心脏瓣膜的新型生物材料——UHMWPE纤维

财富   2025-01-03 17:18   上海  


Honeywell 最近发布了一项新材料Spectra MG (超薄超高分子量聚乙烯 (UHMWPE) 纤维),其强度按重量计算是钢的 15 倍,按重量比计算比芳纶高出 40%,按体积比计算则是聚酯的 3 倍。

它还具有高柔韧性、低伸长率和低摩擦系数,使得能够开发出强度更高、体积更小的器械,支持微创手术的发展趋势。



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由于其强度、小巧的尺寸和灵活性,Spectra MG 是医疗应用的尖端解决方案,也是心血管医疗器械制造商的更佳整体产品。它高度耐化学腐蚀、耐水、耐紫外线和耐磨损疲劳。

此外,Spectra MG 还具有生物相容性,能够减少身体炎症和刺激。这使得它成为缝合线、导管、医疗纺织品子组件等产品的理想选择。


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这种材料纤维的特性独特地满足了下一代心血管设备的要求,并且心血管应用正在从这种纤维在微创手术中的应用中受益。

在心血管治疗中涉及的医疗器械通常包括心脏瓣膜(外科瓣膜和经导管瓣膜)、心脏瓣膜成形环、血管移植物以及心血管缝合线和瓣膜小叶。


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采用像 Spectra MG 这样的超高分子量聚乙烯 (UHMWPE) 技术制成的心脏瓣膜置换设备组件还可以根据孔径大小和弹性进行定制。一些关键的心血管应用包括由 Spectra MG 纤维制成的 TAVI 心脏瓣膜裙边,这些裙边可实现低轮廓输送、高疲劳和耐磨性、生物惰性、低孔隙率以及良好的缝合能力。

由像 Spectra MG 这样的 UHMWPE 纤维制成的腹主动脉瘤 (AAA) 和胸主动脉瘤 (TAA) 支架移植物裙边可使低轮廓织物适应更小的导管,并能安全地与血液和血管组织接触。


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由于其强度、小尺寸和低摩擦系数,像 Spectra MG 这样的 UHMWPE 纤维优化了导管设计中的加固或拉拽机制。

它还可以作为心血管手术中的导丝,通过导管蜿蜒前行,以输送和/或收回医疗器械或植入物。虽然此过程中通常使用钢丝,但 Spectra MG 更小、更轻、更强且更灵活。


延伸阅读




超高分子量聚乙烯纤维,简称UHMWPE纤维,又称高强高模聚乙烯纤维,是当今世界三大高科技纤维之一,是继碳纤维、芳纶后的第三代高性能纤维。

其强度之高,令人咋舌——是优质钢材的15倍、玻璃和尼龙66的4倍、碳纤维的2.6倍、芳纶纤维的1.7倍,具备超高强度、超高模量、低密度、耐磨损等优异性能,是目前世界上比强度和比模量最高的纤维。


▲超高分子量聚乙烯纤维的产业链。图源:华创证券。



2017—2023年全球和中国产能变化




我国UHMWPE纤维行业自1999年东华大学实现技术突破后扩产迅速,本土代表企业已成为全球市场的重要供应来源。2023年,我国超高分子量聚乙烯纤维行业总产能约为4.5万t/a,达到全球总产能的67%。

目前国内约有20家UHMWPE纤维生产企业,91%的产能为湿法工艺,且较多头部企业同时配套生产下游的包覆纱等。根据中国化学纤维工业协会发布的排名,2021年及2022年国内UHMWPE纤维产量前7位企业为九州星际、同益中、仪征化纤、千禧龙纤、长青藤、锵尼玛和山东爱地高分子公司。


素材来源 | 国威塑料
技术顾问 | 王文盛博士
文章审核 | 江爱群
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