CN115091663B - 一种软磁性导引导丝制备方法与模具及模具的制备方法 - Google Patents

一种软磁性导引导丝制备方法与模具及模具的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种软磁性导引导丝制备方法与模具及模具的制备方法，所述制备方法包括：将被润滑材料润滑后的、由圆柱形耐高温硬质材料制得的辅助模具加入由高分子热收缩材料制得的、具有管状空腔的基础模具内，其后加热所述基础模具，至所述基础模具收缩至与所述辅助模具的表面完全贴合后停止加热，并在冷却后，去除所述辅助模具，得到软磁性导引导丝用模具，将软磁性导引导丝的制备原料加入一端封口的所述软磁性导引导丝用模具内，其后使所述导丝固化成型。本发明的制备方法无需使用充磁机，脱模容易、脱模后所得产品形态结构完整，制备门槛低、操作难度小，灵活性高，有利于大规模推广使用。

Description

一种软磁性导引导丝制备方法与模具及模具的制备方法
技术领域
本发明涉及软磁导丝制备方法的技术领域。
背景技术
一次性医用导引导管/导丝产品是微创手术中使用频率最高的常规手术器械，在磁导航手术机器人辅助微创手术中，磁导航手术机器人系统可采用特制的远端带有永磁性磁体或铁磁性物体的导引导丝，利用外在的大型磁体在病人的躯干部位产生梯度变化的磁场空间，通过控制外在磁体的角度和距离来改变对导丝远端磁体产生的力，从而改变导丝远端的朝向，达到远端导向目的。
现有技术中制备导引导丝多需要采用高精度机械切割机、磁化后固化、复制成型法等，步骤复杂，可操作性不强，且成本过高，难以推广至临床应用。
部分现有技术为提高导丝制造效率，使用了模具法，如在一种通过钕铁硼微粒得到磁导丝的制备方法中，其包括：将平均粒度为5μm的钕铁硼微粒与聚二甲基硅氧烷及其固化剂均匀混合并对平均粒度为5μm的非磁化钕铁硼微粒永久磁化后，得到其制备具备剪切屈服特性与剪切稀释特性的糊状膏体，通过挤压的方式将糊状膏体置入磁导丝模具中，进行加热固化后完成磁导丝的制备，该制备方法需要采用充磁机对非磁化钕铁硼微粒进行充磁，制备条件复杂，操作难度大，且在具体实施中，所存在磁导丝固化后难以脱模的问题。另一些现有技术中采用金属模具法制备磁导丝，如使用聚二甲基硅氧烷、钕铁硼以及微型弹簧在金属模具内成型出头端为钕永磁体、抗折段为聚二甲基硅氧烷、尾端连接微型弹簧，其后再于微型弹簧尾端连接传统冠脉导丝的磁导丝等，这些使用金属模具成型导丝的缺点包括：金属模具制作时间长，制作成本高，在长时间的反复使用中会在底部留下沉积，影响磁导丝尺寸精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型软磁性导引导丝制备方法及其所用模具和模具的制备方法，该软磁性导引导丝的制备无需使用充磁机，脱模容易、脱模后所得产品形态结构完整，所用的模具为一次性成型模具，避免了反复使用模具所造成的模具精度下降问题，同时该方法制备门槛低、操作难度小，灵活性高，有利于大规模推广使用。
一种软磁性导引导丝用模具的制备方法，其包括：
获得由高分子热收缩材料制得的、具有管状空腔的基础模具；
获得由圆柱形耐高温硬质材料制得的、可插入所述管状空腔内的辅助模具；
将被润滑材料润滑后的所述辅助模具加入所述基础模具的管状空腔内，其后加热所述基础模具，至所述基础模具收缩至与所述辅助模具的表面完全贴合后停止加热；
待所述基础模具冷却至形态固定后，去除其内的所述辅助模具，得到所述软磁性导引导丝用模具。
根据本发明的一些优选实施方式，所述辅助模具的加入包括：将所述被润滑材料润滑后的所述辅助模具的一端插入注射器头部，其后将所述基础模具套设于所述辅助模具外，至基础模具的一端包裹所述注射器头部。
根据本发明的一些优选实施方式，所述高分子热收缩材料选自聚氯乙烯和/或聚氯乙烯复合材料。
根据本发明的一些优选实施方式，所述耐高温硬质材料选自碳纤维。
根据本发明的一些优选实施方式，所述润滑材料选自甘油。
根据上述制备方法可得到的一种软磁性导引导丝制备用模具，该模具为高分子材料型模具，模具内部不需进一步涂覆脱模剂。
本发明进一步提供了应用所得模具制备软磁性导引导丝的方法，其包括：将软磁性导引导丝的制备原料加入一端封口的所述软磁性导引导丝用模具内，其后于20-30℃下竖直静置至所述导丝固化成型，或进行60～70℃加热至所述导丝固化成型。
该方法中，导丝的成型过程简单便捷，且不需再进行高温加热等，可有效维持模具和对应得到的产品的尺寸稳定。
本发明进一步提供了一种更优选的软磁性导引导丝的制备方法，其包括：
获得由高分子热收缩材料制得的、具有管状空腔的基础模具；
获得由圆柱形耐高温硬质材料制得的、可插入所述管状空腔内的辅助模具；
