一種無邊緣效應放射性TiNi合金支架的製備方法
2024-03-05 15:01:15 8
專利名稱：：一種無邊緣效應放射性TiNi合金支架的製備方法
技術領域：
：本發明涉及一种放射性支架的製備方法。
背景技術：
：血管支架已廣泛應用於經皮血管腔內成形術(PTCA)後所引起的血管壁早期彈性回縮、血管壁夾層及晚期血管再狹窄等臨床症狀的防治，並獲得了良好的效果，但由於在手術過程中不可避免地造成血管損傷，刺激組織過度增殖，尤其是平滑肌細胞(SMCs)及細胞外基質(ECM)增殖，會導致支架處血管發生再狹窄(RS)。臨床統計表明，約有20%30%的支架治療病歷在術後的三個月至一年內發生再狹窄，成為限制支架治療的主要障礙，一旦出現，尚無有效措施補救。放射性支架將支架的機械支撐作用同射線治療有機結合，貫穿血管組織增殖的所有環節，從根本上預防了血管再狹窄的發生。但是放射性支架還存在射線粒子的能量偏低，穿透能力較小，以至射線劑量在支架兩端處降低的梯度大,使得支架邊緣放射劑量不足，支架邊緣處再狹窄率高的問題，即所謂的邊緣效應(edgeeffect)或糖紙效應(candyeffect),如圖1所示。邊緣效應使放射性支架對再狹窄的療效大打折扣，將導致單純^P射線穿透力弱，支架周圍劑量不均勻的問題。
發明內容本發明目的是為了解決純32P射線穿透力弱和支架周圍劑量不均勻導致的支架邊緣處再狹窄率高的問題，而提供一種無邊緣效應放射性TiNi合金支架的製備方法。製備無邊緣效應放射性TiNi合金支架的方法按以下步驟實現一、按原子百分比取50.6%的Ni、0.032%的C、0.003%的H、0.045%的O、0.040%的Fe和餘量的Ti進行混合，然後採用水冷銅坩堝真空感應熔煉爐熔煉，得鑄錠;二、清理鑄錠表面，然後在溫度為75085(TC條件下均勻化處理824h，而後在溫度為80(TC條件下開坯鍛造，再放入溫度為65080(TC條件下進行熱軋處理，然後再在溫度為65080(TC條件下鏇鍛成直徑為1.5cm的棒材，而後在溫度為700°C、道次變形量為10%的條件下熱拉成直徑為2mm的熱拔絲，再噴砂，而後再以道次變形量為10Q/。的條件冷拔至直徑為0.24mm冷拔絲，最後在一道冷拔變形量為50%的條件下冷拉成直徑為0.12mm的冷拔絲；三、將冷拔絲編成直徑為3.2mm、長度為15mm的支架，然後在溫度為450°C的真空條件下處理1530min，而後進行化學拋光處理，再放入丙酮中超聲波清洗，吹乾；四、將吹乾後的支架放入到等離子體基離子注入系統中並將磷離子以注入電壓5070KV、注入量6xl017P/cn^注入到系統中，而後在慢中子通量為5.88xl017n/m2s、慢中子輻照劑量為3.38xl022n/m2的條件下輻照16h;五、將輻照後的支架放入到真空度lxl(^Pa的石英管中，在溫度為773K條件下退火處理20min，然後在放入冰鹽水中冷卻，即得放射性TiNi合金支架。本發明得到的無邊緣效應放射性TiNi合金支架，既保留了合金優良的超彈性、良好的耐蝕性和生物醫學性能，又可以獲得以^P為主的混合射線，半衰期較長、穿透性較高的混合射線，改善了支架周圍射線劑量分布的均勻性，有助於抑制邊緣效應。圖1為放射性支架邊緣效應示意圖，圖2為具體實施方式十得到的無邊緣效應放射性TiNi合金支架的實物照片，圖3為純P射線放射性支架注射顯影劑前的血管造影圖像，圖4為純0射線放射性支架注射顯影劑後的血管造影圖像，圖5為具體實施方式十得到的無邊緣效應放射性TiNi合金支架注射顯影劑前的血管造影圖像，圖6為具體實施方式十得到的無邊緣效應放射性TiNi合金支架注射顯影劑後的血管造影圖像，圖7為純e射線放射性支架植入血管的橫斷面形貌圖，圖8為具體實施方式十得到的無邊緣效應放射性TiNi合金支架植入血管的橫斷面形貌圖。