CN100553707C - 一种编织物加强管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种医疗上使用的编织物加强管包括纤维长丝编织物制成的加强筋，在所述加强筋的内层和(或)外层包覆有树脂层，所述树脂层为一层或一层以上；所述编织物加强管的制备方法，沿加强管轴向排布的经丝交替打开，纬丝则以与所述加强管径向极小的夹角在打开的经丝中螺旋缠绕，制成加强筋；在加强筋的内层和(或)外层，通过挤出、涂层、热粘合之任一种方式，包覆一层或一层以上的树脂层。本发明能有效减小加强管壁厚、加工方便、同时也使得加强管更加柔软且具有高强低延伸性。

Description

一种编织物加强管及其制备方法

技术领域

本发明涉及医疗上使用的加强管，尤其涉及一种编织物加强管。

背景技术

随着微创介入治疗技术的发展，对介入器材使用的各种导管的要求也越来越高。用于输送自膨胀支架类介入治疗器材的输送系统对外鞘管的要求比较特殊，类似于导引导管，薄壁可以减小导管外径，从而减小手术创伤，另外薄壁也可以扩大内腔，另外还要求外鞘管柔软，以便穿越迂曲血管到达病灶；作为自膨胀支架输送系统的鞘管，要求有足够的径向和轴向强度，以便在受到拉伸时或受到支架的径向膨胀力时，基本上不产生伸长变形，以保证支架释放的同步性和可靠性。

诸如聚酰亚胺类硬质材料，虽然可以加工成超薄壁抗拉鞘管，摩擦系数也比较低，但其过硬容易打折不适合用作鞘管。美国专利号为US5954651的专利公开了一种用编织物做加强筋，同时在其内外层挤出软质高分子材料制成的加强管，目前这种技术已经非常成熟，并且在许多介入导管中也得到应用，如造影导管。由于目前加强管中的编织物通常由金属丝编织而成，编织物结构以调整编织速度和丝旋转速度来调整编织角度为主，这样得到的加强丝与管材轴向有一定角度(锐角)，这样得到的加强管经常难以承担自膨胀支架施加的应力负荷，影响产品使用性能。自膨胀支架是在器械生产时用专用设备压缩装入输送系统鞘管前端的，这样压缩后的自膨胀支架在储存期内始终给予管材径向以较大的膨胀力，并且这个膨胀力还会在高温时增加；手术中，将预先置于系统中的支架送达病灶后，需要用器械的顶杆将支架顶出鞘管，此时支架对鞘管较大的膨胀力将通过鞘管和支架(或推杆)间的摩擦力转化为施加于鞘管的轴向拉伸力，这两个方向的应力都对鞘管的抗变形能力提出较大挑战，因为实际施加的两个应力方向与鞘管加强筋的走向有一定夹角，这时加强筋和高分子层的粘合性能成为鞘管抗变形能力的关键。而高分子材料和金属材料间的粘合力通常较小，因此这种编织物结构难以起到应有的加强筋效果。为了提高管材的强度，不得不增加加强筋的尺寸和高分子层的壁厚，这样就使得鞘管的壁厚不能太薄。

另外，为了保证金属加强丝的强度，难以做的很细，目前常用的最细金属丝为0.001×0.003英寸的扁丝；金属丝做加强筋，内外层必须包覆高分子材料以避免金属丝裸露造成对血管的刺激。这样也很难将壁厚减，这种方法得到的加强管壁厚通常在0.2毫米以上。美国专利申请号20040089969的专利申请提出先对加强丝涂层，然后仅在外层挤出高分子层，由于减少了内层，可以做薄些。很明显，这种只有一层树脂层和加强筋粘合，其粘结强度不会很高，抗变形能力就降低了。

美国专利申请号20040181208的专利申请提出采用一种屈服强度高于普通加强丝20～40％的纤维状丝做加强筋，以减小壁厚和伸长。但这种高强纤维状丝其实是一种复合金属丝，尽管在一定程度上可以减小壁厚和伸长，但效果并不明显，且和普通金属加强丝有着相同的缺点，即不能裸露，加强丝没能有效承担应力负荷。

