نقاط درد

مداخلات عصبی و عروقی نیاز به دقت و انعطاف پذیری فوق العاده از سیستم های کاتتر دارد. عروق مغزی در بین بیماران شکننده، پرپیچ و خم و بسیار متغیر است. شفت‌های کاتتر سنتی اغلب ترکیب لازم از قابلیت ردیابی و کنترل گشتاور را فراهم نمی‌کنند که منجر به خطرات تشریح یا سوراخ شدن عروق می‌شود. پزشکان اغلب با کاتترهایی دست و پنجه نرم می کنند که یا فاقد قابلیت فشار کافی برای رسیدن به اهداف دیستال هستند یا خیلی سفت هستند و باعث آسیب به دیواره های ظریف شریان می شوند. علاوه بر این، قطر کوچک دستگاه‌های عصبی عروقی-اغلب کمتر از 1 میلی‌متر{6}} چالش‌های تولید را تشدید می‌کند. تکنیک‌های قیطانی یا پیچ‌شکن معمولی نمی‌توانند شیب مکانیکی ظریف مورد نیاز برای ناوبری ایمن از طریق قوس آئورت و داخل شریان‌های داخل جمجمه را به دست آورند. این شکاف بین الزامات بالینی و قابلیت‌های دستگاه، نیاز به یک الگوی جدید در طراحی شفت کاتتر را برانگیخته است، الگویی که می‌تواند عملکرد قابل پیش‌بینی را در ساختارهای بسیار نازک و بسیار انعطاف‌پذیر ارائه دهد.

مقدمه اصل

هیپولوله های برش لیزری مارپیچی با ایجاد امکان ایجاد الگوهای مارپیچ در مقیاس میکرو در نیتینول یا لوله های فولادی ضد زنگ راه حلی را ارائه می دهند. برش های مارپیچی به عنوان مناطق انطباق مهندسی شده عمل می کنند و به لوله اجازه می دهند با حداقل مقاومت خم شود در حالی که ستون فقرات مارپیچ پیوسته انتقال گشتاور را حفظ می کند. این اصل بر این واقعیت استوار است که حذف مواد به صورت مارپیچی، ممان خمشی اینرسی را کاهش می‌دهد و لوله را در همه جهات انعطاف‌پذیرتر می‌کند. با تنظیم گام و عمق مارپیچ، مهندسان می توانند مشخصات انعطاف پذیری را در طول لوله تنظیم کنند. برای کاربردهای عصبی عروقی، یک رویکرد رایج استفاده از یک مارپیچ محکم در انتهای دیستال برای حداکثر انعطاف پذیری، انتقال به یک مارپیچ شلتر در نزدیکی برای قابلیت فشار است. برش لیزری با عرض 0.012 میلی متر تضمین می کند که حتی لوله های بسیار کوچک (تا قطر بیرونی 0.20 میلی متر) را می توان بدون به خطر انداختن یکپارچگی ساختاری الگو قرار داد.

طبقه بندی تجهیزات

تجهیزات کلیدی شامللیزرهای فمتوثانیهبرای پردازش نیتینول، زیرا از تغییرات فاز{0} ناشی از گرما که می‌تواند رفتار فوق الاستیک آلیاژ را تغییر دهد، جلوگیری می‌کند.مراکز ریز ماشینکاری لیزری 5 محورهدقت مورد نیاز برای هندسه های مارپیچی پیچیده را فراهم می کند.سیستم های نظارت برجا-​ با استفاده از دوربین‌های-سرعت بالا، کیفیت برش را در زمان واقعی ردیابی می‌کند.سیستم های تغذیه لوله اتوماتیکاز موقعیت یابی ثابت اطمینان حاصل کنید. برای پردازش پست،-واحدهای الکترو پولیشوپاک کننده های اولتراسونیکضروری هستند. برخی از تنظیمات پیشرفته ادغام می شوندعلامت گذاری لیزریبرای ردیابی مستقیماً روی هیپوتیوب.

راهنمای عملی

با انتخاب یک لوله نیتینول با دمای تبدیل مناسب برای کاربرد مورد نظر شروع کنید. لوله را در یک مرحله چرخشی با دقت بالا- نصب کنید. از نرم افزار CAD/CAM برای تعریف الگوی مارپیچی استفاده کنید و از انتقال صاف بین تغییرات زمین اطمینان حاصل کنید. پارامترهای لیزر را تنظیم کنید: توان کم، سرعت تکرار بالا و کمک به گاز برای جلوگیری از اکسیداسیون. یک برش آزمایشی انجام دهید و زیر میکروسکوپ بررسی کنید. پس از برش، برای از بین بردن لایه های ریخته شده مجدد و سوراخ ها، آن را به روش شیمیایی اچ یا الکترو پولیش کنید. تست گشتاور و انعطاف‌پذیری را با استفاده از دستگاه سفارشی که آناتومی عروق را شبیه‌سازی می‌کند، انجام دهید. اعتبار زیست سازگاری را از طریق آزمایش ISO 10993 تأیید کنید.

تجربه واقعی-جهانی

سازندگان دستگاه‌های عصبی و عروقی گزارش می‌دهند که هیپوتیوب‌های برش لیزری مارپیچی به طور قابل‌توجهی قابلیت ردیابی میکروکاتترها را در آناتومی‌های چالش برانگیز مانند بخش M1 شریان مغزی میانی بهبود داده‌اند. با این حال، آن‌ها همچنین خاطرنشان می‌کنند که انعطاف‌پذیری بیش از حد مهندسی می‌تواند منجر به "سوختن" نوک دیستال شود و قرار دادن دقیق را دشوار کند. یک رویکرد متعادل، اغلب ترکیب برش‌های مارپیچی با برش‌های شعاعی موضعی، مؤثر بوده است. پایان سطح همچنان یک عامل حیاتی است. یک سطح ناهموار می تواند باعث اصطکاک و تشکیل لخته شود. اکنون بسیاری از شرکت‌ها از ترکیبی از پولیش لیزری و پولیش الکتریکی برای دستیابی به زبری زیر-میکرون استفاده می‌کنند.

خلاصه و تصعید

استفاده از هیپولوله های برش لیزری مارپیچی در دستگاه های عصبی-عروقی نشان می دهد که چگونه مهندسی دقیق می تواند بر موانع بیولوژیکی غلبه کند. این فناوری با امکان دسترسی ایمن تر و موثرتر به رگ های خونی مغز، امکانات درمان سکته مغزی و ترمیم آنوریسم را افزایش داده است. این بر اهمیت همکاری میان رشته ای بین مهندسان، دانشمندان مواد و متخصصین مداخله عصبی تاکید می کند.

چشم انداز و پیشنهادات

تحولات آینده ممکن است شاملشکل{0}}تنظیم هیپولوله های مارپیچی​که خود-به منحنی های از پیش تعریف شده گسترش می یابد و نیاز به فرمان دستی را کاهش می دهد.فلزات قابل جذب زیستی​را می‌توان با لیزر-به شکل الگوهای مارپیچی برای داربست‌های موقت برش داد. تولیدکنندگان باید روی آن تمرکز کنندکوچک سازیوسفارشی سازیبرای کاربردهای عصبی عروقی کودکان مشارکت با مراکز پزشکی دانشگاهی کلیدی برای هدایت نوآوری و اعتبار بالینی خواهد بود.