可吸收縫合線的紡絲成型機(jī)理及其控制技術(shù)研究.pdf

1、世界縫合線市場自2004年達(dá)到13億美元以來，一直以10％-20％的速度增長。目前我國醫(yī)用縫合線每年約有15億元人民幣的市場需求，縫合線的國產(chǎn)化率卻不到40％。在可吸收縫合線的生產(chǎn)過程中，線徑是否均勻是衡量縫合線產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一。為了解決膠原蛋白與殼聚糖材料的可吸收縫合線的濕法紡絲工藝中線徑和強(qiáng)度不均勻的難題，需要設(shè)計(jì)一套可吸收縫合線恒張力控制系統(tǒng)，保證其線徑嚴(yán)格符合美國藥典第35版的要求，滿足龐大的市場需求，大大提高可吸收縫合線

2、的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
　　經(jīng)過大量的調(diào)研工作，發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)對縫合線的成型機(jī)理、制作工藝中的線徑控制的研究尚屬空白。所以本文首先對可吸收縫合線的成型機(jī)理作了介紹，采用Gambit與Fluent軟件進(jìn)行數(shù)值仿真，對該混合液的射流噴嘴流場進(jìn)行了有限元分析，從理論上論證了通過控制噴絲速度來調(diào)節(jié)縫合線線徑的可行性。對可吸收縫合線傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝進(jìn)行研究，最終確定了基于PID的可吸收縫合線恒張力控制系統(tǒng)的工作原理并對系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。系

3、統(tǒng)由敏感元件為電阻應(yīng)變片的三輥式張力傳感器、PID算法、變頻調(diào)速三相電機(jī)和觸摸屏組成。文中從整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)處理方法等方面進(jìn)行了研究工作。采用PID算法來減小誤差，實(shí)現(xiàn)了對縫合線張力的在線閉環(huán)控制?？刂撇糠忠詺W姆龍PLC為處理核心，對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析、判斷、計(jì)算、傳輸，并實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)進(jìn)行通訊，在軟件EB8000Project Manager的編程界面中進(jìn)行參數(shù)的顯示以及設(shè)置。
　　為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確地在線控制，PI

4、D運(yùn)算指令的參數(shù)通過PID參數(shù)整定方法確定。選用現(xiàn)場工程整定法的臨界比例度法。采用張力控制實(shí)驗(yàn)、線徑控制實(shí)驗(yàn)、縫合線綜合性能實(shí)驗(yàn)和比對實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)證明:利用該恒張力控制系統(tǒng)升級改造的“立管式濕法紡絲機(jī)”生產(chǎn)出的殼聚糖——膠原蛋白可吸收縫合線樣品符合美國藥典第35版的要求，直徑和抗張強(qiáng)度的不均勻性由原來的25.4％、33.2％降低到5％以內(nèi)。
　　采用基于PID的可吸收縫合線恒張力控制系統(tǒng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)可吸收縫合線張力的閉環(huán)實(shí)時(shí)在線控