Medtronic心臟消融解決方案業(yè)務(wù)研究和業(yè)務(wù)開發(fā)VP Tim Laske討論了設(shè)計心臟器械的挑戰(zhàn)，并探討了鎳鈦諾的特性。
心臟通常是人體解剖中最不受重視的方面之一，即使在心臟解剖中，也會經(jīng)常忽視其心房附件。這些復(fù)雜而薄得驚人的結(jié)構(gòu)對醫(yī)療器械開發(fā)商來說是個挑戰(zhàn)。
Medtronic心臟消融解決方案業(yè)務(wù)研究和業(yè)務(wù)開發(fā)VP Tim Laske說，心臟內(nèi)一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)非常薄，透過其都可以閱讀名片。當(dāng)在手術(shù)空間中觀察心臟時，心房附件攜帶血液變得很明顯，強調(diào)了可視化其獨特特性和厚度的需要。
與其僅僅依賴“教科書描述”，不如設(shè)計出能夠適應(yīng)此復(fù)雜解剖結(jié)構(gòu)真實特征的醫(yī)用導(dǎo)管，這對于優(yōu)化器械性能至關(guān)重要。
“心室的解剖結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，”Laske在波士頓的DeviceTalks上發(fā)表演講時說。“每個人的解剖結(jié)構(gòu)均略有不同，其傳導(dǎo)系統(tǒng)也略有不同。請在設(shè)計器械時考慮這一點。”
通過了解這些差異，工程師可以開發(fā)與不同心室解剖結(jié)構(gòu)無縫集成的導(dǎo)管解決方案，最終提高器械性能和改善患者結(jié)局。
鎳鈦諾：揭示合金的特征
鎳鈦諾由鎳和鈦的原子混合物組成，具有明確的特性，使其成為醫(yī)用導(dǎo)管的首選。在導(dǎo)管設(shè)計的背景下，有兩個特別有趣的特性顯露出來。
首先，鎳鈦諾具有優(yōu)異的熱連接性，具有高效導(dǎo)電性，這在用作電極時經(jīng)證明極為有用。此特性確保了最佳散熱，提高了使用鎳鈦諾管作為電極組件的器械性能。
其次，鎳鈦諾表現(xiàn)出卓越的彈性，使其成為需要高柔韌性而無扭結(jié)風(fēng)險應(yīng)用的理想材料。鎳鈦諾管可以承受顯著變形，而不會發(fā)生塑性變形，這使其特別適用于導(dǎo)絲和其他柔韌性和保持形狀至關(guān)重要的關(guān)鍵領(lǐng)域。
“其不僅比不銹鋼更柔順、更柔韌，而且可以在沒有塑性變形的情況下承受更大程度的變形。因此將其用于導(dǎo)絲和其他需要高度柔性而不會扭結(jié)的領(lǐng)域，”Laske說。
鎳鈦諾的獨特特性不僅限于其熱連接性和彈性。與鎳鈦諾相關(guān)的兩個顯著表型是形狀記憶和超彈性。
形狀記憶允許將鎳鈦諾熱處理成特定形狀，然后變形。然而，鎳鈦諾在重新加熱超過其轉(zhuǎn)變溫度時會恢復(fù)其原始形狀。此特征使得能夠定制和調(diào)整導(dǎo)管以適應(yīng)各種解剖要求，從而提高患者舒適度和手術(shù)成功率。
另一方面，超彈性允許鎳鈦諾承受相當(dāng)大的應(yīng)變和應(yīng)力，同時保持其原始形狀。此特性在承受巨大機械負(fù)荷的醫(yī)療器械中尤其有利，確保了使用壽命、可靠性和安全性。
“如果將其用于形狀記憶現(xiàn)象，該形狀變化非常重要，”Laske說。
由鎳鈦諾制成的醫(yī)用導(dǎo)管有幾個優(yōu)點。其生物相容性和生物穩(wěn)定性使其適合于引入體內(nèi)，而其柔韌性能使創(chuàng)傷最小化并降低損傷風(fēng)險。此外，鎳鈦諾在體內(nèi)經(jīng)受從較小初始形態(tài)到較大膨脹狀態(tài)的顯著尺寸變化的能力，增強了其在各種醫(yī)療手術(shù)中的多功能性和適用性，最顯著的是心血管植入物的微創(chuàng)導(dǎo)管輸送。
