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深圳南山西麗大學(xué)城創(chuàng)意園 |
- 作者: CC
- 來源: 嘉峪檢測網(wǎng)
- 日期 : 2021-02-10
潤滑涂層可以大大降低醫(yī)療器械表面的摩擦系數(shù)，用于醫(yī)療器械的潤滑涂層多樣且復(fù)雜，每種涂層都有其自身的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍。
一、摩擦系數(shù)的表征
對潤滑涂層最常見的度量，是它們的潤滑程度或它們提供的摩擦減少量。要了解這些測量的含義，我們必須首先了解如何獲得這些測量。
在醫(yī)療器械行業(yè)中，摩擦通過所謂的夾緊測試來測量。在夾緊測試中，將涂覆的裝置固定在儀器上，該裝置將裝置拉到夾具的鉗口之間，然后在部件上產(chǎn)生負(fù)載。在夾緊時，將涂覆的部件以固定的速度拉動固定的距離，測量拉力過程中產(chǎn)生的阻力?？朔蓨A具產(chǎn)生的摩擦除以夾緊力所需的拉力稱為摩擦系數(shù)（CoF）。
CoF =拉力/夾持力
500克夾持力是常用的設(shè)置。所需的拉力越大，CoF越高，表面的潤滑性越低。拉力越低，CoF越低，潤滑性越高。當(dāng)測量兩個表面之間的摩擦?xí)r，另一個特征是靜摩擦力與動摩擦力的關(guān)系。靜摩擦力是破壞初始摩擦力所需的力，使得兩個表面可相對于彼此移動。動態(tài)摩擦拉力是一旦啟動就保持運(yùn)動所需的力。靜摩擦（有時稱為“靜摩擦”）幾乎總是明顯高于動摩擦。
現(xiàn)在我們已經(jīng)了解了如何獲得CoF以及所需的不同克服摩擦所需拉力的重要性，我們可以看一些常用的涂料并進(jìn)行比較。醫(yī)療器械中使用的非常常見的材料是PEBAX，聚醚嵌段酰胺的商標(biāo)名稱。當(dāng)未涂覆的，PEBAX ?（55 SHORED的硬度）通常產(chǎn)生約500至600克的拉力夾緊測試結(jié)果。假設(shè)使用500克的夾緊力，CoF將為（1.0-1.2），潤滑性非常低。其他未涂覆潤滑涂層的導(dǎo)管材料如尼龍12、聚乙烯等具有類似的CoF。如此高的摩擦力，導(dǎo)致這些材料的導(dǎo)管在微創(chuàng)手術(shù)過程中使用幾乎不可能。
二、醫(yī)療器械涂層的種類
醫(yī)療器械制造商已通過在導(dǎo)管表面涂覆各種涂層，以提供裸導(dǎo)管材料所不具備的表面潤滑性。
第一類涂料是硅油（硅氧烷）。
這種類型的涂層長期以來一直用于降低醫(yī)用導(dǎo)管、導(dǎo)引器等醫(yī)用耗材的表面摩擦。此類涂層相對便宜，且能大大降低CoF，約為0.13，拉力約為125-175克。然而，涂有硅油的醫(yī)療器械的使用將會受到限制，因?yàn)樗鼈兎浅Ｒ子谝苿硬⑶铱赡軘U(kuò)散到不希望的其他區(qū)域。例如，表面上存在硅油可以限制其他表面增強(qiáng)涂層粘附到器件表面。一旦存在硅油，就很難從設(shè)備或工作表面清潔。最終，這些涂層可能是制造商的主要污染源。
第二類涂層的是PTFE（聚四氟乙烯）。
這是普遍使用的涂層材料，用以減少摩擦。它已被用作導(dǎo)管型產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)材料或用作導(dǎo)絲和由金屬制成的其它裝置的附加涂層。PTFE通常表現(xiàn)出150至200克的拉力，或約0.3-0.4的CoF。在不銹鋼和鎳鈦合金等裸金屬上，PTFE的性能與硅油相似。PTFE涂層的主要優(yōu)點(diǎn)是它們在干燥時提供一定程度的潤滑性，并且不需要任何水分來源。
第三類涂層是用于減少表面摩擦和增強(qiáng)潤滑性的親水涂層。
術(shù)語“親水的”意味著它是喜歡水的。換句話說，它在暴露于濕氣時容易弄濕。大多數(shù)親水性涂層由松散交聯(lián)的聚合物涂層組成，當(dāng)暴露時，該涂層易于吸收液體。圍繞該器械的涂層起到微觀海綿的作用，并且只要涂層保持濕潤，水（或其它液體）就提供優(yōu)異的低摩擦特性。
與疏水和排斥水的PTFE涂層相比，親水涂層在潮濕時提供優(yōu)異的潤滑性（較低的CoF）。使用這些涂層的醫(yī)療器械表現(xiàn)出低至3克的拉力和低至0.01的CoF值。在臨床使用中，涂有親水材料的醫(yī)療器械表現(xiàn)出優(yōu)異的控制性，表現(xiàn)出較低的靜摩擦（靜摩擦）行為。從3-25克的拉力范圍來看，親水涂層提供最佳的CoF，平均在0.01和0.05之間。這種高水平的潤滑性使得醫(yī)療器械能夠在曲折的解剖學(xué)路徑中導(dǎo)航，同時減少組織刺激并增加患者的舒適度。
三、展望
某些類型的親水涂層可能在使用過程中在器械表面形成顆粒。這會非常危險，例如心血管和神經(jīng)血管，所選擇的制劑必須是專門為低顆粒產(chǎn)生而設(shè)計的制劑。這類涂料的唯一真正限制是它們必須經(jīng)過水合才能發(fā)揮作用。
目前，商業(yè)化的親水涂層平均在8至12克的拉力下，使未涂覆表面上的摩擦減少多達(dá)98％。這種低摩擦性能增加了器械在曲折的解剖路徑中導(dǎo)航的能力，改善了設(shè)備控制，減少組織損傷，并增加患者的舒適度?？梢?，涂層技術(shù)的進(jìn)步，特別是低摩擦親水涂層，加速了微創(chuàng)手術(shù)的發(fā)展。這些涂層現(xiàn)在影響各種外科專業(yè)，包括心血管、整形外科、泌尿外科、外周和神經(jīng)手術(shù)。
