CN111347698B

CN111347698B - 医用管材及其制备方法

Info

Publication number: CN111347698B
Application number: CN201811584459.5A
Authority: CN
Inventors: 秦明林; 李兆敏; 孙权权; 邓智华; 何光彬; 阙亦云
Original assignee: Maitong Medical Technology Jiaxing Co ltd
Current assignee: Zhejiang Maitong Intelligent Manufacturing Technology Group Co ltd
Priority date: 2018-12-24
Filing date: 2018-12-24
Publication date: 2021-09-17
Anticipated expiration: 2038-12-24
Also published as: CN111347698A; WO2020134690A1

Abstract

本发明提供了一种医用管材及其制备方法，且所述制备方法包括：提供原始管材，并将该原始管材作为管材内层；在所述管材内层上，用金属编织丝编织形成管材中间层，且所述管材中间层上形成有高分子涂层，所述高分子涂层用于受热熔融而使金属编织丝在交叉点处形成固定结点；以及在所述管材中间层上形成管材外层；由此，借助于高分子涂层使金属编织丝之间在交叉点处无法发生滑移，从而提高医用管材的扭矩传递能力，并同时改善金属编织丝与管材内外层之间的界面粘结性能，提高医用管材的整体强度。

Description

医用管材及其制备方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种医用管材及其制备方法。

背景技术

随着微创伤介入治疗技术的发展，医用介入管材的应用也越来越广泛。介入治疗的过程中需要将导管安全有效地送达治疗目标的位置，因此，介入治疗对于导管的机械性能有较高的要求，其中最重要的机械性能就是扭矩传递性和柔韧性。

此外，在医疗管材中，出现了一种增强型复合管材，其是一种编织网均匀分散在管材壁厚中心的管材结构，可以加强管材的力学性能，然而其还存在一些问题，主要是扭矩传递的能力较差，因此，有必要改进之。

发明内容

本发明的目的在于提供一种医用管材及其制备方法，以解决现有医用管材扭矩传递能力差的问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种医用管材的制备方法，包括以下步骤：

提供一原始管材，并将该原始管材作为一管材内层；

在所述管材内层上，用金属编织丝编织形成一管材中间层，且所述管材中间层上形成有高分子涂层，所述高分子涂层用于受热熔融而使金属编织丝在交叉点处形成固定结点；以及

在所述管材中间层上形成一管材外层。

优选地，所述高分子涂层在形成所述管材中间层之前先涂覆于金属编织丝上。

优选地，所述高分子涂层在形成所述管材中间层之前先涂覆于金属编织丝上的步骤包括：

将金属编织丝在含有高分子涂层材料的溶液中进行至少一次浸涂和提拉，且每次浸涂和提拉金属编织丝后，对金属编织丝进行固化，以得到表面涂覆有高分子涂层的金属编织丝。

优选地，每次提拉金属编织丝的速度为5～20cm/min，且对金属编织丝进行固化的温度为200～280℃。

优选地，所述管材外层通过挤出工艺形成在所述管材中间层上，且所述高分子涂层在挤出温度下受热熔融而使金属编织丝在交叉点处形成所述固定结点。

优选地，所述管材外层的挤出温度为200～270℃。

优选地，所述金属编织丝的材料选自不锈钢、碳钢、铸铁、铜、铝、镍及铁铬铝合金中的一种。

优选地，所述高分子涂层的材料为高分子塑料。

优选地，所述高分子塑料选自聚酰胺、聚醚嵌段酰胺以及热塑性聚氨酯中的一种或多种组合。

优选地，所述高分子涂层的厚度为16～57μm。

优选地，所述高分子涂层的厚度为16～43μm。

此外，为实现上述目的，本发明还提出了一种医用管材，采用上述任一项所述的医用管材的制备方法制备而成。

优选地，所述医用管材的壁厚为0.01～0.015inch。

在本发明提供的医用管材及其制备方法中，通过在管材中间层上形成高分子涂层，可通过高分子涂层受热熔融而使金属编织丝在交叉点处形成固定结点，使各编织丝在交叉点处无法发生滑移，这样一来，可提高医用管材的扭矩传递性能，并确保医用管材的柔顺性，同时还可借助高分子涂层改善金属编织丝与内外管材基体间的界面粘结性能，从而提高医用管材的整体强度。并且，高分子涂层对人体组织不会产生负面影响，确保了产品的安全性。

在一个优选的实施例中，所述高分子涂层的厚度为16～57μm，可有效提升医用管材的扭矩传递能力，更优选的，所述高分子涂层的厚度为16～43μm，在提高医用管材的扭矩传递能力的同时，还能确保医用管材具有较好的柔顺性。