具體實施例方式具體實施方式一本實施方式製備無邊緣效應放射性TiNi合金支架的方法按以下步驟實現一、按原子百分比取50.6%的Ni、0.032%的C、0.003%的H、0.045%的0、0.040n/。的Fe和餘量的Ti進行混合，然後採用水冷銅坩堝真空感應熔煉爐熔煉，得鑄錠；二、清理鑄錠表面，然後在溫度為750850°C5條件下均勻化處理S24h，而後在溫度為80(TC條件下開坯鍛造，再放入溫度為65080(TC條件下進行熱軋處理，然後再在溫度為650800'C條件下鏇鍛成直徑為1.5cm的棒材，而後在溫度為70(TC、道次變形量為10%的條件下熱拉成直徑為2mm的熱拔絲，再噴砂，而後再以道次變形量為10%的條件冷拔至直徑為0.24mm冷拔絲，最後在一道冷拔變形量為50%的條件下冷拉成直徑為0.12mm的冷拔絲；三、將冷拔絲編成直徑為3.2mm、長度為15mm的支架，然後在溫度為450°C的真空條件下處理1530min，而後進行化學拋光處理，再放入丙酮中超聲波清洗，吹乾；四、將吹乾後的支架放入到等離子體基離子注入系統中並將磷離子以注入電壓5070KV、注入量6xl017P/cn^注入到系統中，而後在慢中子通量為5.88xl017n/m2s、慢中子輻照劑量為3.38xl022n/m2的條件下輻照16h;五、將輻照後的支架放入到真空度lxl(^Pa的石英管中，在溫度為773K條件下退火處理20min，然後在放入冰鹽水中冷卻，即得放射性TiNi合金支架。本實施方式步驟三中將冷拔絲編成支架是採用現有方法編織而成。本實施方式得到的無邊緣效應放射性TiNi合金支架是以32P為主的混合射線(磷離子和慢中子輻照的TiNi合金支架)組成的支架，此支架將克服純3￥射線穿透力弱的問題。具體實施方式二本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟二中在溫度為80(TC條件下均勻化處理12h。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。具體實施方式三本實施方式與具體實施方式一或二不同的是步驟二中熱軋處理的溫度為700°C。其它步驟及參數與具體實施方式一或二相同。具體實施方式四本實施方式與具體實施方式三不同的是步驟二中在溫度為75(TC條件下鏇鍛成直徑為1.5cm的棒材。其它步驟及參數與具體實施方式三相同。具體實施方式五本實施方式與具體實施方式一、二或四不同的是步驟三中處理時間為20min。其它步驟及參數與具體實施方式一、二或四相同。具體實施方式六本實施方式與具體實施方式五不同的是步驟三中對支架進行化學拋光處理是釆用化學拋光液為HF-HN03-H20系混合溶液、在溫度為406(TC的條件下處理10s完成的。其它步驟及參數與具體實施方式五相同。本實施方式中HF-HNOrH20系混合溶液中的各組分間可按任意比例混合。具體實施方式七本實施方式與具體實施方式六不同的是溫度為5(TC。其它步驟及參數與具體實施方式六相同。具體實施方式八本實施方式與具體實施方式一、二、四或六不同的是步驟四中所用等離子體基離子注入系統為DLZ-Ol等離子體基離子注入系統。其它步驟及參數與具體實施方式一、二、四或六相同。具體實施方式九本實施方式與具體實施方式八不同的是步驟四中注入電壓為60KV。其它步驟及參數與具體實施方式八相同。具體實施方式十本實施方式製備無邊緣效應放射性TiNi合金支架的方法按以下步驟實現一、按原子百分比取50.6%的Ni、0.032%的C、0.003%的H、0.045%的0、0.040c/。