生物可降解鎂合金血管內支架的製備方法
2023-06-21 02:38:26
專利名稱：生物可降解鎂合金血管內支架的製備方法
技術領域：
本發明涉及的是一種生物材料技術領域的製備方法，具體是一種生物可降解鎂合金血管內支架的製備方法。
背景技術：
在心血管疾病治療領域中，介入性支架治療成為最重要的手段。但目前臨床應用 的心血管支架仍以非降解的金屬材料為主，如不鏽鋼、鎳_鈦合金或鈷_鉻合金。這些支架 的永久存在對血管管壁的永久性物理刺激、與非植入部位血管力學性能的不相匹配、長期 植入後的內膜增生、不能引導術後的血管再生以及由於重金屬離子釋放引起的局部炎症反 應等不足。為解決傳統金屬支架的局限性，採用生物可降解材料作為血管內支架，在一定時 間內支撐管腔，保持血管通暢，以後逐漸降解乃至消失，可以很好地解決非降解支架的上述 問題。鎂合金作為血管內支架材料，具有以下突出的優點(1)鎂是人體中必須的微量 元素，它催化或激活機體300多種酶系，參與體內所有能量代謝。在體內三大代謝中通過調 節核糖體DNA及RNA的結構而對蛋白質的合成起關鍵作用。對肌肉收縮、神經運動機能、生 理機能及預防循環系統疾病和缺血性心臟病有重要作用。鎂的排洩主要通過泌尿系統，鎂 在人體內吸收不會導致血清鎂含量的明顯升高。因此，用鎂合金作為植入支架材料不但不 用考慮微量金屬離子對細胞的毒性，而且植入材料中的鎂離子對人體的微量釋放還是有益 的。(2)良好的組織相容性、低致栓性和低炎性反應。並具有抑制內膜增生的功能，可減少 支架植入後的再狹窄發生率。(3)鎂合金生物材料具有價格優勢。鎂是包括海洋在內地球 表層最為豐富的金屬元素，價格低廉。(4)鎂的標準平衡電位低，具有可降解性，作為可降解 材料具有天然優勢。(5)鎂合金支架完全降解後被原支架部位的血管所吸收，在相應部位形 成鈣磷複合物，當支架完全降解後依然可以被IVUS和CT等影像手段所識別發現，有利於臨 床隨訪檢查。血管內支架的製備過程非常精密複雜，涉及到材料、機械、雷射、電化學、醫學等學 科領域。血管內支架外徑一般為2 3mm，壁厚一般為0. 1 0. 2mm，且鎂合金的脆性大，塑 性變形能力相對較差，其加工工藝難度很大。在兩項中國專利(一種醫用鎂合金細徑薄壁 管材的溫態拉拔加工方法，公開號CN 101322985A ；一種用於可降解血管支架的鎂合金超 細薄壁管成形工藝，CN 101085377A)中均介紹了鎂合金細管的加工方法。然而，其方法均是 需要多道次拉拔，工藝比較複雜。此外，鎂合金血管內支架對酸洗和電化學拋光工藝要求較 高，酸洗不足，則無法除去切割殘渣及表面氧化物，從而影響電化學拋光的效果；酸洗過度， 則會影響支架的尺寸。支架的電化學拋光不足，則得不到平整、光滑的表面；拋光過度，則會 影響支架的光亮度。因此，有必要開發生物可降解鎂合金血管內支架的整套製備技術。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術中的不足，提供一種生物可降解鎂合金血管內支架的製備方法。本發明解決了目前臨床金屬血管內支架在體內不可降解所引起的問題，以 及現有鎂合金血管內支架複雜的加工方法，本發明工藝簡單、易行的生物可降解鎂合金血 管內支架的製備工藝。本發明是通過以下技術方案實現的本發明包括步驟如下①.將020腿的鎂合金擠壓棒進行去應力退火處理；步驟①中所述的應力退火處理為退火溫度為250 350°C，保溫30 60min，空冷。②.