在一个优选的实施例中，所述高分子涂层在形成管材中间层之前先涂覆于金属编织丝上，更优选的，将金属编织丝在含有高分子涂层材料的溶液中进行至少一次浸涂和提拉，且每次浸涂和提拉金属编织丝后，对金属编织丝进行固化，从而得到表面涂覆有高分子涂层的金属编织丝，这样做不仅工艺简单、环保，方便连续化生产，而且涂覆效果好，可使高分子涂层在金属编织丝的表面均匀涂覆，更好的提高医用管材的扭矩传递性能和整体强度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的管材中间层和管材外层先后设置在管材内层上的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合具体的附图和实施例对本发明提出的医用管材及其制备方法作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如在本说明书和所附权利要求中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。另外，在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

这里，先对背景技术中所提出的问题以及本发明的核心思想做具体的说明。如背景技术所述，发明人发现，现有的增强型复合管材的扭矩传递的能力较差。发明人进一步研究发现，基于医用管材的壁较薄的原因，使得金属纤维在医用管材上广泛使用，金属纤维可提供较高的支撑强度，确保了医用管材的力学性能。发明人更进一步研究发现，在金属纤维增强的医用管材中，编织丝之间仅是物理上的交错(即未固定在一起)，使得各编织丝在交叉点处容易发生滑移，并且金属纤维的表面光滑，各编织丝在交叉点处更容易发生滑动变形，这些均影响了医用管材的扭矩传递能力，不利于医生进行手术操作。

基于上述研究，在一实施例中，本发明提出一种医用管材的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

步骤一：提供一原始管材，并将该原始管材作为一管材内层；

步骤二：在所述管材内层上，用金属编织丝编织形成一管材中间层，且所述管材中间层上形成有高分子涂层，所述高分子涂层用于受热熔融而使金属编织丝在交叉点处形成固定结点；

步骤三：在所述管材中间层上形成一管材外层。

在另一实施例中，本发明还提出一种采用上述制备方法制备而成的医用管材。

这样，在制备过程中，当高分子涂层受热熔化，一方面熔化的高分子涂层材料可使各编织丝在交叉点处形成固定结点，使得编织丝与编织丝之间在交叉点处不能够滑动(即被固定)，从而提高医用管材的扭矩传递能力，并同时确保管材的柔顺性，此外，高分子涂层材料有利于管材内层与管材外层更紧密地粘结在一起，提升内外层管材之间的粘结强度，从而提高医用管材的整体强度。另外，高分子涂层对人体组织不会产生负面影响，确保了产品的安全性。

接下去结合图1以及具体的实施例对本发明的医用管材及其制备方法作进一步的说明。

如图1所示，通过将管材中间层2和管材外层3先后设置在管材内层1上，可得到一种医用管材10，即该医用管材10包括沿管材的径向从内到外顺序布置的管材内层1、管材中间层2和管材外层3，可选的，医用管材10的内径为0.07～0.10inch，外径为0.08～0.11inch，壁厚为0.01～0.015inch。显然，本发明实施例的医用管材10的壁较薄，为此，在管材内层1和管材外层3之间设置了管材中间层2，由管材中间层2对管材内层1和管材外层3进行结构支撑，提高医用管材10的整体强度。实际应用时，管材中间层2具体由金属编织丝编织而成，编织所形成的网格形状优选为菱形，且可以采用单丝编织，也可以采用双丝编织，编织方式不限于压一挑一、压二挑二等。优选的，金属编织丝选用0.002～0.004inch的圆丝或扁丝。进一步地，金属编织丝的材料具体选自耐高温的金属材料，更具体选自可以耐受下述挤出温度的金属材料，例如选自不锈钢、碳钢、铸铁、铜、铝、镍以及铁铬铝合金中的一种或多种组合。

并且，管材中间层2上形成有高分子涂层，该高分子涂层的材料优选与管材内层1以及管材外层3中的一个的材料相同或类似，比如选择熔点和相容性接近或相同的材料。因此，可根据管材内外层的材料来配置高分子涂层的材料，以使管材内外层通过高分子涂层实现更好的粘结。可选的，高分子涂层的材料为高分子塑料，具体为熔点在200～240℃的高分子塑料，本实施例中，高分子涂层的材料具体选自聚酰胺(PA)(如尼龙6：PA6；尼龙12：PA12)、聚醚嵌段酰胺(PEBA)以及热塑性聚氨酯(TPU)中的一种或多种组合。

此外，管材内层1和管材外层3的材料均选自性能优异的生物医用高分子材料，如热塑性塑料，热塑性塑料可选自聚醚嵌段酰胺(PEBA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)(如尼龙6：PA6；尼龙12：PA12)以及热塑性聚氨酯(TPU)中的一种或多种组合。此处，管材外层3的材料较佳地根据管材内层1的材料来配置，管材外层3的材料主要选择与管材内层1的熔点相近以及相容性较好的材料，比如管材内层1的材料为聚醚嵌段酰胺，则管材外层3的材料选择为与聚醚嵌段酰胺的熔点相近以及相容性较好的尼龙6或尼龙12为最佳，这样内外层管材可以更好的结合。

