Пластическое деформирование и электрофизикохимическая обработка трубчатых медицинских концентраторов-волноводов

Ультразвуковые методы устранения непроходимости сосудов получили широкое распространение во всем мире. Преимущества – отсутствие оперативного вмешательства, низкая вероятность осложнений и стоимость лечения. Ультразвуковые волноводные системы для разрушения внутрисосудистых образований и устранения непроходимости сосуда изготавливаются в виде полых или сплошных длинномерных стержней постоянного и переменного сечений (концентраторов-волноводов). Ведутся разработки новых методик лечения, основанных на применении ступенчатых ультразвуковых волноводных систем трубчатого типа, позволяющих подавать жидкости в зону дислокации внутрисосудистого образования. Наличие в дистальной части таких волноводных систем полого сферического наконечника с осевым и боковыми микроотверстиями, предназначенными для воздействия образующейся кавитационной струей как на внутрисосудистое образование, так и на пораженный участок сосудистой стенки, позволяет восстанавливать проходимость сосуда с одновременным повышением эластичности сосудистой стенки. Такое комбинированное виброударное и кавитационное воздействие является в настоящее время одним из наиболее эффективных методов лечения внутрисосудистых образований. Анализ размеров, конструкций и материалов для изготовления трубчатых концентраторов-волноводов показывает, что их формообразование возможно проводить различными методами: холодного деформирования, механической, гидроабразивной обработки, с использованием сварочных (или родственных процессов), электролитических, а также комбинированных методов обработки. Существующие процессы получения длинномерных изделий малого диаметра, основанные на пластических методах, механической обработке и физико-технических методах, имеют ряд недостатков, не позволяющих изготавливать трубчатые концентраторы-волноводы с требуемыми характеристиками. В статье представлены результаты анализа литературных источников, а также выполненных экспериментальных исследований, которые позволили обосновать выбор методов поэтапного изготовления трубчатых концентраторов-волноводов: получение трубчатого ступенчатого элемента безоправочным волочением, получение рабочего наконечника раздачей и обжимом, получение боковых отверстий в рабочем наконечнике электрохимической прошивкой.

1. Волновод для внутрисосудистой тромбоэктомии тромбов и тромбоэболов и метод его изготовления: пат. 005704 ЕАПО, МПК A61B 17/22, 17/32; C25F 3/16 / А. Г. Мрочек, И. Э. Адзерихо, Ю. Г. Алексеев, В. Т. Минченя, В. Н. Страх, А. Ю. Королёв; опубл. 09.02.2005.

2. Seco, F. Modelling the Generation and Propagation of Ultrasonic Signals in Cylindrical Waveguides / F. Seco, A. R. Jiménez // Ultrasonic Waves /ed. A. Junior. Intech, 2012. https://doi.org/10.5772/29804

3. Tao, Li. Horn-Type Piezoelectric Ultrasonic Transducer: Modelling and Applications / Li Tao, Ma1 Jan, F. L. Adrian // Advances in Piezoelectric Transducers / ed. Farzad Ebrahimi. 2011. https://doi.org/10.5772/28753

4. Минченя, В. Т. Перспективы использования гибких ультразвуковых волноводных систем в медицине и технике / В. Т. Минченя, Д. А. Степаненко // Приборы и методы измерений. 2010. № 1. С. 6−16.

5. Минченя, В. Т. Применение ультразвуковых концентраторов-волноводов трубчатого типа для устранения непроходимости кровеносных сосудов / В. Т. Минченя, И. Э. Адзерихо, А. Ю. Королёв // Доклады БГУИР. 2016. Т. 101, № 7. С. 300–303.

6. Электрохимическая прошивка микроотверстий в трубчатом ступенчатом концентраторе-волноводе медицинского назначения / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Наука и техника. 2019. Т. 18, № 5. С. 386–394. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-5-386-394.

7. Исаевич, Л. А. Исследование процесса получения высокопрочной проволоки из стали 12Х18Н10Т волочением с электролитно-плазменной обработкой поверхности / Л. А. Исаевич, Ю. Г. Алексеев, А. Ю. Королёв // Вестник БНТУ. 2005. № 6. С. 30–33.

