孟晗琪，姜 婷，張文強，操齊高

(西北有色金屬研究院，陜西 西安 710016)

介入治療是介于外科、內(nèi)科治療之間的新興治療方法，包括血管內(nèi)介入和非血管介入治療。經(jīng)過30多年的發(fā)展，現(xiàn)在已和外科、內(nèi)科一道稱為三大支柱性學(xué)科。該治療方法優(yōu)勢明顯：相對于需要內(nèi)科治療的疾病，通過介入治療法藥物可直接作用于病變部位，不僅可大大提高病變部位藥物濃度，還可大大減少藥物用量，減少藥物副作用；相對于需要外科治療的疾病，介入治療無需開刀暴露病灶，一般只需幾毫米的皮膚切口，表皮損傷小、外表美觀，恢復(fù)快，對身體正常器官的影響和副作用小，也降低了麻醉的危險性。正是由于以上諸多優(yōu)點，介入治療法已成為肝硬化、心血管疾病、癌癥等疾病最主要的治療方法之一，甚至在某些疾病治療上已淘汰了原來的外科手術(shù)[1]。

每一例介入治療病例成功的前提必須是定位準確。顯影環(huán)是介入治療中用作遠端工作區(qū)域的X射線顯影標記的定位標記環(huán)，屬于一次性醫(yī)用材料。該類顯影環(huán)在介入治療結(jié)束后隨導(dǎo)管撤出人體，無需長期駐留體內(nèi)，因此不需要進行長期的臨床實驗驗證。由于介入治療多為微創(chuàng)治療，所使用的導(dǎo)管(例如導(dǎo)引導(dǎo)管、球囊導(dǎo)管等)多為軟質(zhì)塑料且直徑極細，因此要求顯影環(huán)具有極小的尺寸(毫米或微米級別)、極薄的厚度(多為幾十微米)、極高的尺寸精度以及良好的表面光潔度和塑性，因此顯影環(huán)的加工難度很大[2]。

眾所周知，金屬的密度決定其X射線顯影性，密度越大的金屬顯影性越好。綜上所述，顯影環(huán)材質(zhì)的選擇需綜合考慮其化學(xué)性質(zhì)、加工性能、價格成本等各方面因素。目前部分介入手術(shù)中采用鉭顯影環(huán)進行定位標記，但由于其定位精度不高，且由于鉭的加工難度大，因此價格上也并無優(yōu)勢。本文所介紹的鉑銥合金以其良好的顯影性、生物相容性、穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)成為顯影環(huán)首選材料，因此越來越多的醫(yī)務(wù)工作者更傾向于使用放射顯影性良好的鉑銥合金顯影環(huán)，從而能夠保證精確定位，確保手術(shù)精度，提高手術(shù)成功率。

1 鉑銥合金顯影環(huán)市場需求現(xiàn)狀

介入治療應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的引導(dǎo)下擴大了醫(yī)生的視野，借助導(dǎo)管、導(dǎo)絲等精密器械延長了醫(yī)生的雙手，對體內(nèi)病態(tài)進行診斷和局部治療。介入治療具有不開刀、創(chuàng)傷小、準確度高、恢復(fù)快、效果好等優(yōu)勢，自從90年代在醫(yī)學(xué)治療領(lǐng)域使用以來，逐步得到患者和社會的認可。目前，介入科已和內(nèi)科、外科一道稱為臨床醫(yī)學(xué)三大支柱性學(xué)科，也是未來醫(yī)學(xué)的發(fā)展趨勢。

根據(jù)健康報網(wǎng)站報道，1977年全世界第一例臨床冠心病介入治療由一位德裔瑞士醫(yī)生完成，開啟了介入治療新時代。1985年，我國實施了第一例心臟球囊擴張介入治療術(shù)。2018年，大陸地區(qū)僅冠心病介入治療的總病例數(shù)達到915256例[3]，2009-2018年中國大陸地區(qū)經(jīng)皮冠狀動脈介入治療(PCI)例數(shù)如圖1所示。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前介入治療手法應(yīng)用不僅限于心內(nèi)科方向，在肝硬化、肝癌、肺癌、腰椎間盤突出癥、子宮肌瘤等方向也已成為最主要的治療方法，治愈患者的年齡從新生兒到老年人均有成功案例，普及度越來越廣。根據(jù)實際操作不同，每一例治療中須用到的導(dǎo)管、支架數(shù)量不同，所需要的顯影標記環(huán)數(shù)量從幾個到幾十個不等[4]。隨著介入手術(shù)治療病例數(shù)逐年增加，導(dǎo)管、支架的需求量增大，鉑銥合金顯影標記環(huán)的需求量也隨之增大。