进一步地，管材中间层2的内表面或外表面上形成有高分子涂层，或者内外表面上均形成有高分子涂层，从而通过高分子涂层受热熔融而使金属编织丝在交叉点处形成固定结点，并使内外层管材更紧密地粘结。

进一步地，在形成管材中间层2之前，优选将高分子涂层材料涂覆在每一根金属编织丝上，进而将涂覆了高分子涂层材料的金属编织丝编织在管材内层1上即可，这样不仅工艺简单，便于连续化生产，提高生产效率，降低生产成本，而且涂覆效果好，可使高分子涂层在金属编织丝的表面均匀涂覆，更好的提高医用管材的扭矩传递性能和整体强度。具体的，在金属编织丝上涂覆高分子涂层材料的步骤包括：

制备含有高分子涂层材料的溶液；

将金属编织丝在含有高分子涂层材料的溶液中进行至少一次浸涂和提拉，且每次浸涂和提拉金属编织丝后，对金属编织丝进行固化，从而得到表面涂覆有高分子涂层的金属编织丝。

更具体的，在涂覆之前，需要固定金属编织丝，具体使用收放线机将编织丝以一定的张力固定好，之后，执行浸涂和提拉工艺，具体包括如下步骤：

将金属编织丝浸没于盛放有高分子涂层材料溶液的浸渍槽中；

然后，以指定的提拉速度，将浸渍了高分子涂层材料的金属编织丝从浸渍槽中取出；这里，提拉金属编织丝的速度优选为5～20cm/min，更优选为5～15cm/min，提拉速度越快，涂层厚度越厚；

接着，将浸渍了高分子涂层材料的金属编织丝放置烧结炉实施固化处理，固化温度可选为200～280℃，即可得到表面涂覆有高分子涂层材料的金属编织丝。

进而在得到表面涂覆有高分子涂层材料的金属编织丝后，便可利用编织机将涂覆了高分子涂层材料的金属编织丝编织在原始管材上。这里，用作管材内层1的原始管材可从挤出成型的整根管材上截取一部分长度而获得，而且金属编织丝可编织在不同类型的原始管材上。

进一步，将表面涂覆有高分子涂层材料的金属编织丝编织在原始管材上后，便可执行挤出工艺，在管材中间层2上包覆一层管材外层3，挤出温度(优选200～270℃)高于高分子涂层材料的熔化温度，以便于高分子涂层在挤出温度下能够受热呈熔融状态，从而使金属编织丝在交叉点处被固定。因此，较佳地，在挤出管材外层3的同时，使金属编织丝上的高分子涂层受热呈熔融状态，使得高分涂层将管材中间层上编织丝之间的交叉点固定，形成固定结点，而且还使得管材内层1与管材外层3更紧密地粘结在一起。具体地说，可使用收放线机以一定张力固定编织后的原始管材，再通过单螺杆挤出机，在编织后的原始管材上包覆一层外层管材3，再经过冷却(可以是水冷、风冷)和切割，得到所需长度的医用管材10。

由此，本实施例的医用管材10在受到扭动时，由于金属编织丝之间的交叉点被高分子涂层固定(不能活动)，导致金属编织丝之间在交叉点处不可滑移，有利于扭矩被较好的传递，从而提升医用管材的扭矩传递能力，利于医生进行手术操作。但是，本发明对医用管材10的应用范围不作具体的限定，例如可以应用到导引导管、造影导管、射频消融导管、标测导管、覆膜支架输送系统等产品上，从而满足不同产品的使用需求。此外，实际应用时，本发明的高分子涂层不限于在形成管材中间层2之前涂覆在金属编织丝上，也可以在形成管材中间层2之后单独涂覆在金属编织丝上，具体涂覆在金属编织丝的交叉点处，但是，后者的涂覆区域有限，不便于生产操作。因此，本发明优选通过浸涂和提拉对整根金属编织丝进行涂覆，可以克服后者的缺陷，简化了工艺，能保证连续化生产，且不会在高分子涂层固化过程中损伤管材内层1，确保管材的使用性能，同时这种工艺对环境也不会产生污染，环保效果好。

接下去，为了验证本实施例的医用管材在其编织层上涂覆高分子涂层之前和之后的性能的变化，本实施例对通过不同制备方式制备而成的医用管材作了相应的测试，以验证医用管材之性能的改善情况。以下实施方式将具体说明这三种制备方式及其对应的测试结果。