將退火後的棒材機加工成管坯，進行擠壓；步驟②中所述的管坯，在管材一端加工出45°的錐面；步驟②中所述的擠壓是指將機加工的管材在250 400°C溫度範圍內進行擠壓， 得到外徑為02~4 mm,壁厚為0. 1 0. 2mm的毛細管，擠壓前在模具和管坯內、外壁上噴塗氮 化硼噴霧劑作為潤滑劑。③.將擠壓後的毛細管進行去應力退火處理；步驟③中所述的應力退火處理為溫度為200 300°C，保溫20 60min。④.將退火後的毛細管雷射切割成支架坯料。⑤.為除去切割殘渣，將切割成形的支架在超聲清洗機中酸洗和超聲清洗；步驟⑤中所述的酸洗是指5 30min，酸洗液配方為磷酸80 100ml/L，氟化氫 銨40 60g/L，溶劑為去離子水；步驟⑤中所述的超聲清洗是指酸洗後的支架分別經去離子水、無水乙醇超聲清 洗 5 IOmin0⑥.電化學拋光、超聲清洗和鈍化處理；步驟⑥所述的電化學拋光，其拋光液成分及配比為磷酸無水乙醇=1 1或乙 二醇乙醚鹽酸=9 1，拋光電壓為2 8V，時間為20 240s，室溫下進行；步驟⑥所述的超聲清洗是指電化學拋光後的支架先後經去離子水、無水乙醇超 聲清洗5 IOmin ；步驟⑥所述的鈍化處理是指超聲清洗吹乾後進行鈍化處理12 24h，鈍化液為 40%的氫氟酸。本發明的鎂合金支架的製備工藝為020 mm的鎂合金 (Mg-3. ONd-O. 2Zn-0. IAg-O. 5Zr)擠壓棒經退火、機加工管坯、擠壓成支架用毛細管(外徑 02~4 mm,壁厚0. 1 0. 2mm)，然後經退火、雷射切割、酸洗、清洗、電化學拋光、清洗、鈍化處 理等工藝，製備出鎂合金血管內支架。本發明的優點及有益效果是1.本發明擠壓工藝簡單，避免了多道次拉拔成形，加工成本低。擠壓出的用於血 管內支架的鎂合金毛細管管壁厚均勻、表面光滑，具有優良的力學性能(抗拉強度320 370MPa、屈服強度260 300MPa、延伸率24 30% )、耐腐蝕性能(在模擬體液中的腐蝕速 率為 0. 14 0. 24mm/year)。2.本發明提供的酸洗液適合鎂合金的酸洗，且酸洗過程對支架的腐蝕不明顯，因 而不會影響支架的尺寸。
3.鎂合金血管內支架經本發明所述的方法電化學拋光後，可獲得內、外表面均光 滑、光亮、平整的支架。該電化學拋光工藝簡單易行，在室溫下即可進行。
具體實施例方式以下對本發明的實施例作詳細說明以下實施例在以本發明技術方案為前提下進 行實施，給出了詳細的實施方式和過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。實施例1 將直徑為20mm的Mg_3. ONd-O. 2Ζη_0· IAg-O. 5Zr 鎂合金擠壓棒進行去應力退火， 退火溫度為250°C，保溫60min。將退火後的棒材機加工成管坯，並在管材一端加工出45° 的錐面。擠壓前在模具和管坯內、外壁上噴塗氮化硼噴霧劑作為潤滑劑。將管坯在400°C的 溫度下擠壓成支架用毛細管(外徑2mm，壁厚0. Imm)，然後將毛細管在200°C保溫60min去 應力退火。該毛細管的抗拉強度為320MPa、屈服強度為260MPa、延伸率為30%，在模擬體液 中的腐蝕速率為0. 24mm/year。將毛細管雷射切割成血管內支架，然後在配方為磷酸80ml/ L，氟化氫銨40g/L的酸洗液中超聲酸洗5min，去除支架表面的切割殘渣及氧化膜。酸洗後 的支架立即經去離子水和無水乙醇各超聲清洗5min。吹乾後進行電化學拋光處理，拋光液 成分及配比為磷酸無水乙醇=1 1，拋光電壓為2V，時間為240s，室溫。拋光後立即先 後經去離子水和無水乙醇超聲清洗5min。