Нитинол или нержавеющая сталь в эндоскопических корзинах
Устройство эндоскопической корзины
Конструктивно корзина представляет собой 4-проволочную конструкцию с дистальным концом в виде пули. Атравматичный дистальный наконечник предотвращает повреждение стенок полых органов при манипуляциях. При движении специального механизма на рукоятке инструмента корзина выталкивается из тубуса и раскрывается; при движении в обратную сторону корзина надежно захватывает предмет, который необходимо удалить.
Корзины классифицируются по трем основным параметрам: форме рабочей части (гексагональные, спиралевидные, овальные), материалу изготовления (сталь или нитинол) и типу использования (одноразовые или многоразовые). Доступны корзины с диаметром тубуса 1,8 мм (для канала 2,0 мм) и 2,4 мм (для канала 2,8 мм), рабочей длиной от 700 до 2300 мм и шириной раскрытия от 15 до 35 мм. Гексагональные корзины выпускаются как из стали, так и из нитинола. Спиралевидные и овальные корзины выпускаются преимущественно из нитинола.
Нитинол: свойства материала
Нитинол — это никель-титановый сплав, который отличается высокой эластичностью, прочностью, сверхупругостью (примерно в 20 раз более упругий, чем сталь) и памятью первоначальной формы. Согласно патенту Wilson-Cook Medical Inc., нитинол содержит около 55% никеля и 44% титана с незначительными примесями.
Сверхупругость — это способность материала выдерживать значительные деформации и возвращаться к исходной форме после снятия нагрузки. Благодаря сверхупругости нитиноловая корзина может быть сжата до значительно меньшего диаметра при прохождении через канал эндоскопа и раскрыться до полного размера при выходе в полость органа.
Память формы — способность нитинола восстанавливать форму, которую он имел в исходном состоянии, при нагреве до определенной температуры. В патенте US5330482 описан метод изготовления корзин из композитной проволоки с нитиноловым сердечником: после формирования корзины к ней применяется нагрев для установки характеристик памяти формы нитинолового сердечника. Это свойство особенно важно для спиралевидных корзин: благодаря форме они раскрываются значительно больше, чем корзины с прямыми струнами.
Устойчивость к перекручиванию — нитиноловые проволоки не ломаются при многократных поворотах внутри канала эндоскопа. В описании спиралевидной корзины из нитинола указана высокая устойчивость к перекручиванию и устойчивость к растяжению и давлению вследствие прочности материала.
Корзины из нитинола изготавливаются в гексагональной, спиралевидной и овальной форме. Гексагональная форма позволяет захватывать как крупные, так и маленькие объекты, а также объекты сложной и длинной формы. Спиралевидная форма обеспечивает более надежный захват за счет свойства памяти формы и всестороннего прилегания к извлекаемому предмету. Овальная форма часто используется для захвата камней в узких каналах, например в желчных протоках.
Нержавеющая сталь: свойства материала
Медицинская нержавеющая сталь — классический материал для эндоскопических инструментов. Стальные корзины имеют плетеные проволоки, которые надежно удерживают захваченный объект и предотвращают проскальзывание. Гексагональная корзина из жесткой нержавеющей стали с плетеными проволоками удобна для извлечения круглых и скользких объектов.
В патенте US5330482 описана композитная конструкция проволоки для корзин, в которой нитиноловый сердечник окружен шестью или пятью стальными проволочками, скрученными вместе. Такая конструкция сочетает преимущества нитинола (память формы) и нержавеющей стали (возможность пайки) — нитинол плохо поддается пайке, а стальные проволочки легко соединяются друг с другом и с другими элементами инструмента.
Гексагональная форма стальной корзины позволяет захватывать как крупные, так и маленькие объекты, а также объекты сложной и длинной формы. Широкий ассортимент позволяет подобрать корзину для бронхоскопии, гастроскопии, колоноскопии и цистоскопии.
