Traitement de fils et de tubes en nitinol médical pour dispositifs médicaux

15 août 2023 Par Jim Hammerand

Le traitement médical du nitinol transforme les tiges de nitinol en tubes qui peuvent être coupés pour fabriquer des stents comme ceux-ci – l’un compressé et l’autre expansé. [Photo de Zarathoustra via Adobe Stock]

Nous avons déjà couvert le parcours du nitinol depuis la croûte terrestre en passant par des creusets de fusion à haute température et des opérations de forgeage pour créer des lingots de nitinol, puis des formes plus petites et plus faciles à travailler, telles que des tiges et des plaques.

Mais les transformer en fils, bobines, tubes et feuilles peut s'avérer difficile en raison des mêmes propriétés superélastiques et de mémoire de forme qui rendent le nitinol si attrayant pour une variété d'applications avancées de technologie médicale.

Pour créer du fil de nitinol, un processeur tirera une tige de nitinol lubrifiée à travers des matrices d'étirage diamantées pour allonger le matériau et réduire son diamètre à la taille souhaitée. Les bobines de nitinol sont fabriquées de la même manière, mais enroulées pour former un long fil continu au lieu de le couper en longueurs de fil plus courtes.

Système d'embolisation d'anévrismes tissés EndoBridge (WEB) de MicroVention [Image fournie avec l'aimable autorisation de MicroVention]

Le recuit est un processus de chauffage et de refroidissement avant et après les passages visant à éliminer les contraintes internes dans le nitinol qui pourraient ultérieurement provoquer une fatigue du dispositif ou des problèmes de durabilité. Le recuit au nitinol porte la température du métal jusqu'à 600-800°C et le maintient pendant une période de traitement entre les passes.

Le fil de nitinol peut être étiré jusqu'à des diamètres plus fins qu'un cheveu humain. Une telle réduction nécessite des centaines de passes de tirage, ce qui donne un fil ultra fin. Des dizaines de ces fils pourraient être tressés ensemble pour renforcer les cathéters, par exemple, ou tissés pour créer un panier en maille pour l'embolisation chez les patients atteints d'anévrisme.

Les tubes en nitinol peuvent être utilisés pour les cathéters, les fils guides, les stents et les aiguilles.

Pour créer un tube de nitinol, un processeur prendra une tige et un foret à pistolet pour former une cavité au centre. Ce processus de perçage au pistolet – nommé d’après les forets profonds utilisés pour former le canon d’une arme à feu – crée un tube creux à paroi épaisse.

Ce tube creux passera ensuite par plusieurs étapes d'étirage avec des matrices pour étirer le creux et former un tube. Un mandrin à l'intérieur du tube maintient le diamètre intérieur, tandis que le processus d'allongement réduit le diamètre extérieur et l'épaisseur du tube aux dimensions souhaitées.

Système d'agrafes en nitinol Jaws de Paragon 28 [Image fournie avec l'aimable autorisation de Paragon 28]

Ces plaques passent par des laminoirs où des presses hydrauliques équipées de rouleaux en acier trempé compriment les plaques et les rendent de plus en plus fines, jusqu'à l'épaisseur souhaitée.

Les feuilles de nitinol peuvent être estampées ou découpées avec de l'eau ou au laser pour créer le motif ou la forme souhaitée.

Une fois que le nitinol se présente sous forme de fils, de bobines, de tubes et de feuilles, les fabricants de dispositifs médicaux doivent encore suivre quelques étapes pour obtenir un composant ou un dispositif fini. Notre prochain article couvrira le post-traitement, la mise en forme et la finition.