然後對支架進行表面鈍化處理，鈍化液為40%的 氫氟酸，處理12h。經上述工藝製備的血管內支架表面質量優良。實施例2:將直徑為20mm的Mg_3. ONd-O. 2Ζη_0· IAg-O. 5Zr鎂合金擠壓棒進行去應力退火， 退火溫度為300°C，保溫40min。將退火後的棒材機加工成管坯，並在管材一端加工出45° 的錐面。擠壓前在模具和管坯內、外壁上噴塗氮化硼噴霧劑作為潤滑劑。將管坯在350°C的 溫度下擠壓成支架用毛細管(外徑3mm，壁厚0. 2mm)，然後將毛細管在250°C保溫30min去 應力退火。該毛細管的抗拉強度為370MPa、屈服強度為300MPa、延伸率為24%，在模擬體液 中的腐蝕速率為0. Hmm/year。將毛細管雷射切割成血管內支架，然後在配方為磷酸80ml/ L,氟化氫銨40g/L的酸洗液中超聲酸洗30min，去除支架表面的切割殘渣及氧化膜。酸洗後 的支架立即經去離子水和無水乙醇各超聲清洗lOmin。吹乾後進行電化學拋光處理，拋光液 成分及配比為磷酸無水乙醇=1 1，拋光電壓為5V，時間為180s，室溫。拋光後立即先 後經去離子水和無水乙醇超聲清洗lOmin。然後對支架進行表面鈍化處理，鈍化液為40% 的氫氟酸，處理24h。經上述工藝製備的血管內支架表面質量優良。實施例3 將直徑為20mm的Mg_3. ONd-O. 2Ζη_0· IAg-O. 5Zr鎂合金擠壓棒進行去應力退火， 退火溫度為350°C，保溫30min。將退火後的棒材機加工成管坯，並在管材一端加工出45° 的錐面。擠壓前在模具和管坯內、外壁上噴塗氮化硼噴霧劑作為潤滑劑。將管坯在250°C的 溫度下擠壓成支架用毛細管(外徑3. 5mm，壁厚0. 2mm)，然後將毛細管在300°C保溫20min 去應力退火。該毛細管的抗拉強度為350MPa、屈服強度為290MPa、延伸率為29%，在模擬 體液中的腐蝕速率為0. 19mm/year。將毛細管雷射切割成血管內支架，然後在配方為磷酸 100ml/L，氟化氫銨60g/L的酸洗液中超聲酸洗20min，去除支架表面的切割殘渣及氧化膜。 酸洗後的支架立即經去離子水和無水乙醇各超聲清洗lOmin。吹乾後進行電化學拋光處理，拋光液成分及配比為乙二醇乙醚鹽酸=9 1，拋光電壓為8V，時間為20s，室溫。拋光後 立即先後經去離子水和無水乙醇超聲清洗lOmin。然後對支架進行表面鈍化處理，鈍化液為 40%的氫氟酸，處理18h。經上述工藝製備的血管內支架表面質量優良。實施例4 將直徑為20mm的Mg_3. ONd-O. 2Ζη_0· IAg-O. 5Zr鎂合金擠壓棒進行去應力退火， 退火溫度為300°C，保溫30min。將退火後的棒材機加工成管坯，並在管材一端加工出45° 的錐面。擠壓前在模具和管坯內、外壁上噴塗氮化硼噴霧劑作為潤滑劑。將管坯在300°C 的溫度下擠壓成支架用毛細管(外徑4mm，壁厚0. 2mm)，然後將毛細管在250°C保溫30min 去應力退火。該毛細管的抗拉強度為350MPa、屈服強度為280MPa、延伸率為28%，在模擬 體液中的腐蝕速率為0. 20mm/year。將毛細管雷射切割成血管內支架，然後在配方為磷酸 100ml/L，氟化氫銨60g/L的酸洗液中超聲酸洗20min，去除支架表面的切割殘渣及氧化膜。 酸洗後的支架立即經去離子水和無水乙醇各超聲清洗lOmin。吹乾後進行電化學拋光處理， 拋光液成分及配比為乙二醇乙醚鹽酸=9 1，拋光電壓為4V，時間為80s，室溫。拋光後 立即先後經去離子水和無水乙醇超聲清洗lOmin。然後對支架進行表面鈍化處理，鈍化液為 40%的氫氟酸，處理12h。經上述工藝製備的血管內支架表面質量優良。
