Механические свойства клипов для лигирования тканей POM: от силы зажима до долгосрочной стабильности многомерного анализа

Механические свойства POMЗажимы для закрывания тканейОт силы зажима до долгосрочной стабильности многомерного анализа

I. усилие зажима: основная гарантия эффективности закрытия

Клипы для закрытия тканей POM должны обеспечивать стабильное и длительное усилие зажима во время операции, чтобы обеспечить полное закрытие кровеносных сосудов или тканей и избежать послеоперационной утечки или кровотечения. Согласно клиническим исследованиям, сила удержания зажима должна отвечать следующим критериям:

Статическое усилие зажима: на этапе непосредственного закрытия усилие зажима должно составлять 5-15N (в зависимости от диаметра сосуда и типа ткани). Например, для закрытия сосуда диаметром 5 мм требуется ≥8 N.

Динамическая адаптируемость: колебания силы зажима должны составлять менее 10% при наличии сосудистой пульсации или перистальза ткани.

Высокая жесткость материала POM (модуль эластичности около 3-4 гпа) может эффективно поддерживать силу зажима, однако его низкий коэффициент трения (около 0,2-0,3) должен быть повышен за счет поверхностной микроструктурной конструкции (например, зажатые зажимы) для улучшения противоскользящих свойств. Лабораторные испытания показали, что оптимизированные запорные клипы POM могут контролировать скорость разрушения зажима до < 5% (30- дневный цикл) в имитированной соленой среде.

II. Положение в области прав человека Усталостная прочность: надежность для длительной имплантации

Запорные клипы должны выдерживать циклическую нагрузку на организм (например, частота пульсации сосудов около 60-100 раз в минуту), а их устойчивость к усталости непосредственно влияет на долгосрочную безопасность.

Оптимизация конструкции: оптимизация радиуса кривизны и толщины зажимного плеча посредством анализа конечных элементов (FEA) улучшает однородность распределения напряжений и снижает риск локального перелома. Например, изогнутая конструкция руки может снизить максимальную нагрузку на 30-40%.

III. Положение в области прав человека Биомеханическая совместимость: балансирование жесткости и эластичности

Запорные клипы POM должны обеспечивать баланс между жесткостью (для поддержания формы) и эластичностью (для предотвращения повреждения тканей):

Соответствующий модуль эластичности: модуль эластичности POM (3-4 гпа) значительно ниже, чем у титановых сплавов (110 гпа), что снижает механическое сжатие тканей. Эксперименты показали, что запорные клипы POM на стенках судна сжаты на 50%-60% меньше, чем металлические клипы.

Прочность трещин (прочность трещин): прочность трещин POM около 4-6 MPa-m¹/², должны быть изменения кополимеризации (например, добавление полиуретана), чтобы повысить до 8-10 MPa-m¹/², чтобы предотвратить ломкий перелом во время операции.

IV. Стабильность размеров (стабильность размеров): двойной тест на стерилизацию и окружающую среду

Клипы закрытия POM должны поддерживать точность размеров в процессе стерилизации и в среде vivo:

Эффект стерилизации при высоких температурах и высоком давлении: после стерилизации паром 121 - го отверстия линейная скорость расширения POM должна составлять ° 0,3% (стандарт ISO 10993-13). В ходе фактического испытания изменение расстояния между зажимами запорных зажимов POM может регулироваться в пределах 0,05мм.

Долгосрочная гидролитическая стабильность: после 12 месяцев погружения в 37 - гратковый соленовый раствор потеря массы POM должна быть ° 1,5%, а скорость удержания силы зажима ≤ 90%.

V. коррозионная стойкость и химическая устойчивость (химическая устойчивость)

Хотя сам POM устойчив к химической коррозии, но в сложных средах vivo требуется дополнительная проверка:

Сопротивление pH: в диапазоне pH 2-10 прочность на растяжение POM должна уменьшаться на ≤ 5%.

Ферментативная устойчивость: после 28 дней воздействия трипзина, коллагеноза и других биологических ферментов, изменение шерохоустойчивости поверхности должно быть в пределах 0,1 градуса

VI. Клиническая проверка и поддержка данных

Эксперименты на животных: эксперименты с моделью свиньи показывают, что через 30 дней после закрытия печеночной артерии с помощью запорного зажима POM не происходит смещения или утечки при закрытии зажима, и при гистопатологическом обследовании не наблюдается явных воспалительных реакций.

Клинические исследования с использованием нескольких центристов (N=300) показали, что послеоперационная скорость кровотечения из зажимов затворов POM (0,7%) не сильно отличается от скорости кровотечения из зажимов титана (0,5%), но частота посторонних чувств тела снизилась на 60%.

Заключение: синергические инновации между потребностями в области материаловедения и клиническими потребностями

Запорные клипы POM постепенно преодолевают ограничения традиционных металлических клипов за счет оптимизации состава материала (например, модификация соколизации) и конструкционного дизайна (изогнутые клипы, поверхностное микротекстурирование). Будущие направления развития включают:

Технология нано-армирования: добавление углеродных нанотрубок (CNT) повышает предел усталости до 10 000 циклов;

Разлагаемый состав pom: в сочетании с полиластической кислотой (PLA) для достижения частичного разложения и снижения риска долгосрочного посторонних остатков тела.

Ожидается, что благодаря непрерывной итерации запорные клипы POM станут основным выбором для непоглощаемых запорных устройств.