Prove orizzontali su sistemi di cateteri

I cateteri vengono utilizzati per vari scopi, compresa l'introduzione di microstrumenti integrati nel corpo di un paziente. Consentono ai chirurghi di eseguire procedure di chirurgia nel modo meno invasivo possibile. Inoltre, possono essere utilizzati per la somministrazione del medicinale direttamente nell'area infetta del corpo, o per semplificare l'utilizzo di stent per mantenere i vasi sanguigni aperti.

Gli ingegneri che sviluppano questi sistemi di cateteri e fili guida si concentrano principalmente sulla riduzione dei coefficienti di attrito e sulla torsione di rottura. La macchina di prova orizzontale ZwickRoell AllroundLine consente di determinare la forza di taglio durante la simulazione di inserimento del catetere con estrema accuratezza. Il comportamento di attrito del catetere viene analizzato attraverso il suo inserimento all'interno di un'arteria artificiale. Questo valore è noto come percorso tortuoso. La prova viene eseguita in direzione orizzontale in modo da simulare lo stato fisiologico del paziente durante l’intervento chirurgico.

ZwickRoell ha sviluppato un sistema specifico per questa applicazione che controlla sia la traversa della macchina di prova che un afferraggio appositamente automatizzato. La macchina di prova orizzontale AllroundLine offre spazio sufficiente per modelli 3D e bagni di liquido al di sopra e al di sotto dell'asse di prova principale. In una prova tipica, la macchina spinge il catetere nell'aorta artificiale per una distanza definita. Il provino viene quindi rilasciato e la traversa ritorna alla posizione iniziale. Gli afferraggi pneumatici si chiudono nuovamente e la traversa si muove nella direzione di prova. Questa sequenza si ripete fino a quando il catetere è inserito completamente nell'arteria artificiale. Il metodo di prova completamente automatizzato consente di testare le aorte artificiali di varie lunghezze. Con il software della macchina possono essere determinati i seguenti risultati:

• Misurazione forza di inserimento: misura la forza utilizzata per l'inserimento attraverso la guaina di accesso
• Forza di avanzamento: misura la forza richiesta per l'avanzamento di cateteri, fili guida o altri strumenti minimamente invasivi, attraverso l'arteria artificiale.
• Efficienza di spinta: utilizza la cella di carico prossimale e distale per misurare la quantità di forza che la punta distale del prodotto percepisce quando viene applicata una forza nota al prodotto sull'estremità prossimale
• Movimento fili guida: misura la forza necessaria per far scorrere un filo guida attraverso un catetere, un catetere guida o un altro strumento minimamente invasivo.
• Flessibilità: misura la capacità della punta del catetere di avanzare con una curvatura predefinita del filo di guida, ad esempio a 90 gradi
• Misurazione della lubrificazione del filo guida e del catetere: test comparativo che utilizza i dati della prova di avanzamento per determinare l'eventuale effetto dei rivestimenti sulla forza necessaria per far avanzare il prodotto attraverso un'arteria artificiale

Questi risultati possono essere determinati con un alto livello di accuratezza. Il telaio di carico estremamente rigido con i sistemi di azionamento e controllo digitale sono in grado di garantire che le forze misurate durante il test provengano dal provino e non dalla macchina stessa. Il sistema di controllo della macchina ha una risoluzione talmente elevata che è in grado di posizionare la traversa a meno di 1μm e leggere le forze con un'accuratezza superiore a 0,5% fino a valori inferiori a 0,1 mN.