【生物力学测试挑战】模拟真实条件下的医用导丝及导管测试

利用导丝或导管经股动脉进入人体心脏是最简单、最安全的方法之一。我们可以想象，导丝和导管的行进路径是非常迂回曲折的。导管和导丝均可以进行涂层和润滑处理，以减少在迂曲路径中的摩擦力，从而降低推/拉导管和导线穿过身体所需的力。

• 量化导丝及导管在迂曲路径中的摩擦力

通过与比利时根特大学合作，英斯特朗利用标准的5944电子万能试验机，开发出了一种简化方法，用于模拟外科医生将导管插入患者体内的行为。该模拟旨在量化分析与迂曲路径相关的摩擦力。

卧式安装试验机，并使用气动夹具将导管推入模拟动脉的迂曲路径中。将导管推过该路径后，气动夹具释放导管，横梁返回至初始位置，气动夹具重新夹持导管，继续循环操作。导管推进机制可加速或减慢，以便更好地模拟外科医生的操作。

量化外科手术过程中摩擦力的测试系统并不局限于测试导丝和导管，也适用于需要测量摩擦力的其它非手术应用，包括内窥镜检查、鼻镜检查、结肠镜检查等。

• 模拟现实手术条件中导丝的弯曲试验

在针对非线性生物医学导丝进行测试的范例中，将样品放置在ElectroPuls E1000设备的3点弯曲固定器上。该设备装有一个250N 的Dynacell力传感器， 用于在压缩频率为10Hz的条件下设置1N和11N的负载峰值。

WaveMatrix™ 软件的两个特殊功能 用于确保整个测试期间的精度和控制度。

1. 自动调谐向导利用简单的斜坡波形来测量所测样品的刚度。所选样品的材料和几何结构决定了优化机器性能和控制度的增益设置。只需点击几下，设备便能调试好并做好测试准备。 

2. 当涉及非线性标本的测试时，达到负载峰值非常重要，但难度可能很大。我们“Advanced Amplitude Control”软件的另一个功能确保了每个周期均能满足负载峰值，并达到所需张力负载。不具备这一点，负载峰值可能会降低至所需张力范围。即使样品刚度发生变化，该功能也能确保控制度。

下图显示了非线性导丝样品的正弦波形，负载峰始终达到高精度。在模拟现实条件下，测试极具挑战性的材料时，ElectroPuls也具有卓越的控制能力。

• 在体温条件下测试导管 — 温度真的重要吗？

材料在体温和室温条件下具有显著不同的力学性能，尤其是聚合材料。

为了量化温度对聚合物医用导管的影响，我们对40个挤出成型聚乙烯导管进行了拉伸测试，分别在28°C（82.4°F）和37℃（98.6°F）的温度下各测试20个样品。使用BioBox来精确地保持温度，整个测试期间的相对湿度始终恒定地保持在25％至30％之间。

结果：与在28℃下测试聚乙烯导管的平均结果相比，在37℃下的测试得到的模量和最大力较小，而断裂位移较大。

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