權利要求
一種生物可降解鎂合金血管內支架的製備方法，其特徵在於，包括步驟如下①.將的鎂合金擠壓棒進行去應力退火處理；②.將退火後的棒材機加工成管坯，進行擠壓；③.將擠壓後的毛細管進行去應力退火處理；④.將退火後的毛細管雷射切割成支架坯料；⑤.為除去切割殘渣，將切割成形的支架在超聲清洗機中酸洗和超聲清洗；⑥.電化學拋光、超聲清洗和鈍化處理。FDA0000022533390000011.tif
2.如權利要求1所述的生物可降解鎂合金血管內支架的製備方法，其特徵是，步驟① 中所述的應力退火處理為退火溫度為250 350°C，保溫30 60min，空冷。
3.如權利要求1所述的生物可降解鎂合金血管內支架的製備方法，其特徵是，步驟② 中所述的管坯，在管材一端加工出45°的錐面。
4.如權利要求1所述的生物可降解鎂合金血管內支架的製備方法，其特徵是，步驟 ②中所述的擠壓是指將機加工的管材在250 400°C溫度範圍內進行擠壓，得到外徑為 02~4 mm,壁厚為0. 1 0. 2mm的毛細管，擠壓前在模具和管坯內、外壁上噴塗氮化硼噴霧劑 作為潤滑劑。
5.如權利要求1所述的生物可降解鎂合金血管內支架的製備方法，其特徵是，步驟③ 中所述的應力退火處理為溫度為200 300°C，保溫20 60min。
6.如權利要求1所述的生物可降解鎂合金血管內支架的製備方法，其特徵是，步驟⑤ 中所述的酸洗是指5 30min，酸洗液配方為磷酸80 100ml/L，氟化氫銨40 60g/L，溶 劑為去離子水。
7.如權利要求1所述的生物可降解鎂合金血管內支架的製備方法，其特徵是，步驟⑤ 中所述的超聲清洗是指酸洗後的支架分別經去離子水、無水乙醇超聲清洗5 lOmin。
8.如權利要求1所述的生物可降解鎂合金血管內支架的製備方法，其特徵是，步驟⑥ 所述的電化學拋光，其拋光液成分及配比為磷酸無水乙醇=1 1或乙二醇乙醚鹽酸 =9 1，拋光電壓為2 8V，時間為20 240s，室溫下進行。
9.如權利要求1所述的生物可降解鎂合金血管內支架的製備方法，其特徵是，步驟⑥ 所述的超聲清洗是指電化學拋光後的支架經去離子水、無水乙醇超聲清洗5 lOmin。
10.如權利要求1所述的生物可降解鎂合金血管內支架的製備方法，其特徵是，步驟⑥ 所述的鈍化處理是指超聲清洗吹乾後進行鈍化處理12 24h，鈍化液為40%的氫氟酸。
全文摘要
一種生物材料技術領域的生物可降解鎂合金血管內支架的製備方法，包括步驟如下將mm的鎂合金擠壓棒進行去應力退火處理；將退火後的棒材機加工成管坯，進行擠壓；將擠壓後的毛細管進行去應力退火處理；將退火後的毛細管雷射切割成支架坯料；為除去切割殘渣，將切割成形的支架在超聲清洗機中酸洗和超聲清洗；電化學拋光、超聲清洗和鈍化處理。本發明擠壓出的鎂合金毛細管管壁厚均勻，表面光滑，其抗拉強度可達320～370MPa、屈服強度可達260～300MPa、延伸率可達24～30％，其在模擬體液中的腐蝕速率為0.14～0.24mm/year。本發明拋光出的血管內支架內、外表面平整、光滑、光亮。本發明提供的製備方法可製備出滿足臨床要求的生物可降解血管內支架。
文檔編號A61L31/02GK101829364SQ20101020471
公開日2010年9月15日 申請日期2010年6月22日 優先權日2010年6月22日
發明者丁文江, 章曉波, 袁廣銀 申請人:上海交通大學