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拉力测试用夹持医疗设备

06/26/19

导线和缝合线等医疗设备通常要经过拉伸测试，以表征其在拉伸下的机械性能。在测试期间抓住这些设备会带来额外的挑战，并且可能需要定制夹具来获得有意义的数据。

拉伸试验是一种常用的方法，用于评估医疗器械的极限拉伸强度、屈服强度、屈服点、延伸率、杨氏模量和其他力学性能。根据设备的不同，在拉伸测试设备上固定钢丝样品可能具有挑战性。如果在测试过程中发生握把滑动，则数据变得不那么可靠。对于一些设备，样品也倾向于在握把处失效，这表明需要解决的握把问题。

用于医疗设备拉伸测试的定制握把

设计良好的医疗设备拉伸测试将密切评估组件的性能，并包括合适的握把，以防止样品滑移，允许它们在握把之间而不是在握把-样品界面上失效。

在对医疗设备的拉伸性能进行了几十年的测试后，我们开发了一个完整的夹具库，我们将继续扩展新的设备设计。本文介绍了我们为不同设备定制的拉力测试握把的一些示例，为您提供一些可能对您的测试有用的设计思路。

医用管拉伸试验

图1所示的装置是一个小直径的油管插入夹钳式握把中，以防止油管在测试过程中坍塌。为了固定样品，将塑料压接管滑过样品的两端，在每个样品端插入铜芯轴，将第一个压接管装入旋转夹头握把，并拧紧夹头。然后将加载的夹头握把安装在拉力试验机的下轴上，卸载的夹头握把安装在拉力试验机的上轴上。提高顶部夹头握把，以留出空间加载标本的另一端，插入压接管，直到它与握把齐平，并拧紧夹头。

样品浸泡在加热的盐水溶液中，并在Instron拉伸试验机上拉到失效。

镍钛诺丝拉伸试验

镍钛诺线或缝合材料在医疗器械行业中有各种应用，包括血管、神经血管、骨科和牙科。ASTM F2516-18，镍钛超弹性材料拉伸试验的标准试验方法，规定了测定镍钛合金丝的上平台强度、下平台强度、剩余延伸率、拉伸强度和延伸率的方法。

在图2所示的夹具中，镍钛合金线缠绕在带槽的圆形部件上，然后用手动拧紧的压缩钳固定到位。因为金属丝缠绕在带槽的夹具上，摩擦力就成为了被测器件更大表面积上的主要约束力。这有助于限制由于机械损伤或夹紧而导致的握把部位的任何过早或非代表性故障。该夹具的另一个应用是缝合测试，因为它允许在带槽的夹具周围循环缝合材料，并将其固定在适当的位置，以防止滑动。

神经刺激引线拉伸试验

如图3所示，神经刺激引线拉伸测试通常在循环加载后进行，以表征每根引线的最大载荷、最大伸长率和失效方法。铅锚安装在握把上，注意防止电极压坏。连续性测量在测试开始前和测试完成后进行。通常，给定的直流电阻增加或完全不连续将构成故障。除了对引线的机械性能进行测试外，还可以对引线的介电耐受性进行后期测试，以保证引线电气绝缘的完整性。

其他医疗器械拉伸试验设备

有些设备有金属线包裹在不同材料的外护套中，通常是塑料。外护套通常用于不同的设备应用。下图(图4)显示了典型的载荷与应变曲线，突出显示了极限强度和屈服点。在本例中，将三种不同涂层(C1-3)的样品的拉伸性能与未涂层的样品进行比较。

用于测量设备摩擦系数的拉力设置的变化如下图5所示。在这种情况下，涂层外鞘夹在顶部与短吻鳄风格的握把，并确保在浴缸的底部。为了使它坚固，在护套中插入了芯轴。沿着样品长度，该设备被放置在两个Delrin®垫片之间，并向上和向下拉，共运行15次。然后重复测试以改变拉力速率和涂层。在每次测试期间捕获平均负载和平均峰值负载与运行的关系。峰值负载表示在每次前进和收缩(方向变化)开始时发生的最大力值。因此，峰值荷载代表试样从静止过渡到运动时的“破松”力。这样可以方便地比较设备的涂层选项。