
介紹:在醫(yī)療器械行業(yè),特別是針對冠狀動脈支架(Coronary Stents)而言,涂層(如載藥聚合物或派瑞林 Parylene)的涂敷是制造過程中至關重要的一步。確保涂層厚度一致達到完整藥效的精確性和均勻性,不僅關乎醫(yī)療器械的效能,更直接影響患者的生命安全。
一、 為什么支架涂層厚度測量至關重要?
冠狀動脈支架通常涂有生物相容性材料或藥物洗脫聚合物,以改善性能并防止并發(fā)癥。涂層厚度必須嚴格控制,原因如下:
預防支架血栓與再狹窄: 涂層厚度不當可能導致嚴重的臨床失敗。如果涂層太薄(例如派瑞林涂層若低于 5µm),水分可能會滲透薄膜導致腐蝕或產(chǎn)生針孔;相反,涂層過厚則可能導致表面開裂或脫層,進而引發(fā)炎癥反應或血栓形成。
精確控制藥物釋放: 對于藥物洗脫支架(DES),涂層充當著藥物庫的角色。厚度直接決定了藥物釋放的動力學;涂層不均勻會導致藥物釋放不一致,可能造成治療失敗或局部藥物濃度過高產(chǎn)生的毒性。
幾何一致性與機械完整性: 支架具有復雜的圓柱形幾何結構。涂層必須保形(Conformal),覆蓋所有銳邊和縫隙,而不能在支架(Struts)之間產(chǎn)生“結網(wǎng)"或“積液"。精確的測量能確保薄膜在支架植入擴張時具有足夠的柔韌性,而不會剝落或破裂。
二、 如何以低成本、簡單的測量工具實現(xiàn)精確測量?
傳統(tǒng)的測量方法(如使用掃描電子顯微鏡 SEM 或稱重法)通常成本高昂、耗時較長,且屬于破壞性檢測,無法檢測到局部的涂層缺陷。相比之下, 光譜反射法(Spectral Reflectance, SR或者WLRS) 已成為支架涂層測量的低成本、高效方案。
光譜反射法的工作原理: 光線從薄膜的頂層和底層界面反射,這些反射光相互干涉,在反射光譜中形成特征性的強度振蕩。薄膜越厚,光譜中的振蕩就越多。通過分析這些振蕩,可以精度地計算出厚度。
三、為什么選擇光譜反射工具(如 Thetametrisis):
非破壞性檢測:無需切開或損壞支架即可完成測量,降低了樣品的損耗成本。
速度快、效率高:現(xiàn)代的光譜反射設備可以在幾毫秒內(nèi)提供結果。通過使用快速傅里葉變換(FFT)算法,即使是較厚的涂層也能快速獲得高準確性的結果。
操作簡單:與 SEM 不同,這類工具通常是臺式系統(tǒng),不需要復雜的樣品準備過程,普通技術人員即可操作。簡易判讀 確認量測的準確性以及重復效果
推薦的測量工具類型
標準光斑系統(tǒng)(如 FR-ES 系列):適用于測量較大的區(qū)域或血管成形術氣囊的壁厚。
微小光斑系統(tǒng)(如 FR-MIC或是 FR-uProbe系列):這類基于顯微鏡的工具可以將光斑縮小至幾個微米,非常適合定位支架上細小的支柱(Struts),確保即使在最復雜的幾何結構上涂層也是均勻的。
總結:通過采用非接觸式的光譜反射技術,醫(yī)療器械制造商能夠以更低的成本和更簡化的流程,實現(xiàn)納米級的測量精度。這不僅優(yōu)化了生產(chǎn)效率,更為冠狀動脈支架的安全性提供了堅實的質(zhì)量保障。
軟件顯示測量示例:
問題解答:
Q1:為什么冠狀動脈支架的涂層厚度如此重要?
A: 涂層厚度直接影響支架的安全性與療效。
太?。ㄈ缗扇鹆?< 5µm)可能導致水分滲透、腐蝕或針孔缺陷;
太厚則可能引起開裂、脫層,誘發(fā)炎癥或血栓;
對于藥物洗脫支架(DES),厚度還決定藥物釋放速率,不均勻會導致治療失敗或局部毒性。
Q2:傳統(tǒng)測量支架涂層的方法有哪些?有何缺點?
A: 常見傳統(tǒng)方法包括掃描電子顯微鏡(SEM)和稱重法。
缺點:成本高、耗時長、屬于破壞性檢測,無法識別局部缺陷(如某一根支柱涂層不均)。
Q3:為什么推薦使用 ThetaMetrisis 的光譜反射設備?
A: 相比傳統(tǒng)方法,其優(yōu)勢包括:
非破壞性:無需切割或損壞昂貴的支架樣品;
速度快:測量僅需幾毫秒;
操作簡便:臺式設計,普通技術人員即可操作,無需復雜樣品制備;
高精度定位:搭配顯微系統(tǒng)(如 FR-uProbe)可聚焦至幾微米光斑,精準測量支架細小支柱上的涂層。