实施例一

本实施例的医用管材的制备过程具体包括：

首先执行浸涂和提拉工艺：将不锈钢编织丝使用收放线机以一定的张力固定好，并以5cm/min的提拉速度通过浸渍槽，其中浸渍槽内的高分子涂层材料溶液为聚酰胺溶液；之后，经过烧结炉固化，固化温度为200-280℃，得到设有聚酰胺涂层的不锈钢金属编织丝，且聚酰胺涂层的厚度为16μm；

然后执行编织工艺：使用编织机将设有聚酰胺涂层的不锈钢金属编织丝编织在管材内层(材料为Pebax)上；

最后执行挤出工艺：使用收放线机以一定的张力固定编织后的管材内层，并通过单螺杆挤出机，在编织后的管材内层上包覆一层管材外层(PA)，其中挤出温度控制在200-270℃，且经过水浴和切割后，得到850mm长的医用管材。

实施例二

本实施例提供的医用管材的制备过程与实施例一基本相同，但是，提拉速率为10cm/min，且所形成的聚酰胺涂层的厚度为28μm。

实施例三

本实施例提供的医用管材的制备过程与实施例一也基本相同，但是，提拉速率为15cm/min，且所形成的聚酰胺涂层的厚度为43μm。

实施例四

本实施例提供的医用管材的制备过程与实施例一基本相同，但是，提拉速率为20cm/min，且聚酰胺涂层的厚度为57μm。

进而，依次对现有的医用管材以及实施例一至实施例四所制备的医用管材做了扭转和弯曲测试，其中扭转的测试过程为：将850mm长的医用管材穿过两个平行板，且将医用管材的近端连接到扭矩输入电机，而后，在医用管材的近端顺时针转动360°(20°/s)，并测量医用管材的远端的正向转动角度，且1分钟后再逆时针360°旋转医用管材的近端，并测量医用管材的远端的反向转动角度。此外，还对这些管材做了三点弯曲试验，得到了相应的弯曲数据。最终，经过测试后，得到了表一所记录的试验数据，其中提拉速率为0cm/min以及涂层厚度为0μm所指的便是现有的医用管材。

表一：不同提拉速率下医用管材的扭矩传递和弯曲性能

从表中可以看出，与现有的医用管材相比，本发明的医用管材在反向扭转的性能上有明显的提升，尤其是涂层厚度越厚，管材的扭矩传递能力越好，其中，提拉速率较低为5cm/min时，管材的反向扭转角度相比现有提升了11.8％，且随着提拉速率的提高，反向扭转角度越大，如提拉速率为10cm/min时，反向扭转角度提升了23.7％，提拉速率为15cm/min时，反向扭转角度提升了32.6％，且提拉速率为20cm/min时，反向扭转角度提升了33.7％。

此外，本发明的医用管材的弯曲性能在一定涂层厚度下，与现有相差不大，因此，几乎不会影响管材的柔顺性，但在涂层厚度达到较高值时，如20μm，管材的弯曲强度显著提高，无法保证管材的柔软性。因此，通过设置一定厚度的高分子涂层，可使本发明的医用管材在提供足够扭控性能的同时，还可确保原始管材的柔顺性。

总之，在本发明提供的医用管材中，位于编织层上的高分子涂层可有效固定金属编织丝之间的交叉点，而且还可以帮助编织层与管材外层及管材内层较好的粘结，克服了现有技术中的管材扭矩传递性差的问题。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims

1.一种医用管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一原始管材，并将该原始管材作为一管材内层；

在所述管材中间层上形成一管材外层。

2.根据权利要求1所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述高分子涂层在形成所述管材中间层之前先涂覆于金属编织丝上。

3.根据权利要求2所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述高分子涂层在形成所述管材中间层之前先涂覆于金属编织丝上的步骤包括：

4.根据权利要求3所述的医用管材的制备方法，其特征在于，每次提拉金属编织丝的速度为5～20cm/min，且对金属编织丝进行固化的温度为200～280℃。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述管材外层通过挤出工艺形成在所述管材中间层上，且所述高分子涂层在挤出温度下受热熔融而使金属编织丝在交叉点处形成所述固定结点。

6.根据权利要求5所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述管材外层的挤出温度为200～270℃。

7.根据权利要求1或2所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述金属编织丝的材料选自不锈钢、碳钢、铸铁、铜、铝、镍及铁铬铝合金中的一种。

8.根据权利要求1或2所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述高分子涂层的材料为高分子塑料。

9.根据权利要求8所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述高分子塑料选自聚酰胺、聚醚嵌段酰胺以及热塑性聚氨酯中的一种或多种组合。

10.根据权利要求1或2所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述高分子涂层的厚度为16～57μm。

11.根据权利要求10所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述高分子涂层的厚度为16～43μm。

12.一种医用管材，其特征在于，采用根据权利要求1-11中任一项所述的医用管材的制备方法制备而成。

13.根据权利要求12所述的医用管材，其特征在于，所述医用管材的壁厚为0.01～0.015inch。