用金属编织网管做加强筋由于金属丝较硬，尽管可以通过内外树脂层包覆，但在鞘管端部(特别是近端)通常需要另外焊接一段纯高分子的管材，如美国专利申请号20050010194的专利申请提出，在挤出第一层树脂后，按需要长度截断，然后在挤出第二层树脂时，超出加强筋一段自然形成无加强筋段。很明显，无论采用何种方法，以金属丝做加强筋都需要对端头进行特别的包覆处理，这样无疑增加了工艺和成本。另外，包覆高分子树脂通常采用较软的型号，无加强筋段自身强度以及和加强筋段间的连接强度都较含加强筋段的强度要低，这些部分往往成为使用过程中受力时发生断裂的薄弱环节。

另外，采用金属丝做加强筋，通过热焊接进行不同管材连接时，往往会因受热使金属丝暴露，金属丝的存在一定程度上也影响了支架的显影效果，这给连接工艺也提出很大挑战。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术的不足之处，提出了一种可以有效减小壁厚、加工方便、柔软、高强低延伸的编织物加强管。

本发明一种编织物加强管，包括纤维长丝编织物制成的加强筋，在所述加强筋的内层包覆有树脂层，所述树脂层为一层或一层以上。

在所述加强筋的外层包覆有树脂层，所述树脂层为一层或一层以上；所述纤维长丝编织物由高模低缩型纤维长丝制成，为聚酯长丝PET、丙纶长丝PP、尼龙长丝NYLON、锦纶、碳纤维等材料之任一种，所述纤维长丝以基本平行于加强管轴向和径向排布。

所述编织物加强管的制备方法如下：沿所述加强管轴向排布的经丝交替打开，纬丝则以与所述加强管径向极小的夹角在打开的经丝中螺旋缠绕，制成加强筋；在加强筋的内层，通过挤出、涂层、热粘合之任一种方式，包覆一层或一层以上的树脂层，每层或每层的不同段是不同的树脂层，为聚醚-氨基嵌段共聚物树脂PEBAX、尼龙树脂NYLON、聚酰压胺树脂POLYIMIDE、聚四氟乙烯PTFE的含氟材料高分子树脂之任一种；在加强筋的外层，通过挤出、涂层、热粘合之任一种方式，每层或每层的不同段是不同的树脂层，为聚醚-氨基嵌段共聚物树脂PEBAX、尼龙树脂NYLON、聚酰亚胺树脂POLYIMIDE、聚四氟乙烯PTFE的含氟材料高分子树脂之任一种。

本发明的优点在于：

(1)由于高分子长丝较金属丝柔软，并且在裸露时不会刺激血管，这样就可以根据需要在内或外面仅包覆一层高分层，有利于减小壁厚；

(2)因为在热焊接时，往往会因包覆树脂收缩造成金属丝的裸露，而对于纤维长丝加强筋，可以进行热开孔，这样加工就更方便；

(3)因为加强筋沿管材径向和轴向两个受力方向分布，可有效承受压力，因此得到的管材具有高强低延伸性能。

附图说明

图1是平行于加强管轴向、径向的编织方法示意图；

图2是一上一下交替的编织结构示意图；

图3是二上二下交替的编织结构示意图；

图4是二上二下交替，夹角20°的编织结构示意图。

具体实施方式

本发明编织物加强管是以纤维长丝编织物为加强筋，纤维长丝可以由聚酯长丝PET、丙纶长丝PP、尼龙长丝NYLON、锦纶或其他高分子材料制成，由于高分子长丝较金属丝柔软，并且在裸露时不会刺激血管，因此可以根据需要在加强筋的内层或外层仅包覆一层高分子层，有利于减小壁厚。特别是端部，如果包覆树脂硬度可以接受，则无需另外焊接软头，或挤出时额外挤出一段本体树脂。另外，开孔热焊接也较金属编织网加强筋可行，因为热焊接时，往往会因包覆树脂收缩造成金属丝的裸露，而对于纤维长丝加强筋，可以进行热开孔。

