TLCP纖維的高階應用─醫療導管的應用
TLCP熱致型液晶高分子纖維(或稱聚芳酯纖維、PAR纖維)因其高強度、高模量、抗彎曲疲勞、抗蠕變性、耐熱性、抗酸鹼性、生物相容性等特性,也被應用於醫療導管的強化結構中,用於導管軸加固、牽引線(pull-wire)、編織層等結構。熱致型液晶高分子(TLCP)纖維透過熔融加工,可使纖維在加熱時能夠與基質聚合物(如:PTFE)融合,其表面特性可以在等離子處理或偶聯劑處理後有助於黏附,相較於其他高性能纖維更易於加工,因此在應用於新型醫療導管設計具有利基點。
相較之下,芳香族聚醯胺纖維的抗彎曲強度、抗壓強度、耐疲勞性等材料特性不如TLCP纖維,且表面易產生纖維絲分裂而較為粗糙,影響導管的加工處理難度;超高分子量聚乙烯纖維則耐熱性不佳,且同樣容易產生纖維絲分裂,亦不適合應用於醫療導管上(參見圖1、表1)。

資料來源:Zeus Inc.
註:A圖顯示編織物之間的間隙空間;B圖為LCP單絲,表面光滑;C圖為有纖維絲分裂及磨損的Kevlar®紗線。
圖1 Zeus LCP 單絲纖維與 Kevlar ®作為導管編織物的比較
表1 Vectran、Kevlar與Dyneema高性能纖維的性能比較
資料來源:本文整理
代表性案例─Zeus Inc.開發醫療級LCP 單絲,專用於導管編織
美國醫療導管生產商Zeus Inc.公司是將LCP單絲應用於醫療導管編織(braided catheter)的代表性公司(參見圖2),LCP 單絲纖維具有高拉伸強度、優異的抗彎曲性能及低蠕變性,是替代傳統不銹鋼編織線的理想選擇,適用於MRI 影像導引的介入式手術,以減少患者和臨床醫生的輻射暴露。
資料來源:Zeus Inc.
圖2 醫療導管結構展示如何應用LCP單絲導管編織作為結構加強
TLCP纖維在醫療領域的未來發展
TLCP纖維未來在醫療領域的可能應用包括:
- 高壓球囊導管(TLCP 纖維強化結構,提升抗壓性能)
- 可操控導管與微創手術機器人(以TLCP 纖維為拉線,提高精準度)
- MRI 兼容導管(取代不鏽鋼編織,提高安全性)
TLCP纖維因其高強度、抗彎曲疲勞、抗蠕變性、化學穩定性、生物相容性與 MRI 兼容性等特性,適合作為高端醫療導管強化材料。隨著微創手術、MRI影像導引手術、可操控導管技術的普及,TLCP纖維在醫療領域應用的市場具成長潛力。
紡織所投入TLCP纖維開發
紡織所113~116年科專計畫/高階纖維產業跨域技術躍昇計畫,進行熔紡型高強度聚芳酯纖維製程技術開發,擬建立國內高性能纖維的自主生產與供應能力,並協助生產端與產品應用進行串連,以建立高性能纖維紡織品完整的產業鏈,帶動整體產業升級。
紡織所聚芳酯TLCP纖維技術聯繫窗口
聯繫窗口:紡織所原料部 徐錦祥 副組長
聯繫電話:02-22670321 分機2707
Email:chHsu.0651@ttri.org.tw
資料來源
- https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=13872
- Zeus Inc.官網:https://www.zeusinc.com/