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嘉峪检测网 2025-08-12 18:59
介入导丝是经皮腔内血管介入手术(如心血管、神经及外周血管介入)中不可或缺的核心器械。它的首要功能是作为“轨道”,安全、精准地引导球囊、支架、导管等治疗器械到达靶病变位置 。导丝性能的优劣直接关系到手术的成功率、效率以及患者的安全。随着介入治疗技术向更远端、更迂曲、更复杂的病变拓展,对导丝的性能要求也日益严苛,催生了多样化的结构设计。
导丝的基本结构
无论结构如何,一根介入导丝通常由四个基本部分组成:
导丝的结构
核芯 (Core Wire):
导丝的“脊梁”,决定了导丝的刚度、支撑力和推送性。主要材料为不锈钢(如304不锈钢)和镍钛合金(Nitinol) 。不锈钢提供高硬度和支撑性,而镍钛合金以其超弹性和形状记忆效应著称,提供优异的柔韧性和抗扭结性 。 护套/外部结构 (Jacket/Outer Structure): 包裹在核芯外部,直接与血管和器械接触。其结构设计是区分绕簧导丝和海波管导丝的关键。 涂层 (Coating): 覆盖在导丝表面,用以降低摩擦力,提升通过性。主要分为疏水性涂层(如PTFE)和亲水性涂层 。
头端 (Tip): 导丝的最远端部分,通常设计得非常柔软且不透X光(显影),以确保安全通过血管并能在X光下清晰可见。常使用铂或金等贵金属绕簧以增强显影性 。
导丝的结构与制造工艺深度解析
导丝有两种主流的机构:绕簧结构和海波管结构历史上,绕簧结构是最经典的导丝设计之一。其设计理念是通过物理缠绕赋予导丝柔韧性。而海波管(Hypotube)的出现,特别是镍钛合金海波管的应用及激光微加工技术的发展,代表了导丝设计理念的一次重大革新 。它通过一体化的管状结构和精密的加工,实现了对导丝性能(尤其是扭矩控制和支撑力)的更精准调控。这两种设计理念并非完全独立,而是常常被融合在同一根导丝的不同部分,形成了“混合型”设计。 ·绕簧结构导丝 (Coiled Spring Guidewire) 核心结构与材料绕簧结构导丝的典型构造是在一根逐渐变细的核芯(Core Wire)外部,紧密地缠绕一根或多根细金属丝,形成弹簧状的护套 。这种外部绕簧通常由不锈钢丝制成,以提供一定的支撑力和管腔形态的触觉反馈 。在导丝头端,则常采用铂金或金丝绕簧,以利用其高密度特性实现优良的X射线显影效果 。
绕簧结构导丝的工艺优缺点
制造工艺: 其核心工艺是缠绕(Winding) 。需要精密的设备将极细的金属丝均匀、紧密地缠绕在核芯上。核芯本身则通过 研磨(Grinding) 工艺形成从近端到远端逐渐变细的锥度(Taper),从而实现导丝不同节段的刚度过渡。
结构特点分析: 优点: 结构本身赋予了导丝,特别是头端,极佳的柔韧性和弯曲能力,易于通过迂曲的血管 。多组件的结构可以提供更丰富的触觉反馈(Tactile Feel),帮助术者感知头端与血管壁的相互作用 。 缺点: 绕簧之间的微小间隙可能增加与球囊或支架导管内壁的摩擦力,影响器械的推送 。在承受较大扭矩时,绕簧结构可能发生“解旋”或能量损失,导致扭矩传递效率相对较低。同时,其抗扭结性能也不如一体化结构。 ·海波管结构导丝 (Hypotube Guidewire) 核心结构与材料海波管结构导丝用一根中空的微细金属管(即Hypotube)取代了传统的绕簧护套 。这根管材本身可以作为导丝的主体,内部容纳一根独立的核芯,或者海波管直接与核芯连接成一体。这种结构的核心材料是镍钛合金(Nitinol) ,因其超弹性和形状记忆效应,是制造高性能海波管的理想选择 。
海波管结构导丝的工艺优缺点
制造工艺: 其核心工艺是激光微切割。通过飞秒激光等高精度技术,可以在镍钛合金海波管的管壁上切割出各种复杂的几何图案,如螺旋状的切槽、交错的“S”形或“Z”形连接等 。这种“微构(Microfabrication)”设计,使得工程师可以精确地调控导丝每一段的弯曲刚度、扭转刚度和柔韧性,实现了性能的高度可定制化。
结构特点分析:
优点: 一体化的管状结构提供了无与伦比的扭矩传递效率,实现了“1:1”的扭矩响应,即近端旋转一度,远端也精确地旋转一度 。其结构完整性带来了强大的推送性和支撑力,尤其是在需要穿越致密钙化病变时 。经过设计的镍钛合金海波管具有极强的抗扭结(Kink Resistance)能力和头端塑形保持力 。 缺点: 相比绕簧结构,其触觉反馈可能较弱。制造成本更高,工艺更复杂。现代高端导丝极少是纯粹的绕簧或海波管结构。更常见的是结合两者的混合型设计,旨在取长补短 。例如,一根神经介入微导丝可能采用以下设计: 近端/主干 (Proximal/Shaft): 采用海波管结构,以确保最大的扭矩传递效率和推送力。中段过渡 (Mid-shaft Transition): 通过改变激光切割的密度和图案,实现刚度的平滑过渡。 远端/头端 (Distal/Tip): 连接一段传统的绕簧结构,通常是铂金绕簧,以获得最佳的柔韧性、安全性和显影性 。 例如,徕瑞Sur-reach微导丝采用了多层结构,包括内层强化不锈钢芯丝、中间层绕簧线圈和外层微槽镍钛合金海波管,这是一种典型的混合设计。
Sur-reach™微导丝的5大特点
1·易塑形及持久的塑形保持能力
不锈钢材质芯丝设计及独特的海波管切槽设计使其具有更优的形状保持能力,提升手术效率。2·优异的扭控性镍钛海波管和高强度不锈钢芯丝设计,精准扭控。3·柔软的头端设计无创头端设计,降低血管壁损伤风险。4·先进的亲水涂层技术先进的亲水涂层技术,润滑性和耐久性良好,摩擦力小,降低推送阻力。5·可靠的支撑性和柔顺性高强度不锈钢核芯丝与独特的芯丝渐变设计,提供可靠的支撑性和柔顺性。
两种结构的导丝核心性能指标对比
1-扭矩传递效率 指导丝将术者在近端施加的旋转力矩无损耗地传递至远端的能力。 性能对比: 海波管结构显著优于绕簧结构。海波管的一体化管状构造使其如同一个传动轴,能够实现近乎1:1的扭矩传递 。而绕簧结构在传递扭矩时,能量会因簧圈间的微小形变和摩擦而耗散。
2-推送性与支撑力推送性指将近端推送的力有效传递到远端的能力;支撑力指导丝为后续器械(如球囊、支架)提供稳定“轨道”的能力。 性能对比:海波管结构通常提供更优的推送性和支撑力。其坚固的管状结构能有效抵抗压缩和弯曲,将力更直接地传导至远端 。绕簧结构在遇到较大阻力时,可能会发生微小的压缩,造成能量损失,支撑力相对较弱。
3-抗扭结性指导丝在通过极度迂曲的血管或受到意外应力时抵抗永久性弯折(死折)的能力。 性能对比: 镍钛合金海波管结构具有卓越的抗扭结性。这得益于镍钛合金的超弹性特性,即使在发生大角度弯曲后也能恢复原状 。不锈钢核芯的绕簧导丝则相对容易发生扭结。
4-柔韧性与通过性柔韧性指导丝自身的弯曲能力;通过性则指其顺应血管走形、顺利通过迂曲和狭窄病变的能力。性能对比:传统上,绕簧结构在头端柔韧性方面更具优势 。然而,通过精密的激光切割技术,现代海波管导丝的远端可以被设计得极其柔软,甚至在某些方面超越了传统绕簧导丝,从而实现了优异的通过性 。因此,这一性能的优劣已不再是绝对的,而更多取决于具体的设计和制造水平。
5-头端塑形能力与保持力 术者根据血管解剖需要对导丝头端进行塑形的能力,以及塑形后在操作过程中保持该形态的能力。 性能对比: 镍钛合金海波管或采用镍钛合金核芯的导丝具有优异的形状记忆效应和保持力 。绕簧导丝虽然可以被塑形,但在多次通过器械或与血管壁作用后,其形状可能不易保持。
6-抗疲劳性能指导丝在手术过程中承受反复弯曲、扭转等循环载荷而不断裂或性能不衰减的能力。 性能对比: 未能找到直接比较绕簧与海波管结构导丝在加速疲劳测试中的循环次数阈值和失效模式的公开量化数据。 理论推测的失效模式: 绕簧导丝的疲劳失效可能表现为单根簧丝的断裂、簧圈松脱或核芯断裂。海波管导丝的疲劳失效则更可能发生在激光切割图案中应力集中的薄弱连接点处,表现为管壁的断裂。
临床适用性差异与选择策略
导丝的选择并非“非黑即白”,而是基于复杂的临床情境进行权衡 。 在神经介入手术中,脑血管极其纤细、脆弱且迂曲 。对导丝的要求首先是极度的柔韧性和安全性,以避免刺穿动脉瘤或损伤血管壁 。 早些年头端极其柔软的绕簧微导丝因其良好的顺应性和触觉反馈而备受青睐。 然而,在处理复杂动脉瘤栓塞或需要通过迂曲路径输送微导管时,具备优异扭矩控制能力的现代海波管微导丝变得至关重要 。它们能够在不牺牲远端柔性的前提下,让术者在体外精准地操控远在颅内的导丝头端指向,实现“精准导航” 。
导丝的临床选择策略
导丝的选择没有“最优”,只有“最适” 。最终的导丝选择是一个综合决策过程,取决于:
病变特征: 病变的硬度、长度、位置和迂曲度。 血管解剖: 血管的直径、迂曲角度和入路路径。 手术策略: 需要何种程度的支撑力、扭矩控制和柔韧性。 术者偏好与经验: 不同术者对不同导丝的“手感”有个人偏好。Sur-reach™微导丝规格型号表:
来源:医休神介说