的Fe和餘量的Ti進行混合，然後採用水冷銅坩堝真空感應熔煉爐熔煉，得鑄錠；二、清理鑄錠表面，然後在溫度為80(TC條件下均勻化處理16h，而後在溫度為80(TC條件下開坯鍛造，再放入溫度為700°C條件下進行熱軋處理，然後再在溫度為65(TC條件下鏇鍛成直徑為1.5cm的棒材，而後在溫度為700°C、道次變形量為10%的條件下熱拉成直徑為2mm的熱拔絲，再噴砂，而後再以道次變形量為10%的條件冷拔至直徑為0.24111111冷拔絲，最後在一道冷拔變形量為50%的條件下冷拉成直徑為0.12mm的冷拔絲；三、將4)0.12mm的冷拔絲編成直徑為3.2mm、長度為15mm的支架，然後在溫度為450°C的真空條件下處理200min,而後進行化學拋光處理，再放入丙酮中超聲波清洗，吹乾；四、將吹乾後的支架放入到等離子體基離子注入系統中並將磷離子以注入電壓60KV、注入量6xl(^P/cn^注入到系統中，而後在慢中子通量為5.88xl017n/m2s、慢中子輻照劑量為3.38xl022n/m2的條件下輻照16h;五、將輻照後的支架放入到真空度lxl(rSpa的石英管中，在溫度為773K條件下退火處理20min，然後在放入冰鹽水中冷卻，即得放射性TiNi合金支架。本實施方式得到的無邊緣效應放射性TiNi合金支架的實物照片如圖2所示,從圖2中可以看出支架編織均勻，經稱重，單枚支架的重量為0.0190.021g。將本實施方式得到的無邊緣效應放射性TiNi合金支架植入到日本純系大耳白兔(由哈爾濱醫科大學第一臨床醫院動物室提供)，將44隻白兔隨機分為放射組(植入磷離子和慢中子輻照的TiNi合金支架，即本實施方式得到的無邊緣效應放射性TiNi合金支架)和無放射組(植入純3射線放射性支架)，支架置入後即刻造影，所有支架均展開良好，無夾層及血栓形成，分別將兩種支架置入後2周、l個月和3個月對白兔處死。處死前在GARNTIX800mAC型懸臂造影設備上造影、攝片。新生內膜形態觀察在S-520型掃描電鏡進行。新生內膜的厚度分析在JEM-1220透射電鏡上進行，新生內膜厚度的測量結果如表l所tableseeoriginaldocumentpage8"*"表示為各時間點的血管新生內膜厚度在放射組與無放射組中具有顯著差異(P<0.05)。從表l中可以看出，在2周、l個月和3個月等各時間點測量，植入慢中子輻照注磷支架組(放射組)新生內膜的厚度均比注磷後未經慢中子輻照支架組(無放射組)低，表明慢中子輻照注磷支架能夠抑制血管內膜增殖，降低支架植入後的血管再狹窄的發生率。本實施方式得到的無邊緣效應放射性TiNi合金支架，既保留了合金優良的超彈性、良好的耐蝕性和生物醫學性能，又可以獲得以32P為主的混合射線，加之能量較低、半衰期較長、穿透性較高的混合射線，改善了支架周圍射線劑量分布的均勻性，有助於抑制邊緣效應。與無放射組相比，放射組的支架植入血管的新生內膜厚度明顯降低，內膜中的SMCs數量少，表明本實施方式得到的放射性TiNi合金支架所具有的放射性能夠有效降低因SMCs過度增殖引起的血管狹窄。同時，本實施方式得到的無邊緣效應放射性TiNi合金支架植入三個月內，植入處血管通暢，無一例發生支架邊緣效應。植入支架分為兩組第一組為純e射線放射性支架；第二組為本實施方式得到的無邊緣效應放射性TiNi合金支架，植入時放射性支架的活度為2.2pCi,三個月內平均半衰期為62天(放射性支架)。支架置入後即刻造影，所有支架均展開良好，無夾層及血栓形成。純P射線放射性支架與本實施方式得到的無邊緣效應放射性TiNi合金支架植入三個月後的血管造影分別見圖3、圖4、圖5和圖6。從圖3和圖4是純e射線放射性支架注射顯影劑前、後的血管造影圖像，從圖3與圖4中可以看出，植入三個月後，支架呈擴張形態，支架絲壓迫部位略突出，圖5和圖6是本實施方式得到的無邊緣效應放射性TiNi合金支架注射顯影劑前、後的血管造影圖像。可以看出本實施方式得到的支架部位血流通暢，無明顯管腔狹窄，亦未見支架邊緣處狹窄。本實施方式得到的無邊緣效應放射性TiNi合金支架植入血管的橫斷面形貌如圖8所示，從圖8中可以看出將血管靠近支架邊緣橫斷面切片，抽出其中的支架絲，在顯微鏡下觀察血管的斷面組織，組織中的孔洞指示支架絲所在位置。