聚醚嵌段酰胺(PEBA)已成功應用於(yu) 各種導管設計中。本文說明PEBA與(yu) 激光加工的兼容性如何能夠簡化導管製造過程，例如，與(yu) 其它製造方法相比，它更容易將單硬度擠出物轉變為(wei) 多種硬度軸。

有價(jia) 值的材料特性

聚醚嵌段酰胺(PEBA)又稱為(wei) Pebax，是一種可用於(yu) 醫用導管的熱塑彈性體(ti) ，兼具熱塑材料和橡膠彈性材料的優(you) 點。PEBA的熱塑特性意味著在高溫下更易加工、擠出和成型，而彈性使之在拉伸、壓縮或變形後經過冷卻即可恢複原來的長度或形狀。

PEBA由於(yu) 重量輕，能提供各種柔性和硬度，能量歸還率更高，抗疲勞特性更佳且在物理和熱學應力作用下具有更好的尺寸穩定性（參見表1），因此在同類熱塑彈性體(ti) 中性能突出。該材料對各種化學物質都具有較強的耐受性，且不易被鹽或硫酸腐蝕。它符合美國藥典VI級認證要求，可采用各種方法（包括伽馬輻射、高壓蒸汽和環氧乙烷）進行滅菌。
 

表1：PEBA的特性（來源：Arkema）

醫療器械行業(ye) 中的管件擠壓商和導管製造商報告稱PEBA在很多方麵都是一種模型材料。它具有較寬的熱學工作域，根據硬度的不同，其熔點介於(yu) 134 °C 至174 °C之間。PEBA可與(yu) 熱塑性聚氨酯共擠出，使設計者製造出複合管件。PEBA通過加熱或環氧化物易與(yu) 其它材料結合。這一特性使得PEBA成為(wei) 複合球囊導管的理想軸材料。

PEBA的剛度範圍、各種硬度下的穩定密度及易於(yu) 溶融加工的特性也使其成為(wei) 製造由熔融PEBA部件組成的多硬度導管軸的首選材料。采用這種設計的導管通過高硬度近端部分提供極佳的推動能力和扭矩，在低硬度遠端部分則能提供靈活的操控性。為(wei) 了更好地將軸上的扭力傳(chuan) 遞至末端，通常采用不鏽鋼織帶進行強化。

激光加工的優(you) 點

許多導管設計需要孔和槽等加工特征，有時是凹槽和錐體(ti) 。機械法（如鑽孔、研磨和刮削）可用於(yu) 實現上述特性，但可能會(hui) 在特征邊緣留下毛刺，並可能給導管材料施加不希望的熱和應力。此外，導管壁上的不鏽鋼織帶可能妨礙利用鑽頭或刀片的接觸加工法。采用激光能量進行非接觸式導管加工無需施加應力或熱即可將聚合物材料從(cong) 嵌入的織帶上切除，因此成為(wei) 一種有吸引力的替代方法（圖1和2）。此外，如有需要，特定形式的激光能量還可以同時切除聚合物和編帶。

FIGURE 1: Laser drilling PEBA catheters accommodates fluid aspiration or drug delivery.

FIGURE 2: Laser marking PEBA catheters embeds product data and creates permanent traceability.

工序

激光能量是高度相幹的，即激光僅(jin) 在唯一特定波長下發射能量。激光能量還是高度定向的，這意味著激光束的光子緊密成簇且平行傳(chuan) 輸。這種特性使得激光束的能量可以通過光纖或透鏡和鏡麵光束傳(chuan) 輸係統進行控製（遮蔽、聚焦和改變方向）。

在激光加工工序中，激光燒蝕是通過將材料的吸收特性與(yu) 合適的激光波長相匹配，然後以正確的能量密度和時間將選擇的波長應用於(yu) 特定的材料上，從(cong) 而汽化材料。當合適設置功率、脈衝(chong) 、焦距和持續時間等工序變量時，激光能量即可破壞材料的分子鍵，引起材料蒸發。真正的激光燒蝕並不依靠熱量來熔化或燒掉材料，因此激光燒蝕具有清潔和精加工的特性，不會(hui) 對周圍區域產(chan) 生熱效應。

PEBA是一種對紫外光(UV)敏感的材料，經紫外線輻射後易降解。在為(wei) PEBA設計激光燒蝕工序時，應首先考慮上述材料特性。UV能譜的波長範圍從(cong) 接近紫色的400 nm近紫外光到接近X光的10 nm極紫外光。商用激光發出的UV波長範圍從(cong) 第三代Nd:YAG固態激光器的355 nm到氟氣準分子激光器的157 nm。由於(yu) PEBA在長波長UV輻射下的燒蝕效果不佳，對PEBA執行激光加工時實際UV波長一般越短越好。

追求短UV波長通常會(hui) 使激光加工商使用氬氟氣準分子激光器的193 nm波長。但這種選擇也不無挑戰。193 nm波長屬於(yu) 能譜的真空紫外區段，可被空氣中的氧氣迅速吸收。因此，采用193 nm波長UV的激光燒蝕必須在真空或惰性無氧環境下進行。

撇去上述基礎設施挑戰不談，氬氟準分子激光器波長和所有準分子激光器波長產(chan) 生的激光束尺寸確具吸引力。準分子激光器的原始光束達12 mm高 × 24 mm寬。經過遮蔽和聚焦後，原始光束仍可形成較大的工作光束，使激光加工商能夠在工作場地應用寬度超過2.5 mm的高階能量，並在相對較短的時間內(nei) 切除大量PEBA材料。例如，每分鍾可以切除0.084 mm3的PEBA材料，相當於(yu) 每分鍾切除長100 mm、深0.051 mm的材料。增加激光脈衝(chong) 率可進一步加快批量切除工序。

這可能是激光加工給PEBA導管製造商帶來的最大優(you) 勢。激光加工可以切除導管軸上的大段PEBA，形成直徑較小的區域，作為(wei) 低硬度PEBA的最佳結合位置。可以想象，與(yu) 將PEBA分立部件與(yu) 內(nei) 軸和熱收縮外殼熔合的製造方法相比，這種方法更容易將單硬度擠出物轉變為(wei) 多硬度軸，從(cong) 而簡化導管製造過程。

精度和效率

PEBA的品質使之成為(wei) 理想的導管材料。它與(yu) 激光加工的兼容性進一步促使其成為(wei) 適用於(yu) 醫療器械應用領域的材料。這一方法可以避免機械加工中常見的多餘(yu) 瑕疵，同時可以高效且精確地切除大量材料以獲得特定導管部件