Горизонтальное испытание катетерных систем

С одной стороны, катетеры используются для транспортировки микроинструментов внутри тела пациента. Это позволяет хирургу обходиться минимальным инвазивным вмешательством при лечении сердца. С другой стороны, катетер позволяет подавать медикаменты прямо в инфицированную зону или устанавливать стенты для укрепления кровеносных сосудов.

В процессе совершенствования этих систем катетеров и направляющей проволоки предпринимаются попытки снизить коэффициент трения и момент страгивания. Горизонтальная испытательная машина AllroundLine фирмы ZwickRoell позволяет с высокой точностью определять сдвигающее усилие в процессе моделирования введения катетера. Характеристики трения катетера измеряются в процессе проталкивание его через искусственную артерию (так называемую „tortuous path"). Испытание проводится в горизонтальном положении для моделирования физиологического положения пациента во время оперативного вмешательства.

Специально для этого на фирме ZwickRoell была разработана система, управляющая как траверсой испытательной машины, так и специальным автоматизированным захватом. Горизонтальная испытательная машина AllroundLine над и под центральной осью испытания располагает пространством для 3D-модели и резервуаров с физиологическими средами. В процессе типового испытания машина вводит катетер в искусственную аорту на заранее регламентированное расстояние. Затем образец освобождается, и траверса возвращается в исходное положение. Потом пневматический захват снова закрывается, и траверса повторно перемещается в испытательном приспособлении. Этот процесс повторяется до полного ввода катетера в искусственную артерию. С помощью этого автоматического процесса можно легко испытывать искусственные аорты различной длины. Программное обеспечение машины может рассчитывать следующие результаты:

• Усилие введения: усилие, необходимое для проталкивания через вводный шлюз.
• Усилие скольжения: усилие, необходимое для продвижения катетера, направляющей проволоки или другого минимально-инвазивного инструмента через искусственную артерию.
• Эффективность продвижения: здесь с помощью проксимального и дистального датчика силы измеряется усилие, возникающее на дистальном конце образца, если к проксимальному концу подается известное усилие
• Усилие перемещения направляющей проволоки: усилие, необходимое для перемещения направляющей проволоки через катетер, направляющий катетер или другой минимально-инвазивный инструмент.
• Универсальность: определение способности наконечника катетера к скольжению при заданном изгибе направляющей проволоки (например, на 90°)
• Способность направляющей проволоки и катетера к скольжению: сравнительное испытание с использованием данных измерения усилия скольжения с целью определения воздействия покрытий на усилие, необходимое для продвижения через искусственную артерию.

Результаты можно рассчитывать с высокой точностью. Крайне жесткая нагружающая рама с цифровыми управляющими и приводными системами гарантирует происхождение измеренных в процессе испытания усилий из испытываемого образца, а не из самой машины. Управляющая система машины обладает очень высоким разрешением. Это обеспечивает позиционирование траверсы машины с допуском менее 1 µм. Усилия регистрируются с точностью более 0,5 % при значениях менее 0,1 мН.