对于用作输送自膨胀支架鞘管的加强管，为了保证支架释放同步性，往往需要鞘管在正常的承受应力范围内不发生伸长变形，即需要在较小的应力条件下鞘管几乎没有伸长，或发生较小伸长时需要的应力较大。高模低缩型纤维长丝即是具这种性能的一种高聚物长丝，它是一种采用较高分子量的聚合物通过充分牵伸而得到的长丝，分子链沿长丝轴向取向充分，受力时可以和金属丝一样表现出良好的抗变形能力，但较金属丝更柔软。

加强筋的编织物纤维长丝是以平行于管材轴向和径向的方向排布的，平行于加强管轴向和径向的纤维长丝可以采用不同的交错编织结构形式，但走向基本上保持与加强管轴向或径向平行，所需要的织物密度与加强管受力和纤维长丝模量直接相关。沿加强管轴向排布的纤维长丝承受了支架释放时因支架和鞘管间摩擦阻力而转移到鞘管上的轴向拉伸力；沿加强管径向排布的纤维长丝则承担着压缩于鞘管中的支架膨胀时对加强管侧壁产生的径向支撑力。由于两个方向上的应力均由纤维长丝直接承担，没有力的分解，因此对所包覆树脂的强度特别是树脂与加强筋间的粘合强度要求不高，这样就可以适当选择软质牌号的树脂或减薄树脂层，也就可以得到超薄壁柔软的加强管。

平行于加强管轴向或径向排布的编织物结构可以采用图1所示的方式编织得到，沿加强管轴向排布的经丝1以特定方式交替打开，纬丝2则以与加强管径向极小的夹角在打开的经丝1中螺旋缠绕，加强织物的尺寸取决于所用衬芯棒3的尺寸。

在上述以高模低缩型纤维长丝为原材料、按照平行于加强管轴向或径向方向编织好的加强筋上，可以通过挤出、涂层、热塑等方式或两种以上方式的组合在内或(和)外层包覆一种或一种以上的树脂层，可以通过调节高分子材料的厚度和硬度等以得到加强管合适的强度和硬度。挤出包覆即将树脂通过挤出机融熔成熔体后挤出到加强筋上形成包覆层的方法；涂层包覆即将树脂溶液涂(或粘覆，或转移粘覆)在加强筋上，但树脂溶剂挥发或温度降低后形成包覆层的方法；热塑包塑即将加工好的管材套在加强筋上，加热使管材部分半融熔后粘覆在加强筋上(通常需外套热塑管，以便管材融熔后包覆更密实均匀)。每层树脂层可以采用不同的高分子材料，每层的不同段也可以采用不同的树脂材料以便得到不同的硬度等性能的最佳过渡组合。

由于纤维长丝较柔软并且摩擦系数低，将用作加强筋的的编织物充分加密后，可以减少包覆树脂层数，只包覆一层甚至不包覆树脂层；另外采用加密型编织物加强筋还可以增加加强管的强度，在柔软性可以接受的前提下，编织密度越大越好。采用加密型加强筋，减少包覆树脂层数后，不仅可以有效减小加强管的厚度，还可以简化加强管制备工艺。

尽管包覆树脂层的厚度以及树脂层和加强筋之间的粘合强度不是决定加强管强度的主要方面，但熔点接近并略低于加强筋纤维长丝熔点的树脂可以保证在包覆层加工时不影响加强筋纤维长丝的强度，从而保证加强管的最终性能。

因此本发明编织物加强管加工方便，具有柔软、超薄壁、高强低延伸，适合热焊接加工等优点，可以广泛用作各种介入导管，特别是对薄壁、柔软、低伸长同时要求较高的鞘管领域。

需要指出的是本发明中提及的高模低缩型纤维长丝并不局限于某一种或某一类特定的材料，分别平行于加强管轴向、径向的加强筋纤维长丝分布也不局限于某种特定的编织结构类型。

下面以具体实施例来说明本发明所能达到有效效果。

实施例中所采用的参数测试方法和设备如下：

载荷：采用INSTRON 5543万能拉伸机，拉伸速度300mm/min；

摩擦系数：采用MXD-01摩擦系数仪，试验速度100mm/min，滑块质量100克。

实施例1：

加强筋所用纤维长丝规格：直径0.025mm，PET超细高强低伸纤维长丝，断裂伸长：6％，断裂强度7.0CN/dtex；编织密度及结构：PPI：246，编织结构如图2所示为一上一下交替；加强筋尺寸：内径：1.60mm，外径1.74mm；包覆树脂的包覆方式：热塑，仅在外层包覆；外套热塑管材：Pebax7033，内径：1.80mm，壁厚0.06mm。