圖1 2009-2018年中國大陸地區(qū)PCI治療例數(shù)Fig.1 Number of PCI cases in mainland China in 2009-2018

2 鉑銥合金顯影環(huán)研究現(xiàn)狀

以2020年2月鉑、銥市場價格按照PtIr10[5]估算，鉑銥合金顯影環(huán)的原料費成本約250元/克。雖然采用價格昂貴的貴金屬來制備，但由于顯影環(huán)具有極小的尺寸和極薄的壁厚(如圖2、圖3所示)，每個顯影環(huán)的原料費僅需約1.5元。相比之下非貴金屬顯影環(huán)(例如鉭顯影環(huán))的原料價格并無明顯優(yōu)勢。鉑銥合金顯影環(huán)屬于高技術(shù)附加值產(chǎn)品，技術(shù)門檻和技術(shù)含量要求高。攻克該制備工藝技術(shù)后顯影環(huán)的售價可有較大的漲幅空間，能夠獲得高額的技術(shù)附加值利潤，經(jīng)濟效益顯著。

圖2 球囊導(dǎo)管及顯影環(huán)Fig.2 Balloon catheter and developing ring

圖3 顯影環(huán)尺寸Fig.3 The size of developing ring

從國外貴金屬醫(yī)用材料研究來看，其主要特點為：起步早，相關(guān)貴金屬材料研究比較全面，基礎(chǔ)理論完善；生產(chǎn)裝備水平較高，技術(shù)先進；生產(chǎn)廠家集中，具有具備很大競爭力的國際化大公司；新技術(shù)新產(chǎn)品開發(fā)充足，形成了系列化。成立于1839年的德國貝朗醫(yī)療是規(guī)模較大的醫(yī)療器械生產(chǎn)廠家，在醫(yī)用材料方面的研究和生產(chǎn)已形成完善體系，并已實現(xiàn)介入治療用醫(yī)療器械穩(wěn)定供貨，其球囊導(dǎo)管、支架上配備的顯影標記環(huán)均為鉑銥合金顯影環(huán)。此外，美國美敦力、美國泰利福、日本泰爾茂、美國EV3醫(yī)療等企業(yè)也已實現(xiàn)了醫(yī)療器械穩(wěn)定供貨。這幾家公司占據(jù)了全球介入治療用醫(yī)療器械的大部分市場[6]。

我國的貴金屬產(chǎn)業(yè)起步較晚，其發(fā)展經(jīng)歷了從仿制到仿創(chuàng)結(jié)合，再走向創(chuàng)新的道路。貴金屬工業(yè)發(fā)展迅速，已初步具備和國外綜合性貴金屬公司競爭或合作的基礎(chǔ)。但是，從總體上看，我國的貴金屬行業(yè)發(fā)展水平與國外比仍有較大差距，高端高技術(shù)含量的產(chǎn)品缺乏。介入治療用高精度鉑銥合金顯影環(huán)作為特殊行業(yè)的保護品種，其研究和生產(chǎn)極少有技術(shù)文獻資料報道。一些貴金屬功能材料生產(chǎn)加工企業(yè)雖在鉑銥合金毛細管材制備方面有一定的研究，但產(chǎn)量很少，產(chǎn)品穩(wěn)定性也有待提高。據(jù)浙江某精密制管公司官方網(wǎng)站2015年介紹，其公司所生產(chǎn)的鉭顯影環(huán)、鉑銥顯影環(huán)均已經(jīng)通過美國、韓國等多家醫(yī)療器械公司小批量樣品認證，但最近幾年其網(wǎng)站再無大批量顯影環(huán)產(chǎn)品生產(chǎn)的新聞報道。