純P射純e射線放射性支架植入血管的橫斷面形貌如圖7所示，從圖7與圖8中可以看出，植入3個月後。植入無邊緣效應放射性TiNi合金支架血管壁的厚度明顯小於純P射線放射性支架植入血管的厚度。權利要求1、一種無邊緣效應放射性TiNi合金支架的製備方法，其特徵在於製備無邊緣效應放射性TiNi合金支架按以下步驟實現一、按原子百分比取50.6％的Ni、0.032％的C、0.003％的H、0.045％的O、0.040％的Fe和餘量的Ti進行混合，然後採用水冷銅坩堝真空感應熔煉爐熔煉，得鑄錠；二、清理鑄錠表面，然後在溫度為750～850℃條件下均勻化處理8～24h，而後在溫度為800℃條件下開坯鍛造，再放入溫度為650～800℃條件下進行熱軋處理，然後再在溫度為650～800℃條件下鏇鍛成直徑為1.5cm的棒材，而後在溫度為700℃、道次變形量為10％的條件下熱拉成直徑為2mm的熱拔絲，再噴砂，而後再以道次變形量為10％的條件冷拔至直徑為0.24mm冷拔絲，最後在一道冷拔變形量為50％的條件下冷拉成直徑為0.12mm的冷拔絲；三、將冷拔絲編成直徑為3.2mm、長度為15mm的支架，然後在溫度為450℃的真空條件下處理15～30min，而後進行化學拋光處理，再放入丙酮中超聲波清洗，吹乾；四、將吹乾後的支架放入到等離子體基離子注入系統中並將磷離子以注入電壓50～70KV、注入量6×1017P/cm2注入到系統中，而後在慢中子通量為5.88×1017n/m2s、慢中子輻照劑量為3.38×1022n/m2的條件下輻照16h；五、將輻照後的支架放入到真空度1×10-3Pa的石英管中，在溫度為773K條件下退火處理20min，然後在放入冰鹽水中冷卻，即得放射性TiNi合金支架。2、根據權利要求1所述的一種無邊緣效應放射性TiNi合金支架的製備方法，其特徵在於步驟二中在溫度為80(TC條件下均勻化處理12h。3、根據權利要求1或2所述的一種無邊緣效應放射性TiNi合金支架的製備方法，其特徵在於步驟二中熱軋處理的溫度為70(TC。4、根據權利要求3所述的一種無邊緣效應放射性TiNi合金支架的製備方法，其特徵在於步驟二中在溫度為75(TC條件下鏇鍛成直徑為1.5cm的棒材。5、根據權利要求1、2或4所述的一種無邊緣效應放射性TiNi合金支架的製備方法，其特徵在於步驟三中處理時間為20min。6、根據權利要求5所述的一種無邊緣效應放射性TiNi合金支架的製備方法，其特徵在於步驟三中對支架進行化學拋光處理是採用化學拋光液為HF-HNOrH20系混合溶液、在溫度為4060'C的條件下處理10s完成的。7、根據權利要求l、2、4或6所述的一種無邊緣效應放射性TiNi合金支架的製備方法，其特徵在於步驟四中所用等離子體基離子注入系統為DLZ-01等離子體基離子注入系統。8、根據權利要求7所述的一種無邊緣效應放射性TiNi合金支架的製備方法，其特徵在於步驟四中注入電壓為60KV。全文摘要一種無邊緣效應放射性TiNi合金支架的製備方法，它涉及一种放射性支架的製備方法。它解決了純32P射線穿透力弱和支架周圍劑量不均勻導致的支架邊緣處再狹窄率高的問題。方法一、製備鑄錠；二、製備冷拔絲；三、將冷拔絲編成支架，然後真空熱處理，而後進行化學拋光、再超聲清洗後吹乾；四、將吹乾後的支架放入到等離子體基離子注入系統中進行慢中子輻照；五、將輻照後的支架進行先退火後冷卻處理，即得放射性TiNi合金支架。本發明得到的放射性TiNi合金支架，既保留了合金優良的超彈性、良好的耐蝕性和生物醫學性能，又可以獲得以32P為主的混合射線，改善了支架周圍射線劑量分布的均勻性，有助於抑制邊緣效應。文檔編號A61F2/90GK101627934SQ20091007267公開日2010年1月20日申請日期2009年8月13日優先權日2009年8月13日發明者冶吳,偉蔡,趙興科,隋解和,高智勇申請人:哈爾濱工業大學