不透射线的填料通常是高密度的金属或陶瓷粉末，它们会影响X射线束中光子穿过物质时的能量衰减，通过吸收或偏转光子来降低光子的强度。与软组织和骨骼相比，不透射线的聚合物衰减X射线辐射能量的方式不同。然后，这将提供视觉对比，从而产生设备在体内的图像。清晰的图片有助于将医疗设备准确放置在体内。使用透视或X射线成像监测设备的操作。

聚醚嵌段聚酰胺聚合物在微创血管外科技术中的应用越来越多，该材料已成为首选的主要聚合物。所使用的不透射线填充物的选择将取决于材料在体内的使用部位和所使用的荧光镜或X射线设备的能量水平。

微创手术中使用的血管导管面临着许多设计挑战。近端必须足够坚硬，以允许“推动性”和通过血管系统进行操纵或转向以到达要修复的部位。

远端必须灵活且柔软，以避免对血管本身造成任何创伤。聚醚嵌段聚酰胺的独特之处在于它们提供了广泛的硬度和灵活性，以确保导管可以设计为沿轴长度具有渐进刚度。它们还具有足够的适形性，可以在远端使用，并且不会对血管造成创伤。

由着色的、不透射线的Pebax聚合物挤出的导管（照片由FosterCorp.提供）。

材料

用于本研究的聚醚嵌段聚酰胺(PEBA)共聚物树脂是PebaxSA01MED、PebaxSA01MED和PebaxSA01MED。这些等级的Pebax是阿科玛公司生产的生物医学等级。Pebax广泛用于制造血管导管，因为它具有广泛的硬度和柔韧性以及低损耗滞后特性。

图1：(a)Pebax的拉伸模量和(b)Pebax的弯曲模量。

通常用于医疗器械聚合物的高密度金属填料基于钡、铋和钨。本实验选择的不透射线填料是硫酸钡、碱式碳酸铋、氯氧化铋和钨。这四种不透射线的填充剂，连同三氧化铋，主导着导管医疗器械市场。三氧化二铋由于其黄色而有一些局限性。其他可以作为良好的不透射线填料的金属是钽、铂、金和铅。这些不透射线的填充剂中的前三种太贵了，最后一种显然毒性太大。

Pebax以尼龙12为基础。尼龙以极差的热稳定性和光稳定性而著称。因此，我们使用了通常用于由尼龙制成的医用聚合物的热和光稳定剂组合。对于所有聚合物评估，热稳定剂和光稳定剂的类型以及负载量都是相同的。选择使用的Pebax等级以涵盖产品线的硬度和刚度范围。我们选择了PebaxSA01MED、PebaxSA01MED和PebaxSA01MED。

图2：(a)Pebax聚合物的拉伸模量和(b)Pebax聚合物的弯曲模量。

实验

配混

在同向旋转双螺杆挤出机上进行配混。为硫酸钡、碱式碳酸铋和氯氧化铋选择的填充量分别为20%和40%。钨的填充量分别为50%和80%。所选择的装载水平代表了用于制造各种部分和类型的血管导管的典型水平。所有配方在选定的加工参数下加工良好。

图3：(a)Pebax的拉伸模量和(b)Pebax聚合物的弯曲模量。

流变特性

各种共混物的流变分析(ASTMD-)在DyniscoDualCapillary流变仪型号上进行LCR。该流变仪系统使用单筒和活塞组件进行操作

注塑成型

所有共混物的拉伸和弯曲试样均使用ArburgAllrounderM注塑机制造。它配备了合适的拉伸和弯曲试样模具，用于随后的ASTM测试。

力学分析

共混物的拉伸性能根据ASTMD测定并在MTSQTest/25上进行。弯曲性能根据ASTMD测定并在MTSQTest/25上进行。

详述

机械特性

图1、2和3显示了填料范围对Pebax胶料的拉伸模量和弯曲模量的影响。由于相似的粒度和形状以及化学相似性，硫酸钡(BA)和碱式碳酸铋(BS)的表现几乎相同。在和SA01MED中，这两种填料的拉伸模量都增加了近两倍，在最硬的SA01MED中增加了30%。挠曲模量随着中间等级的增加最为显着，与原料树脂相比增加了50%，尽管所有等级都显示出明显的增加。

氯氧化铋(BO)为最柔软等级的树脂提供了最显着的增长，其拉伸和弯曲性能分别增加了%和73%。氯氧化铋聚合物也显示出测试聚合物的最大变化。这可能归因于填料/聚合物界面处的不良结合，导致聚合物链相互“滑移”。这种现象会导致模制样品的机械测试不一致。

数据表明，钨增强了Pebax中较硬的尼龙部分。的拉伸模量或弯曲模量没有统计学上的变化，但随着和中尼龙链段的增加，力学性能显着提高。中品级的拉伸模量和弯曲模量分别增加了%和%。最硬的树脂等级的拉伸模量增加了85%，弯曲模量增加了%。

粘度

图4显示了所有填充胶料的粘度结果。在所有等级中，BA都略微增加了粘度，这表明聚合物有足够的增强作用来增强复合物免受剪切力的影响。对于所有三个等级的树脂，氯氧化铋填充聚合物的粘度均未发生变化。

总结

结果表明，所选择的不透射线填料对Pebax的物理性能有积极的影响。Pebax中软链段与硬链段的比例决定了对物理性能（如拉伸模量和弯曲模量）的影响程度。所有配方均未发现加工问题。选择的填料成本差异很大。它们在X射线下的强度水平也是不同的。牢记上述内容，特定应用的不透射线填充物的最终选择将取决于经济性和所需的不透射线强度。

未来的工作将集中于研究每种填料的各种粒径及其对物理性质、熔体粘度、成本和不透射线的影响。

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