8. Полыко, А. Г. Технология получения трубок малого диаметра из ленты / А. Г. Полыко, Е. Н. Хотянович // Новые материалы и технологии их обработки: XIII Республ. студ. науч.-техн. конф. Минск: БНТУ, 2012. С. 90.

9. Виноградов, В. С. Оборудование и технология дуговой автоматической и механизированной сварки / В. С. Виноградов. М.: Академия, 2017. 319 c.

10. Хомич, Н. С. Обработка поверхностей в магнитном поле: эффективность и экология / Н. С. Хомич, Ю. Г. Алексеев, B. C. Нисс // Литье и металлургия. 2006. № 3. С. 115–120.

11. Нанотехнология полирования в магнитном поле поверхностей деталей оптики, электроники и лазерной техники / Н. С. Хомич [и др.] // Порошковая металлургия: достижения и проблемы: сб. докл. Междунар. науч.-техн. конф., 22–23 сент. 2005 г. Минск: БНТУ, 2005. С. 223–225.

12. Применение импульсных режимов при электрохимическом полировании коррозионностойких сталей / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Наука и техника. 2019. Т. 18, № 3. С. 200–208. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-3-200-208.

13. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки / Г. Л. Амитан [и др.]; под. общ. ред. В. А. Волосатова. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1988. 719 с.

14. Электролитно-плазменная обработка: особенности формирования парогазовой оболочки и ее влияние на съем материала при обработке поверхностей металлических изделий / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Порошковая металлургия: достижения и проблемы: сб. матер. докладов Междунар. науч.-техн. конф., Минск, 22–23 сент. 2005 г. / Ин-т порошковой металлургии; редкол.: Н. И. Пирожник [и др.]. Минск, 2005. С. 236–245.

15. Электролитно-плазменное полирование титановых и ниобиевых сплавов / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Наука и техника. 2018. Т. 17, № 3. С. 211–219. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-3-211-219.

16. Модель размерного съема материала при электролитно-плазменной обработке цилиндрических поверхностей / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Наука и техника. 2012. № 3. С. 3–6.

17. Семченко, Н. И. Коррозионное поведение аустенитных нержавеющих сталей после электролитно-плазменного полирования / Н. И. Семченко, А. Ю. Королёв // IV Междунар. симпоз. по теоретич. и приклад. плазмохимии, 13−18 мая 2005 г., г. Иваново, Россия: сб. тр. Иваново: Ивановский гос. хим.-технол. ун-т, 2005. Т. 2. C. 406−409.

18. Алексеев, Ю. Г. Комплексная технология изготовления изделий медицинской техники, основанная на пластическом деформировании и физико-технических методах / Ю. Г. Алексеев, В. Н. Страх, А. Ю. Королёв // Литье и металлургия. 2005. № 4. С. 180–187.

19. Исследование влияния промежуточной электролитно-плазменной обработки в процессе деформационного упрочнения волочением / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Вестник ПГУ. № 3. Серия В. Промышленность. Прикладные науки. 2012. № 11. С. 85–90.

20. Kong, M. C. Aspects of Material Removal Mechanism in Plain Waterjet Milling on Gamma Titanium Aluminide / M. C. Kong, D. Axinte, W. Voice // Journal of Materials Processing Technology. 2010. Vol. 210. P. 573–584. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2009.11.009

21. Ultrashort Pulsed Laser Drilling and Surface Structuring of Microholes in Stainless Steels / L. Romoli [et al.] // CIRP Annals – Manufacturing Technology. 2014. Vol. 63. N. 1. P. 229–232.

22. Физико-химические методы обработки в производстве газотурбинных двигателей / Ю. С. Елисеев; под ред. Б. П. Саушкина. М.: Дрофа, 2002. 656 с.

23. Mingcheng, G. Electrochemical Micromachining of Square Holes in Stainless Steel in H2SO4 / G. Mingcheng, Z. Yongbin, M. Lingchao // International Journal of Electrochemical Science. 2019. Vol. 14. P. 414–426. https://doi.org/10.20964/2019.01.40

24. Rakhimyanov, Kh. Рrospects of Combining Electro-Erosive and Electrochemical Processes in Forming the Holes of a Small Diameter in Difficult-to-Process Materials / Kh. Rakhimyanov, S. Vasilevskaya // MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 224. P. 01013. https://doi.org/10.1051/matecconf/201822401013