ポリマー溶液鋳造

ポリマー溶液鋳造法では、マンドレルまたは内径金型を使用し、このプロセス用に特別に設計されたポリマー溶液または液体プラスチックのタンクに浸します。熱特性と摩擦特性の組み合わせにより、ポリマー溶液は金型の周囲に薄いフィルムを形成します。 ^[1] 次に、金型をタンクから正確に制御された方法で取り出し、硬化または乾燥プロセスに進めます。最初の薄膜層が適切に固化したら、編組またはコイル状のワイヤ、レーザーカットのハイポチューブ、またはねじれを防ぐための金属補強材、意図した医療用途に固有のイメージングターゲットなど、製品に二次的な機能を追加できます。その後、複数の鋳造ステップを繰り返して、補強材をカプセル化し、壁の厚さを増やし、ルーメンを追加し、柱の強度を最適化できます。部品は硬化または固化した後、金型から取り出されます。

この薄膜プロセス技術の最も注目すべき特性は、個々の層間または部品の長さにわたって材料特性（強度、デュロメーター、色、潤滑性など）を変更できることです。これにより、機能豊富な一体型構造が実現します。このプロセスでは、積層プロセス中に、 PTFE、PEBAX、ポリイミドなどの高性能ポリマーで作られた射出成形部品や押し出しチューブなど、他のコンポーネントを部品の構造に組み込むこともできます。

ポリマー溶液鋳造技術のもう一つの注目すべき利点は、試作と生産量の両方の総製造コストが従来の技術よりも低いことが多いことです。このコストの利点は、安価な金型の使用と製造ラインの拡張性と適応性の組み合わせによって生まれます。その結果、新しい製品とプロセスが容易に開発および実装され、非常に機能が豊富で複雑なカテーテルをコスト効率よく作成できるようになります。 1990年代以来、Avalon LaboratoriesとPiper Plastics Corp.は、複雑な医療機器に重点を置いたポリマー溶液鋳造技術を積極的に開拓してきました。これらの技術の歴史は、 Medtronic、BioMedicus、Bard、Terumo 、Research Medical Inc.、Shiley、Polaris Plastics、Caplugsなど、医療業界で高く評価されている多くの企業にまで遡ります。

ポリマー溶液鋳造技術は、クラスI、II、IIIの医療機器で使用されるものやポリマー電解質^の 製造など、用途や設計入力に応じてさまざまなポリマー材料を利用して展開できます。最も古く、最も一般的に見られた材料は、コスト、物理的特性、透明性の利点からポリ塩化ビニル（PVC）でした。過去20年間、滅菌製品の十分な保存期間を確保するために必要な可塑剤と安定剤に関連して、PVCベース材料の長期的な健康への影響が精査されてきました。最近では、新しく設計された処方により、これらの生体適合性の懸念が排除され、保存期間が延長され、PVCは介入および外科用途での使用に適したポリマーとして再浮上しました。

ポリウレタンは、医療機器市場の薄肉部、長尺部、血液への長時間の露出という要求を満たすもう 1 つのポリマーとして登場しました。これらの材料は、高い強度とさまざまな特性を備えているため、ソフトエラストマー用途に最適です。最初に市販されたポリウレタン医療製品の中には、ラテックス アレルギーへの対応として開発された非アレルギー性医療用手袋があります。これらの高度なポリマーは、カスタム配合とコーティングにより、さまざまな物理的特性、生体適合性の向上、潤滑特性を提供します。

ポリマー溶液鋳造用の別の材料の選択肢は、最も生体適合性の高い合成材料の 1 つであるシリコン ウレタン コポリマーです。このクラスの医療グレードの材料は、長期のインプラント デバイス用途向けに開発され、高い伸び、低い弾性率、優れた回復力、および化学物質、油、紫外線に対する耐性という物理的特性を備えています。

ポリマー溶液鋳造技術を展開する際には、選択できる材料が多数存在しますが、壁の厚さ、強度、潤滑性、生体適合性、透明性、および液体ポリマーと押し出し成形および射出成形された部品との相互作用の分野で材料科学の研究が継続されています。

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