随着微创介入治疗不断向复杂病变发展,调弯导管不仅需要实现精准导向,还需在调弯过程中保持稳定的运动轨迹,并在大角度弯曲下维持良好的结构完整性。
如何兼顾调弯精准性与结构稳定性,是导管设计中的关键课题。平面稳定性不足会导致远端偏转,抗折性能不足则可能引起弯曲区域局部塌陷,影响器械通过性能。
那么,影响调弯导管性能的关键因素有哪些?又该如何实现系统优化?
一、开发中的主要挑战
1.调弯平面稳定性:
- 编织张力弹簧与刹车弹簧匹配不合理,导致编织张力过大或过小,造成编织时牵拉丝被拉歪或滑移。
- 编织口模设计不合理,编织时牵拉丝移动未受到约束,导致发生偏移。

平面稳定性能对比
2.抗折性能:
- 调弯管软硬段过渡设计不合理,在调弯时管体所承受力值无法均匀传递,使得调弯处在调弯过程中发生塌陷或变扁;
- 调弯管软段径向加强层强度不够且拉伸性能偏差,无法为调弯管在面对弯曲变形时提供足够的径向强度和轴向伸缩,导致弯曲段发生变形。
二、索特解决方案
针对上述问题,索特医疗从编织工艺、结构设计及材料体系等多个维度进行优化,实现导管调弯性能的协同提升。
1. 优化编织张力控制:
由于调弯管存在牵拉丝部件,在编织时弹簧不可随意选择,需要根据产品的编织丝径与张强来综合考量选用什么规格的张力弹簧与刹车弹簧;张力弹簧与刹车弹簧的配合需要使编织丝可以将牵拉丝平整的压在芯棒上,编织结束后使用镊子轻轻拨动牵拉丝不会发生移动,且牵拉丝腔道不会发生破损。
2. 优化编织口模设计:
不同于普通导管,调弯导管的编织口模不仅拥有供芯轴通过的主腔,还需要使牵拉丝通过的侧腔,且主腔与侧腔的孔径与孔距都不可随意设计:
- 主腔:保证芯轴顺利通过,减少编织过程中晃动导致的牵拉丝偏移。
- 侧腔:增加对牵拉丝的约束,使其在编织过程中保持稳定,避免最终形成”S型”偏移,提高调弯平面稳定性。
编织口模示意图
3. 优化材料设计:
使用多段材料代替单一材料设计:根据产品在使用细节中的不同部位的工作职责划分为多段,按照其不同段对应的不同功能分别匹配不同硬度的材料,让产品的软硬度过渡更加均匀平滑,防止管身因受力不均发生形变。
4. 优化结构:
- 通过在调弯管调弯段内层增加镍钛丝绕簧层,进行径向补强,为调弯管提供足够的径向支撑。
- 调整调弯管编织PPi,调弯段采用更小PPi,使得编织角度更大,在调弯时可提供轴向伸缩量,防止因管体拉伸性能不足造成的径向塌陷;配合内层绕簧结构可使调弯管既有足够的径向支撑力又有足够的轴向收缩量。
三、开发实践
在某客户的一款调弯导管开发项目中,索特团队发现,在调弯过程中弯曲段总是发生径向形变,且调弯位置与牵拉丝出口位置存在超过45°的平面偏移,导致器械在操作时无法精准指向,并且内部器械器械无法顺畅通过。
针对上述问题,索特团队进行了多方面优化:
- 管体外层材料重新设计,内层增加调弯段镍钛绕簧;
- 通体相同PPi编织改为渐变PPi,解决形变问题;
- 重新设计编织口模,优化编织弹簧配比,成功将器械的平面偏移度改善至8°以内。
改善后的调弯管指向精准且抗压性能强,在进行﹥90°的弯曲时依旧可以保持圆度,内部器械顺畅通过。
调弯导管性能的改善,并非依赖单一设计或单一工艺,而是需要在结构设计、材料选择、增强方式及制造过程控制等多个环节实现协同优化。
索特医疗持续深耕复杂导管产品CDMO开发,依托丰富的工程经验和完善的工艺开发体系,支持客户完成从研发验证到规模化制造的高质量转化。