Процессы технологического нагрева на примере производства катетеров

Индустрия производства катетеров значительно выросла за последнее десятилетие как с точки зрения доходов, так и с точки зрения количества изготавливаемых продуктов. Из-за характера применения катетеров, почти всегда они  выпускаются как изделия одноразового использования в индивидуальной упаковке.Индустрия производства катетеров значительно выросла за последнее десятилетие как с точки зрения доходов, так и с точки зрения количества изготавливаемых продуктов. Из-за характера применения катетеров, почти всегда они  выпускаются как изделия одноразового использования в индивидуальной упаковке.

Процессы производства катетеров

• Экструзия. Трубки катетеров производятся методом экструзии путем выдавливания нагретого кольцевыми нагревателями полимерного материала через формующую головку экструдера. Этот метод производства создает напряжения в материале, которые могут повлиять на предел текучести.  Нужно постоянно контролировать качество производственного процесса, чтобы гарантировать, что материал не сможет выдержать прочность на растяжение выше той, которая может возникнуть во время клинического использования.
• Сушка и отверждение. Конвекционные и инфракрасные печи используются для отверждения и сушки покрытий и прокладок, которые защищают от инфекций мочевыводящих путей.  Для приклеивания портов и насадок также используются процессы термического отверждения. 
• Отжиг. Отжиг используется для изменения гибкости и твердости катетерной трубки в соответствии с конкретными задачами. 
• Формование. Печи также используются для формообразования катетеров, чтобы изменить их форму. Катетеры помещаются в форму, а затем нагреваются до определенной температуры, к примеру, при помощи инфракрасных нагревателей, для придания другой формы.

Катетеры для абляции имеют микропровода, которые требуют отжига для устранения напряжения и термической обработки для придания желаемой формы. 

Инфракрасные печи для производства катетеров

Как правило, промышленные технологические инфракрасные печи используются производителями катетеров для трех процессов: отжига, термического отверждения и придания формы.

• Отжиг используется для смягчения или увеличения жесткости катетеров, а также для удаления напряжений. Типичная температура процесса составляет 66°C в течение примерно 2 часов. В некоторых случаях приспособления или пресс-формы используются для придания формы катетеру.
• Отверждение используется для термического отверждения нанесенных покрытий или для приклеивания дистального наконечника. Этот термический процесс происходит при более высокой температуре, чем отжиг; обычно она составляет приблизительно 150°C. Чаще всего для процессов отверждения используются керамические или кварцевые инфракрасные излучатели.
• Придание формы достигается путем термообработки нитинола (металлического сплава, состоящего из никеля и титана примерно в равных атомных пропорциях) в приспособлении для придания желаемой формы. Температура термообработки составляет приблизительно 400°С.

Катетеры имеют различную длину. Для изготовления длинных катетеров детали подвешивают в печи на время от 30 минут до часа при температуре, определяемой материалом.

Ориентация длинных катетеров относительно нагревателей имеет решающее значение. Дефекты, возникающие во время отжига с использованием в конвекционных печах потока воздуха, включают пузыри и поверхностные дефекты в местах соприкосновения частей из-за столкновения и движения воздушного потока. Важно, чтобы печь была достаточно высокой для размещения длинных катетеров в вертикальном положении. Подвесные катетеры с вертикальным потоком воздуха предотвращают столкновение воздушного потока. Либо же можно использовать инфракрасные печи, в которых воздушный поток не используется.

При обработке покрытий на основе растворителей может потребоваться печь с высоким уровнем взрывоопасности для безопасной работы с легковоспламеняющимися растворителями или удаления большого количества влаги. Эти печи включают в себя панель сброса давления, таймер продувки и вытяжной вентилятор.

Существует множество типов катетеров, и для изготовления большинства из них требуется один или несколько этапов термической обработки. 

Обработка катетеров с покрытием

Чтобы свести к минимуму риск распространения инфекции, на некоторые катетеры на последнем этапе производства наносится противомикробное покрытие. Этот процесс включает помещение катетеров в печь и отверждение антимикробного соединения в материале. Этот материал является биорассасывающимся по своей природе и включает растворитель, поэтому инструмент должен быть рассчитан на использование легковоспламеняющихся растворителей. После нанесения покрытия, которое обычно занимает всего несколько минут, катетеры высыхают, а затем подвергаются инфракрасному или ультрафиолетовому отверждению.

Влага является еще одним фактором, который необходимо учитывать при обработке катетеров. В результате контроль влажности является важным аспектом, который следует учитывать при выборе инструмента для изготовления катетеров. Процесс оплавления используется, когда необходимо наплавить противомикробное покрытие на деталь с помощью термоусадки. Конструкция требует, чтобы нижележащая подкладка была прикреплена к внешней оболочке.

Катетеры с покрытием отверждаются одним из двух способов: инфракрасным или ультрафиолетовым светом (УФ). В системе термического отверждения катетеры с покрытием помещают в печь на определенное время. Растворитель высушивается при контролируемом нагреве и катализирует любые необходимые химические реакции, которые позволяют покрытию прилипать к внешней поверхности катетера. В системе с УФ-отверждением катетер с покрытием подвергается воздействию УФ-излучения, которое играет ту же роль, что и тепло.

При выборе покрытий и типов отверждения следует учитывать следующее:

• Температура отверждения.
• Время воздействия.
• Система отверждения.

Системы инфракрасного отверждения обычно лучше подходят для отверждения покрытий катетеров, потому что легче достичь равномерного нагрева по всей поверхности катетера, чем подвергать всю поверхность воздействию УФ-излучения одинаковой интенсивности. Однако процесс отверждения также зависит от типа используемого материала. Материалы, которые лучше всего подходят для термического отверждения, включают полиуретановую смолу, поливинилпирролидон (ПВП) и полиакрилат, покрытый гиалуроновой кислотой. Материалы, подходящие для УФ-отверждения, включают полиуретан и ПВП.

В заключение, при таком большом количестве типов катетеров, используемых в сфере здравоохранения, производителям необходимо убедиться, что они выбирают правильные материалы и нагревательные элементы для обеспечения высокого качества и производительности. Компания Элемаг производит как отдельные нагревательные элементы, которые можно использовать для замены нагревателей в вашей печи, так и готовые инфракрасные печи для сушки, отверждения и отжига.