顯影環(huán)制備屬于工藝技術(shù)研發(fā)，相關(guān)學(xué)術(shù)研究的論文報道很少，國內(nèi)相關(guān)制備技術(shù)的專利也鮮有公開。在中國知網(wǎng)上以“鉑銥合金”為主題進行精確檢索，共顯示91條相關(guān)中英文檢索結(jié)果，多數(shù)與鉑銥合金的制備、銥含量分析檢測、火花塞應(yīng)用等相關(guān)；以“顯影環(huán)”為主題進行精確檢索，僅顯示2條檢索結(jié)果，均與本文的鉑銥合金顯影環(huán)不相關(guān)；以“鉑銥合金顯影環(huán)”、“鉑銥合金管”、“鉑銥毛細管”為主題進行精確檢索，均沒有匹配的檢索結(jié)果。在SooPAT網(wǎng)站以“鉑銥合金顯影環(huán)”為關(guān)鍵詞檢索授權(quán)專利，共顯示15條檢索結(jié)果，均為醫(yī)療領(lǐng)域相關(guān)專利，其中發(fā)明專利3件，實用新型12件；與支架相關(guān)的專利2件，與導(dǎo)管相關(guān)的專利13件，沒有與顯影環(huán)制備相關(guān)的專利。同樣，以“顯影環(huán)”、“鉑銥合金管”為主題進行檢索，并沒有得到顯影環(huán)制備相關(guān)專利。僅有一篇專利提到顯影環(huán)與醫(yī)療導(dǎo)管的旋合技術(shù)[7]：通過在金屬環(huán)的內(nèi)部嵌設(shè)橡膠圈，橡膠圈內(nèi)壁上的防滑凸起抵緊在導(dǎo)管的外壁上，從而提高顯影環(huán)與導(dǎo)管的配合牢固度，以便能夠避免顯影環(huán)出現(xiàn)從導(dǎo)管上滑脫的現(xiàn)象。

目前國內(nèi)醫(yī)院所使用的高精度鉑銥合金顯影環(huán)主要依賴進口。因此，想要開發(fā)鉑銥合金毛細管材制備技術(shù)及顯影環(huán)切割、后處理技術(shù)，擺脫進口實現(xiàn)國產(chǎn)化，必須開展自主研制，攻克技術(shù)難關(guān)。

3 鉑銥合金顯影環(huán)制備工藝介紹

圖4 顯影環(huán)制備流程圖Fig.4 The preparation flow chart of developing ring

制備介入治療用高精度鉑銥合金顯影環(huán)，需先通過熔煉制備成分均勻、致密度高的鉑銥合金，后經(jīng)過鉆孔及多道次的熱軋、冷軋、拉拔等工藝加工成外徑、壁厚均符合尺寸要求的微細管材。再根據(jù)應(yīng)用場合及尺寸要求對管材進行切割，得到鉑銥合金環(huán)。具體流程如圖4所示。對切割好的鉑銥合金環(huán)進行內(nèi)、外表面拋光處理，得到符合要求的鉑銥合金顯影環(huán)。顯影環(huán)應(yīng)具有光滑的內(nèi)、外表面、合適的塑性，以便能夠與導(dǎo)管緊密旋合且不劃傷導(dǎo)管表面。

由于鉑銥合金具有較高的彈性模量和泊松比，具有較高的加工硬化率，且隨銥含量的增加，加工性能降低，使得鉑銥合金微細管材加工技術(shù)難度較大[8]。因此，國內(nèi)能夠批量生產(chǎn)高性能鉑銥合金顯影環(huán)的企業(yè)很少。西北有色金屬研究院成功試制了鉑銥合金毛細管材，如圖5所示。該毛細管材表面光滑無裂紋、凹槽，尺寸均勻性好，致密度高。隨后采用慢走絲線切割機對該毛細管材進行切割，得到尺寸符合要求的鉑銥合金環(huán)。但在合金環(huán)的切割面及內(nèi)表面處理、塑性性能提高以及與導(dǎo)管緊密旋合方面仍有待進一步深入研究。

圖5 鉑銥合金毛細管Fig.5 Pt-Ir alloy capillary tube

4 結(jié) 語

介入療法在一些病例治療中有著不可替代的優(yōu)勢。隨著介入治療的廣泛應(yīng)用和普及，相應(yīng)醫(yī)療器械的消耗量也會隨之激增。由前文分析可知，介入治療用顯影環(huán)是高技術(shù)附加值產(chǎn)品，其大量進口不利于我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，且在顯影環(huán)價位和供應(yīng)量方面均容易受制于國外醫(yī)療企業(yè)。因此，我國亟需開展鉑銥合金顯影環(huán)制備技術(shù)開發(fā)，攻克鉑銥合金均勻熔煉技術(shù)、管材熱/冷軋制、毛細管材拉拔技術(shù)、顯影環(huán)切割技術(shù)及表面處理技術(shù)，力爭獲得高質(zhì)量的鉑銥合金顯影環(huán)，并獲得自主知識產(chǎn)權(quán)，建立批量生產(chǎn)線。