将被润滑材料润滑后的所述辅助模具的一端插入注射器头部，其后将所述基础模具套设于所述辅助模具外，至基础模具的一端包覆所述注射器头部；
加热所述基础模具，至所述基础模具在包覆注射器头部的一端完全收缩裹紧，且其与所述辅助模具的表面完全贴合后停止加热；
待所述基础模具冷却至形态固定后，自所述注射器头部抽出所述辅助模具，得到一端开口、另一端与所述注射器头部连通的软磁性导引导丝用模具；
将所述软磁性导引导丝用模具开口端进行封闭，其后倒置所述注射器，使该封闭端位于注射器下方，其后将软磁性导引导丝的制备原料加入所述注射器的注射通道内，使其在重力作用下逐渐进入所述软磁性导引导丝用模具内；
至所述制备原料在所述软磁性导引导丝用模具内静置固化后，破坏所述软磁性导引导丝用模具，即得到成型后的软磁性导引导丝。
该制备方法创造性地利用了连通装置(注射器或具有类似结构或功能的其他器件或机构)，可进一步连续化模具制备及导丝制备过程，进一步提高了产品制备效率。
根据本发明的一些优选实施方式，所述制备原料包括铁磁性粉末、高分子聚合物及固化剂。
更优选的，所述高分子聚合物选自聚二甲基硅氧烷，所述铁磁性粉末选自四氧化三铁粉末。
根据本发明的一些优选实施方式，所述加热的方式为热风加热。
本发明的磁导丝制备方法相较常用的金属模具法以及机械加工法，脱模容易，操作简便，无需专门学习机械加工知识即可制备磁导丝，大幅降低了磁导丝制备门槛，且针对不同尺寸磁导丝可灵活定制不同尺寸的基础模具、辅助模具或进一步的注射器，制备成本根据尺寸不同，基本可控制在人民币十五元以内，显著降低了制备成本。
在进一步的借助注射器进行制备的优选实施方式中，本发明的制备方法可将模具制备与产品制备高效联合，得到连续化生产过程，使过程中多个结构或试剂发挥了双重或多重作用，如在该制备方法中润滑剂可实现两次隔离作用，包括将辅助模具与基础模具的有效隔离，将成型产品与基于所述基础模具等得到的磁导丝制备用模具的有效隔离，显著提高了制备效率和资源利用率。
本发明的制备方法中，完全固化后得到的磁性导引导丝直径等于所述辅助模具如碳纤维棒的直径，也等于进行热收缩后的基础模具如热缩管的直径，其高度以通过基础模具的高度进行控制，在具体生产时，还可通过切割与磁导丝高度相同的基础模具获得特定高度的磁导丝，因此通过不同直径与高度的基础模具或辅助模具，可以灵活定制获得不同尺寸大小的磁性导引导丝。
本发明制备得到的磁性导引导丝形态完整、结构稳定，具有良好的应用性能。
附图说明
图1为所述软磁性导引导丝制备方法的一种具体实施方式示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明进行详细描述，但需要理解的是，所述实施例和附图仅用于对本发明进行示例性的描述，而并不能对本发明的保护范围构成任何限制。所有包含在本发明的发明宗旨范围内的合理的变换和组合均落入本发明的保护范围。
根据本发明的技术方案，一种具体的软磁性导引导丝用模具的制备方法可包括如：
准备一根与待制备的导丝直径相同、但高度远大于该导丝高度的圆柱形碳纤维棒；
准备一段透明无毒的空心热缩管，该热缩管直径大于所得碳纤维棒直径、高度大于目标导丝高度；
准备一个口径小于所述热缩管直径、大于所述碳纤维棒直径的无针头注射器及甘油；
使用甘油对所述碳纤维棒表面进行润滑处理，其后将碳纤维棒插入注射器口器中，将直径大于碳纤维棒的空心热缩管套于碳纤维棒外，至其靠近注射器一端的管口将注射器口器包裹起来；
使用热风枪使热缩管受热紧缩，包裹住碳纤维棒与注射器，热缩管紧紧收缩在碳纤维棒表面与注射器口器后，等待热缩管冷却至形态稳定，将碳纤维棒抽出；热风枪处理方式可如590℃加热30s；
抽出后注射器往热缩管内注射混合有聚二甲基硅氧烷及其固化剂和四氧化三铁粉末的混合物，混合物充满整个热缩管后，将其置于26℃下静置48小时直至完全固化，或对其进行60～70℃加热30分钟至完全固化；
完全固化后，使用锋利刀具划开或者剪开热缩管，取出完全固化的圆柱体磁性导引导丝即完成制备。
在具体实施中，碳纤维棒也可替换成同等直径、同等高度的耐高温硬性材料，热缩管可替换成聚氯乙烯玻璃纤维软管、聚氯乙烯软管等具备热缩性的材料，注射器可替换为具有类似连通、固定结构的其他装置，热风枪可替代为具备加热功能的电吹风机、微波炉、烤箱等具备加热功能的装置。
实施例1
参照图1，使用如具体实施方式所述的过程制备圆柱形磁性导引导丝，所用制备原料为道康宁聚二甲基硅氧烷184、其配套固化剂和四氧化三铁粉末，基础模具的尺寸为：内直径1.5毫米，长度30毫米，碳纤维棒尺寸为：直径1毫米，长度30毫米，成型产品为直径1.086毫米、长度为28.60毫米的圆柱体导丝。
对其在磁力作用下的弯曲性能进行测试，测试过程包括：
