血管介入導管種類繁多，但其設計萬變不離其宗，性能好的導管設計來源于確切的臨床需求，下文為大家帶來血管介入導管的設計思路與材料選擇。
01、設計要點
想要獲得一款最佳設計的導管需要在眾多性能特征中獲得一種相對的平衡。這些屬性包括：推送性（Pushability）、可追蹤性（Trackability）、通過性（Crossability）、扭轉性（Torqueability）、抗扭結性（Kink Resistance）以及過渡段設計（Transition Design）。 想在一種特性中取得最佳性能值通常會直接影響到其他性能，魚和熊掌不可兼得也！
在設計血管介入導管時，有以下六個關鍵的性能特征需要著重考慮。1. 推送性（Pushability）：將推送力從導管軸的近端傳遞到遠端的能力。當推送性與導管其他設計特征相結合進行優化后，使用者更容易將器械操縱到確切的治療部位。導管軸的推送性可通過以下方式提高：(1) 導管軸橫截面積最大化；(2) 使用彈性模量大的材質–更硬的材料；(3) 使用更高抗拉強度的材料。
2. 扭轉性（Torqueability）：導管軸沿導管長度方向傳遞旋轉位移的能力。當扭轉性能高時，在血管解剖結構內，使用者手部對導管近端的旋轉運動可有效地轉化到導管尖端，從而更好的操縱導管到達目標血管位置；導管軸的扭轉性可以通過：(1) 提高導管軸的極轉動慣量；(2) 通過使用更硬的導管軸材料以提高其剪切模量。3. 抗扭結性能（Kink Resistance）：當導管軸在受到徑向力作用時，保持其橫截面輪廓完整的能力。當導管軸的扭抗結性能較好時，使用者可以操縱導管通過迂曲的血管解剖路徑而不會發生導管斷裂或導管永久變形的現象。提高抗扭結性能的方法有：(1) 使導管軸壁厚最大化；(2) 使用延展性好的材料作為導管軸的基礎材料。4. 可追蹤性（Trackability）：描述導管穿越復雜解剖結構的能力，其受到許多因素的影響，包括導管軸的靈活性、強度及其在解剖結構中所受到的摩擦力。可追蹤性描述了使用者在操縱和放置器械時對器械的“自我感觸”。可通過以下幾種方法提高導管軸的可追蹤性：(1) 選擇低摩擦的外層材料或在遠端外層材料表面涂覆潤滑涂層；(2) 導管軸外層選擇彈性模量小的材料；(3) 減小導管軸壁厚；(4) 在保證內徑要求下可減小導管軸外徑。5. 過渡段設計（Transition Design）：指沿導管軸向上的剛度變化。一款性能優異的導管往往具有靈活性強的遠端以及近端具有足夠的支撐力，因為這樣可以最大限度地提高導管的推送性能和扭轉性能；同時在沿著導管軸向上具有良好設計的過渡段也將減少導管扭結發生的概率。可以通過以下方式獲得良好的過渡段設計：(1) 增加導管內遠端的柔韌性；（2）導管的軸向上的剛度變化需漸變。6. 通過性（Crossability）：描述使用者操作導管順利到達靶血管位置的能力，這是對導管綜合性能的一種評價方式.在設計血管介入導管時，材料的選擇起到至關重要的角色，畢竟一款性能優異的導管始終都是由各種材料組合形成。組成導管的材料主要分為兩大類，第一是金屬絲材，第二是高分子管材，下面主要介紹組成導管常見的高分子管材：1. 聚四氟乙烯（PTFE）：PTFE是生產血管介入導管常見的一種含氟聚合物。由于其在高分子管材中具有最低的摩擦系數，因此最常用作血管介入導管的內層–PTFE Liner。使用PTFE Liner的導管通常是人工組裝生產，因為薄層PTFE Liner難以通過傳統的擠出方法進行加工處理。2. 聚氨酯（PU）：PU是血管介入導管市場的關鍵聚合物之一。用于生產導管的聚氨酯彈性體的使用場景是多樣化的，聚氨酯品種包括聚酯，聚醚和聚碳酸酯為基礎的品種，以及芳香族和脂肪族等級。
3. 聚酰胺（Nylon）：如尼龍11和尼龍12是經皮腔內冠狀動脈成形術(PTCA)應用的首選材料，包括球囊擴張導管以及支架輸送系統，在這些應用中需要材料具有更大的剛度，而不希望在人體基本溫度下出現材料軟化現象。
4. 嵌段聚醚酰胺樹脂（Pebax）：Pebax是一種帶有軟段的改性尼龍，比尼龍11或12具有更好的彈性。由于其結合了聚氨酯的柔韌性和柔軟性以及尼龍的強度，因此它們已經成為許多介入導管的首選材料之一。5. 聚碳酸酯基PU：聚碳酸酯基PU具有優異的長期生物穩定性，通常用于在人體內長時間植入的產品當中。脂肪族和芳香族聚醚聚氨酯在體溫下會軟化，以達到提高患者舒適度，降低血管損傷風險等效果。其通常用于長時間植入人體的導管，例如經外周靜脈置入中心靜脈導管(PICC)和靜脈內導管(CV)。6. 高密度聚乙烯（HDPE）：因為HDPE具有較低的摩擦系數以及可以通過擠出工藝進行加工，HDPE通常被用來設計成血管介入導管內腔的內襯和導管軸，雖然其不具有像PTFE那么低的摩擦系數，但優于聚酰胺和聚氨酯。HDPE也比PTFE更硬，與PTFE相比，在某些應用中可以獲得比PTFE更低的有效摩擦系數。當器械或器械部件在沿著工作通道行進時，在器械最前端的PTFE會產生一種”犁化”現象，從而使得增加器械前進時的阻力；由于HDPE具有更高的硬度，因此其發生”犁化”現象的可能性更小，HDPE的摩擦系數雖然高一些，但是其在某些應用場景中可以使得導管具有良好的通過性能。7. 聚醚醚酮（PEEK）：PEEK被認為是剛性最強的聚合物之一，其具有較高的拉伸模量和極限抗拉強度。常用來制備具有高強度或高耐熱性的導管，例如消融導管。PEEK具有與聚酰亞胺相似的機械性能，但它是一種真正意義上的熱塑性塑料，可以通過擠出工藝連續的生產。
03、總結
以上是僅僅從工程學的角度介紹性能優異的導管的設計方向，實際上特定用處的血管介入導管產品還需要和臨床實際需求緊密相連，這樣才能做到來源于臨床，并應用于臨床。