试验结果：

结论：采用加密型编织物加强筋，不仅可以保证所得管材的径向、轴向强度，而且内层无需包覆树脂层，外层可通过热塑方式包覆树脂层，工艺非常简单，沿径向、轴向密布的加强筋有效承担着应力负荷，可达到较大应力下也不易变形的目的。

实施例2：

加强筋所用纤维长丝规格：直径0.025mm，PET超细高强低伸纤维长丝，断裂伸长：6％，断裂强度7.0CN/dtex；编织密度及结构：PPI：246，编织结构如图2所示为一上一下交替；加强筋尺寸：内径：1.60mm，外径1.74mm；包覆树脂的包覆方式：外层挤出；树脂材料：Pebax7033，包覆树脂壁厚0.05mm。

试验结果：

结论：采用加密型编织物加强筋，不仅可以保证所得管材的径向、轴向强度，而且内层无需包覆树脂层，外层通过挤出方式包覆树脂层，可以得到较薄的壁厚并且保证壁厚精度，沿径向、轴向密布的加强筋有效承担着应力负荷，可达到较大应力下也不易变形的目的。

实施例3：

加强筋所用纤维长丝规格：直径0.025mm，PET超细高强低伸纤维长丝，断裂伸长：6％，断裂强度7.0CN/dtex；编织密度及结构：PPI：64，编织结构如图3所示为二上二下交替；加强筋尺寸：内径：1.60mm，外径1.74mm；包覆树脂的包覆方式：外层挤出，内层涂层包覆外层树脂：Pebax7033，厚度0.05mm，内层：PTFE，壁厚0.03mm。

试验结果：

结论：内层做PTFE涂层，具有较低的摩擦系数，尽管编织密度不高，即使载荷与实施例1、2相比有所降低，但平行于径向、轴向的加强丝分布有效承担了应力载荷，小形变时的载荷还是很高。

对比例：

加强筋所用金属加强丝：0.025mm×0.075mm的304s.s；编织密度及结构：PPI：64，编织结构如图4所示为二上二下交替，夹角20°；加强筋尺寸：内径：1.60mm，外径1.74mm；包覆树脂的包覆方式：外层挤出，内层涂层包覆；外层树脂：Pebax7033，厚度0.05mm，内层：PFA，壁厚0.03mm。

试验结果：

结论：以金属丝按常规编织结构做成的编织物作加强筋，尽管其断裂载荷(有金属丝的断裂强度决定)不低，但却非常容易变形。主要是加强丝的排布与承受的应力负荷方向有一定夹角，不能有效承担应力所致。

Claims (3)

1.一种编织物加强管，包括纤维长丝编织物制成的加强筋，在所述加强筋的内层或外层包覆有树脂层，其特征在于：所述纤维长丝编织物由高模低缩型纤维长丝制成，为聚酯长丝、丙纶长丝、尼龙长丝、锦纶、碳纤维等材料之任一种，所述纤维长丝以基本平行于加强管轴向和径向排布。

2.权利要求1所述一种编织物加强管的制备方法，其特征在于：沿所述加强管轴向排布的经丝交替打开，纬丝则以与所述加强管径向极小的夹角在打开的经丝中螺旋缠绕，制成加强筋；在加强筋的内层，通过挤出、涂层、热粘合之任一种方式，包覆一层或一层以上的树脂层，每层或每层的不同段是不同的树脂层，为聚醚-氨基嵌段共聚物树脂、尼龙树脂、聚酰亚胺树脂、聚四氟乙烯的含氟材料高分子树脂之任一种。

3.根据权利要求2所述的一种编织物加强管的制备方法，其特征在于，在加强筋的外层，通过挤出、涂层、热粘合之任一种方式，包覆一层或一层以上的树脂层，每层或每层的不同段是不同的树脂层，为聚醚-氨基嵌段共聚物树脂、尼龙树脂、聚酰亚胺树脂、聚四氟乙烯的含氟材料高分子树脂之任一种。

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