在醫療器械研發的世界里,材料常常決定了器械的極限性能。
今天要聊的,是一根“看似普通卻極不普通”的金屬管——HHS® tube(Helical Hollow Strand,螺旋空心絞線管)。
它并不是一根單純的管子,更像是器械里的力學中樞。
HHS® 管是什么?
HHS® 管是由多股金屬絲(不銹鋼、鎳鈦等)以螺旋方式纏繞,中間形成連續的空腔。
這種獨特的設計,讓它同時具備高效的扭矩傳遞、可控的柔順性,以及一條可自由利用的中心通道,可以用來通過導絲、光纖甚至是傳感器。
需要特別說明的是,HHS® 為 Fort Wayne Metals 的注冊商標。
為什么它比傳統線圈更聰明?
傳統的線圈或編織層,往往要在柔順性和扭矩之間做取舍。HHS® 的優勢在于它能在兩者之間找到平衡。
研發者可以通過線徑、股數、螺距和層數的調整,獲得定制化的性能。醫生在操作時會感受到更線性的響應,更精準的操控感。而且,因為中空腔道的存在,工程師還能在管內集成額外功能,讓它不僅僅是一個“機械層”,而是一個功能載體。
在導管轉向應用中,HHS® 常常可以替代復雜的分段軸方案,簡化裝配工藝,同時顯著提升一致性。
它能應用在哪些地方?
在介入導管領域,HHS® 已被用于 OCT 內鏡導管,三層 HHS® 結構作為旋轉驅動層,讓高速旋轉下的影像依然穩定清晰。
在神經和心血管導絲中,它的高精度扭矩傳遞和微腔道優勢,使其非常適合穿越復雜的血管路徑。
在泌尿系統里,已經有專利提出將其用作“螺旋空心絞線輸尿管支架”,展示了它作為植入骨架的潛力。
更有意思的是,HHS® 的腔道還能容納電磁線圈,研發出帶有定位和感知能力的“智能導絲”。
可以說,它正在從“器械的骨架”走向“功能的中樞”。
從設備到植入的延展
HHS® 的應用邊界遠不止輸送系統。它正在被探索為跨界的關鍵部件:
在 成像+介入融合設備 中,既是旋轉驅動層,也是結構保障。
在 智能導航導絲 中,容納電磁線圈成為“實時定位單元”。
在 植入性結構 上,泌尿支架的專利提示它未來可能直接演變成“主體骨架”,而不是單純的強化件。
它的角色,正從幕后走到臺前。
工程設計背后的思考
對研發工程師來說,HHS® 提供了極強的可調性。
材質方面,可以選擇 316LVM 不銹鋼來獲得更高的剛性,也可以用鎳鈦合金追求柔順和形狀記憶。
結構設計上,粗線意味著更強支撐,細線意味著更高柔軟度;單層輕巧,多層則能復合出疊加的性能。螺距的大小(即股數),幾乎直接決定了扭矩和柔順的平衡點。
有限元分析和實驗證明,線徑、層數和摩擦系數對扭矩傳遞極為敏感,這也為研發團隊提供了精準的設計參數。
從后處理到裝配整合
除了結構本身,后處理/后加工工藝也能顯著改變性能。
電解拋光能去除毛刺,延長疲勞壽命;鎳鈦材質則可以通過熱處理實現超彈性和形狀記憶。
在實際裝配時,HHS® 常常和 PTFE 內襯、Pebax 外套結合,獲得低摩擦與高支撐并存的特性,讓整體器械性能進一步提升。
研發需要問自己的六個問題
在考慮是否采用 HHS® 時,不妨先問自己:
我的應用更看重強扭矩,還是高柔順性?
中空腔道是否需要整合光纖或傳感器?
直徑和股數是否滿足臨床交付?
是否需要考慮 MRI 可視化或電磁導航?
成本能否被接受?(HHS® 的確比傳統線圈更貴,但性能優勢顯著)
這些問題,幾乎決定了你的研發路徑。