准备一个外长12.4厘米，外宽8.45厘米，外高5.37厘米，内长12.1厘米，内宽8.16厘米，内高4.97厘米的亚克力容器；准备一个可产生匀强磁场的亥姆霍兹线圈系统；准备仿生血液，仿生血液为按体积比6:4混合的清水甘油混合溶液。将本实施例制得的软磁性导引导丝固定在亚克力容器底部，其后，将仿生血液装入亚克力容器中，直至亚克力容器内充满仿生血液，其后控制亥姆霍兹线圈系统在系统的x平面或y平面产生特定大小与方向的匀强磁场，使导引导丝分别在x平面或y平面内逆时针偏转与顺时针偏转，测试其偏转角度，如表1-4所示
表1在x平面内不同磁场强度下的导引导丝逆时针偏转角度
Figure BDA0003706218330000051
表2在x平面内不同磁场强度下的导引导丝顺时针偏转角度
Figure BDA0003706218330000061
表3在y平面内不同磁场强度下的导引导丝逆时针偏转角度
Figure BDA0003706218330000062
表4在y平面内不同磁场强度下的导引导丝顺时针偏转角度
Figure BDA0003706218330000063
(备注：各表中磁场强度单位：毫特，偏转角度单位：度)
从表1-4中可以看出，在x平面或y平面内，所得导引导丝弯曲幅度均较大，具备良好的弯曲特性。
以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种软磁性导引导丝用模具的制备方法，其特征在于，其包括：
获得由高分子热收缩材料制得的、具有管状空腔的基础模具；
获得由圆柱形耐高温硬质材料制得的、可插入所述管状空腔内的辅助模具；
将被润滑材料润滑后的所述辅助模具加入所述基础模具的管状空腔内，其后加热所述基础模具，至所述基础模具收缩至与所述辅助模具的表面完全贴合后停止加热；
待所述基础模具冷却至形态固定后，去除其内的所述辅助模具，得到所述软磁性导引导丝用模具。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述辅助模具的加入包括：将所述被润滑材料润滑后的所述辅助模具的一端插入注射器头部，其后将所述基础模具套设于所述辅助模具外，至基础模具的一端包裹所述注射器头部。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，其中，所述高分子热收缩材料选自聚氯乙烯和/或聚氯乙烯复合材料；和/或，所述耐高温硬质材料选自碳纤维；和/或，所述润滑材料选自甘油。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法制备得到的模具。
5.应用权利要求1-3中任一项所述的制备方法制备得到的模具制备软磁性导引导丝的方法，其特征在于，其包括：将软磁性导引导丝的制备原料加入一端封口的所述软磁性导引导丝用模具内，其后于20-30℃下竖直静置至所述导丝固化成型，或进行60～70℃加热至所述导丝固化成型。
6.一种软磁性导引导丝的制备方法，其特征在于，其包括：
获得由高分子热收缩材料制得的、具有管状空腔的基础模具；
获得由圆柱形耐高温硬质材料制得的、可插入所述管状空腔内的辅助模具；
将被润滑材料润滑后的所述辅助模具的一端插入注射器头部，其后将所述基础模具套设于所述辅助模具外，至基础模具的一端包覆所述注射器头部；
加热所述基础模具，至所述基础模具在包覆注射器头部的一端完全收缩裹紧，且其与所述辅助模具的表面完全贴合后停止加热；
待所述基础模具冷却至形态固定后，自所述注射器头部抽出所述辅助模具，得到一端开口、另一端与所述注射器头部连通的软磁性导引导丝用模具；
将所述软磁性导引导丝用模具开口端进行封闭，其后倒置所述注射器，使该封闭端位于注射器下方，其后将软磁性导引导丝的制备原料加入所述注射器的注射通道内，使其在重力作用下逐渐进入所述软磁性导引导丝用模具内；
至所述制备原料在所述软磁性导引导丝用模具内静置固化后，破坏所述软磁性导引导丝用模具，即得到成型后的软磁性导引导丝。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述高分子热收缩材料选自聚氯乙烯和/或聚氯乙烯复合材料，所述耐高温硬质材料选自碳纤维，所述润滑材料选自甘油。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述制备原料包括铁磁性粉末、高分子聚合物及固化剂。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述高分子聚合物选自聚二甲基硅氧烷，所述铁磁性粉末选自四氧化三铁粉末。
10.根据权利要求1、2、3、6、7中任一项所述的方法，其特征在于，所述加热的方式为热风加热。
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