请求稳步上升，”声称恭Salerni马洛塔，医疗焦点线段经理汉高公司的“溶剂早已审查，话题，由于其潜在的健康风险。此外，溶剂焊接可以[使用在基片上的数量有限。
“由于材料兼容性，溶剂没有提供足够的粘接或焊接的常用管材，”MaRota解释说。“另外，溶剂和其他焊接工艺要求在化学化妆中相同或非常相似的基板。紧张对准也是焊接的典型要求，这可以转化为更高的加工和成型成本，以确保空隙保持最小。“
“塑料医疗管中粘合剂的需求正在增加，”Dymax Corp的医疗市场段经理“添加凯尔罗得岛”粘合剂提供了填补空白的能力。因此，可以宽松的差距公差，这较低的昂贵。粘合剂可以粘合许多不同的底物，因此多相动的应用，例如将聚醚嵌段酰胺连接到不锈钢或聚碳酸酯上，呈镍钛醇，一次进行，而不是单独的设计应用。
“粘合剂能够在各种基材之间产生强键，但可以吸收一些震动和应力，即部件可能受到影响，”罗得岛指出。“今天的许多粘合剂也在黑光下发荧光，给出[装配商]寻找空隙和铅道的能力。”
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