Практические различия в работе
Согласно данным производителя, нитинол выгодно отличается от стали высокой эластичностью, прочностью, сверхупругостью (примерно в 20 раз более упругий, чем сталь) и памятью первоначальной формы. Это означает, что нитиноловая корзина может быть сжата до меньшего диаметра при прохождении через канал эндоскопа и раскрыться до полного размера при выходе в полость органа.
Для извлечения мелких камней в узких каналах нитинол предпочтительнее. Нитиноловые проволоки проходят через изогнутые каналы с минимальным сопротивлением, не повреждая внутреннее покрытие эндоскопа. Спиралевидная корзина из нитинола особенно эффективна для захвата мелких камней за счет свойства памяти формы и всестороннего прилегания. Овальная корзина из нитинола часто используется для захвата камней в узких каналах, например в желчных протоках.
Для извлечения крупных камней и плотных объектов сталь может быть предпочтительнее. Жесткие стальные проволоки создают более стабильную конструкцию, которая не прогибается под весом крупного камня. Стальная корзина с плетеными проволоками надежно удерживает захваченный объект и предотвращает проскальзывание.
Форма корзины и материал
Форма корзины также влияет на выбор материала. Гексагональные корзины выпускаются как из стали, так и из нитинола. Они удобны для извлечения круглых и скользких объектов и позволяют захватывать объекты разного размера. Спиралевидные и овальные корзины выпускаются преимущественно из нитинола.
Спиралевидная корзина из нитинола имеет несколько преимуществ: благодаря форме она раскрывается значительно больше, чем корзины с прямыми струнами, а высокая устойчивость к растяжению и давлению обеспечивается прочностью материала. Овальная корзина из нитинола благодаря ровным струнам обладает большей проникающей способностью в тонких каналах.
Стерилизация и ресурс
Многоразовые корзины Wilson Instruments являются автоклавируемыми при температуре 134°C. Многоразовые корзины доступны как из нитинола, так и из стали. В патенте US5330482 указано, что композитная конструкция с нитиноловым сердечником и стальной оболочкой обеспечивает сохранение рабочей формы корзины даже после длительного многократного использования или длительного бездействия.
Корзины из нитинола, благодаря сверхупругости, сохраняют рабочую форму после большего числа циклов использования по сравнению со стальными. Многоразовые корзины имеют низкую стоимость в пересчете на одну процедуру за счет многократного применения.
Четыре практических вопроса о выборе материала корзины
Когда предпочтительнее корзина из нитинола, а когда из стали?
Нитинол предпочтителен для работы в изогнутых каналах, удаления мелких камней, извлечения объектов сложной формы и при необходимости многократных вращений инструмента. Сталь — для удаления крупных плотных камней, когда требуется жесткость и стабильность конструкции, а также для работы в прямых каналах с минимальным количеством изгибов.
Влияет ли материал на риск повреждения эндоскопа?
Нитинол, благодаря высокой эластичности (в 20 раз более упругий, чем сталь), создает меньшее трение о стенки канала эндоскопа при прохождении изгибов. Это снижает риск повреждения внутренней стенки канала. Стальные корзины, будучи жестче, требуют более осторожного обращения при введении через изогнутые отделы.
Какой материал лучше для многоразового использования?
Нитинол более устойчив к усталостным нагрузкам и сохраняет рабочую форму после большего числа циклов стерилизации. Стальные корзины со временем могут деформироваться в местах перегиба. Однако при правильной эксплуатации и соблюдении режимов стерилизации оба материала обеспечивают адекватный ресурс для многократного использования.
Какие формы корзин доступны в разных материалах?
Гексагональные корзины выпускаются как из стали, так и из нитинола. Спиралевидные и овальные корзины выпускаются преимущественно из нитинола. При заказе через ENDOSTORE доступны все формы и материалы с указанием точных параметров: диаметр тубуса, рабочая длина, ширина раскрытия.
