在医疗器械研发的世界里,材料常常决定了器械的极限性能。
今天要聊的,是一根“看似普通却极不普通”的金属管——HHS® tube(Helical Hollow Strand,螺旋空心绞线管)。
它并不是一根单纯的管子,更像是器械里的力学中枢。
HHS® 管是什么?
HHS® 管是由多股金属丝(不锈钢、镍钛等)以螺旋方式缠绕,中间形成连续的空腔。
这种独特的设计,让它同时具备高效的扭矩传递、可控的柔顺性,以及一条可自由利用的中心通道,可以用来通过导丝、光纤甚至是传感器。
需要特别说明的是,HHS® 为 Fort Wayne Metals 的注册商标。
为什么它比传统线圈更聪明?
传统的线圈或编织层,往往要在柔顺性和扭矩之间做取舍。HHS® 的优势在于它能在两者之间找到平衡。
研发者可以通过线径、股数、螺距和层数的调整,获得定制化的性能。医生在操作时会感受到更线性的响应,更精准的操控感。而且,因为中空腔道的存在,工程师还能在管内集成额外功能,让它不仅仅是一个“机械层”,而是一个功能载体。
在导管转向应用中,HHS® 常常可以替代复杂的分段轴方案,简化装配工艺,同时显著提升一致性。
它能应用在哪些地方?
在介入导管领域,HHS® 已被用于 OCT 内镜导管,三层 HHS® 结构作为旋转驱动层,让高速旋转下的影像依然稳定清晰。
在神经和心血管导丝中,它的高精度扭矩传递和微腔道优势,使其非常适合穿越复杂的血管路径。
在泌尿系统里,已经有专利提出将其用作“螺旋空心绞线输尿管支架”,展示了它作为植入骨架的潜力。
更有意思的是,HHS® 的腔道还能容纳电磁线圈,研发出带有定位和感知能力的“智能导丝”。
可以说,它正在从“器械的骨架”走向“功能的中枢”。
从设备到植入的延展
HHS® 的应用边界远不止输送系统。它正在被探索为跨界的关键部件:
在 成像+介入融合设备 中,既是旋转驱动层,也是结构保障。
在 智能导航导丝 中,容纳电磁线圈成为“实时定位单元”。
在 植入性结构 上,泌尿支架的专利提示它未来可能直接演变成“主体骨架”,而不是单纯的强化件。
它的角色,正从幕后走到台前。
工程设计背后的思考
对研发工程师来说,HHS® 提供了极强的可调性。
材质方面,可以选择 316LVM 不锈钢来获得更高的刚性,也可以用镍钛合金追求柔顺和形状记忆。
结构设计上,粗线意味着更强支撑,细线意味着更高柔软度;单层轻巧,多层则能复合出叠加的性能。螺距的大小(即股数),几乎直接决定了扭矩和柔顺的平衡点。
有限元分析和实验证明,线径、层数和摩擦系数对扭矩传递极为敏感,这也为研发团队提供了精准的设计参数。
从后处理到装配整合
除了结构本身,后处理/后加工工艺也能显著改变性能。
电解抛光能去除毛刺,延长疲劳寿命;镍钛材质则可以通过热处理实现超弹性和形状记忆。
在实际装配时,HHS® 常常和 PTFE 内衬、Pebax 外套结合,获得低摩擦与高支撑并存的特性,让整体器械性能进一步提升。
研发需要问自己的六个问题
在考虑是否采用 HHS® 时,不妨先问自己:
我的应用更看重强扭矩,还是高柔顺性?
中空腔道是否需要整合光纤或传感器?
直径和股数是否满足临床交付?
是否需要考虑 MRI 可视化或电磁导航?
成本能否被接受?(HHS® 的确比传统线圈更贵,但性能优势显著)
这些问题,几乎决定了你的研发路径。