如何加工醫(yī)用導(dǎo)管用鎳鈦諾
加工鎳鈦諾通常包括將其拉制成導(dǎo)線，用于導(dǎo)絲或栓塞線圈等應(yīng)用。然而，激光切割導(dǎo)管是更常見的方法。
其他工藝，如電拋光，可確保表面光滑。光滑度對于防止形成會導(dǎo)致斷裂的氮化鈦夾雜物至關(guān)重要。
Laske說，在選擇鎳鈦諾供應(yīng)商時，與信譽良好的供應(yīng)商合作并檢查材料中是否有任何可能影響其性能的夾雜物至關(guān)重要。
“任何使用過鎳鈦諾的人都知道，你的敵人是氮化鈦夾雜物。你相當(dāng)大可能會得到氮化鈦晶體，這些將使骨折成核。因此，當(dāng)您選擇鎳鈦諾供應(yīng)商時，請確保有個聲譽良好的房子，然后在檢查時，尋找這些夾雜物，并確保其不存在于高疲勞狀態(tài)的環(huán)境中。”
脈沖場消融的PulseSelect
圖片來源：Medtronic
鎳鈦合金導(dǎo)管的應(yīng)用
Laske說，鎳鈦諾最廣為人知的應(yīng)用之一是經(jīng)導(dǎo)管心臟瓣膜，其旨在以非手術(shù)方式替換心臟瓣膜。在這些手術(shù)中，將動脈和靜脈用作進(jìn)入心臟的“高速公路”。在此應(yīng)用中使用鎳鈦諾支架時，工程師應(yīng)考慮植入心臟后的耐用性，以及器械可以壓縮到多小，以對脈管系統(tǒng)的影響達(dá)到最小。其還必須在護(hù)套內(nèi)卷曲以進(jìn)入心臟，然后在心臟的適當(dāng)位置彈入到位。
Medtronic在一系列器械中使用了鎳鈦諾。Medtronic使用自膨脹鎳鈦諾作為其經(jīng)導(dǎo)管肺動脈瓣的框架，鎳鈦諾線以之字形手工縫合在一起。
鎳鈦諾還使Medtronic的Micra無導(dǎo)線起搏器得以植入心臟。
“其電池壽命約為6個月，這不足以放置在心臟內(nèi)，”Laske說。“隨著電池技術(shù)的發(fā)展和鎳鈦諾的巧妙使用，器械現(xiàn)在可以作為永久起搏器放置在心臟內(nèi)。”
Micra具有FlexFix鎳鈦諾尖齒，其從體內(nèi)的器械護(hù)套中伸出，與組織相接合，并將器械固定到位。如果醫(yī)生需要重新取出器械，仍可將其拉回，同時鎳鈦諾尖齒仍在原位。
Laske說，Medtronic還在其Arctic Front Advance冷凍消融平臺中使用了鎳鈦諾。該系統(tǒng)使用一氧化二氮來冷凍肺靜脈，以殺死心臟靜脈周圍的病變組織。
用于映射和消融的一體式Sphere-9導(dǎo)管。
圖片來源：Medtronic
“這看起來不像明顯使用了鎳鈦諾的地方，”Laske說。“但有兩個不同的組件。”
首先，Achieve Advance映射導(dǎo)管必須穿過肺靜脈。Laske說，器械需要能夠沿直線移動到靜脈，然后部署和操縱，同時仍然能夠恢復(fù)到其原來形狀。
一氧化二氮穿過的注射管也由鎳鈦諾制成，可以適應(yīng)肺靜脈的形狀。然后將液態(tài)一氧化二氮泵入鎳鈦諾管，并注射到適當(dāng)部位。
Medtronic的Affera和PulseSelect映射和消融系統(tǒng)也在組件中使用鎳鈦諾。Affera Sphere 9導(dǎo)管采用具有超強彈性的鎳鈦諾網(wǎng)，可壓縮成小導(dǎo)管并在體內(nèi)擴張。
“[器械]需要從小導(dǎo)管中伸出，進(jìn)入較大配置中。其具有良好導(dǎo)電性，因此可以用作電極。其具有眾所周知的生物相容性，并且我們了解其在體內(nèi)進(jìn)入血流后的表現(xiàn)，”Laske說。
文章翻譯來源：Medtronic
