Швейцарская токарная обработка тяговых колец (pull rings) для передовых медицинских устройств

Токарная обработка специальных функций для управляемых медицинских устройств

Способность управлять мелким медицинским устройством — критически важна для многих малоинвазивных интервенционных и диагностических применений. В сочетании с навыками врача это позволяет, например, безопасно вести катетер через сложные анатомические структуры — малые артерии и вены.

Но кто мог подумать, что малый компонент под названием тяговое кольцо (pull ring) играет такую важную роль в управляемых медицинских устройствах?

Роль тяговых колец для катетеров и оболочек (sheaths)

Управляемость (steerability) катетеров и подобных устройств — способность поворачивать проксимальную секцию (рукоятку) для получения идентичного движения на дистальном конце. Движение производится передачей крутящего момента вдоль вала устройства.

Естественно, множество факторов жизненно важны для управления и производительности: выбор материала вала, его жесткость, инженерия. Например, некоторые катетеры имеют композитный вал с переходом от более жесткого проксимального конца к более гибкому дистальному.

Тяговые кольца, часто изготавливаемые швейцарской токарной обработкой, позволяют очень точное управление дефлекцией в самом кончике катетеров и оболочек. Как следует из названия, тяговое кольцо — то, что тянет кончик катетера или оболочки в ту или иную сторону.

Базовый дизайн и конструкция тяговых колец

Для тяговых колец катетеров или оболочек кольцо собирается на кончике устройства и встраивается под внешний слой полимера. Тяговые провода или кабели сварены к тяговому кольцу и идут вдоль устройства, соединяя кольцо с управляющим рычагом в рукоятке. Также есть плетение или катушка, создающая люмен, который идет над гидовой (guidewire).

Когда провода/кабели тянутся активацией рычага, они тянут кольцо и дефлектируют кончик устройства соответственно, помогая вести его по правильному пути. Эта дефлекция кончика независима от управления устройством.

В зависимости от дизайна, устройства варьируются по возможностям дефлекции. Например:

• Двунаправленные катетеры (Bidirectional catheters) — кончик может тянуться в две противоположные стороны. Два тяговых провода к дистальному тяговому кольцу — управление вперед/назад, полезно для контролируемого перемещения и размещения дистального кончика.
• Четырехнаправленные дефлектируемые катетеры (Four-way deflectable catheters) — тянутся в четыре стороны через рукоятку, соединенную четырьмя проводами с дистальным тяговым кольцом. Часто в ультразвуковых системах визуализации для изображений под разными углами.
• Все направления (Omnidirectional catheters) — четырехнаправленные, управляемые роботизированным устройством, ориентация кончика в любом направлении с одним или несколькими тяговыми проводами одновременно.

Катетеры могут иметь даже две точки дефлекции с двумя тяговыми кольцами в двух разных точках дистального конца, с 2–4 проводами на кольца.

Тяговые кольца из нержавейки 304 (A2)

Тяговые кольца — обычно простые кольца из трубки, резаной на длину. Часто трубка из нержавейки 304 (A2). Этот материал часто используется для малоинвазивных медприборов, потому что в целом он:

• Легко доступен;
• Высокая прочность;
• Коррозионностойкий;
• Стоимостоэффективен.

Однако когда тяговым кольцам нужны специальные функции или материалы, отличные от SS304, точная швейцарская токарная обработка с ЧПУ часто становится предпочтительным методом производства.

Использование швейцарской токарной обработки для разных функций и материалов

Когда в тяговые кольца закладываются определенные функции, может быть проще и дешевле обработать детали из цельного прутка на швейцарском токарном станке с ЧПУ. Например, швейцарский метод может использоваться, когда производитель хочет, чтобы тяговые кольца имели:

• Пазы для размещения тяговых проводов/кабелей;
• Фаски или кастомные ВН/ВН не доступные в стандартных трубках;
• Слоты, улучшающие полимерный поток (polymer flow).

Например, добавление слотов к тяговому кольцу помогает процессу встраивания кольца в слой медицинского Pebax® экструдированной трубки с термоусадочной трубкой FEP (фторированный этиленпропилен). Это формирует защитное покрытие, стойкое к теплу, коррозии и влаге.

Кроме того, когда тяговые кольца будут из материала, недоступного в стандартных трубках, точная швейцарская токарная обработка может потребоваться для изготовления из прутка.

Например, хотя нержавейка 304 коррозионностойка, она не для долгосрочной имплантации. Также SS304 нельзя в управляемых устройствах, требующих совместимости с МРТ (MRI).

В таких случаях производители могут заказать тяговые кольца из других высокопрочных материалов с лучшей коррозионной стойкостью или MRI-совместимостью: титан, MP35N®, Elgiloy®, L605, Conichrome®, 35N LT®, 316LVM, нитинол (NiTi).

Все преимущества швейцарской токарной обработки

Наконец, для производства мелких деталей — тяговых колец и других компонентов медприборов — швейцарская токарная обработка с ЧПУ дает и скорость, и жесткие допуски, которых требует индустрия. С мультиосевыми конфигурациями современные швейцарские станки выполняют токарную, фрезерную и заднюю токарную обработку на одной машине, исключая вторичные операции.

Чтобы изучить, подходит ли точная швейцарская токарная обработка для вашего применения, скачайте бесплатное руководство Swiss Machine FAQs о всех преимуществах и возможностях.