CN102481662A - 为从聚合物管件激光加工支架设定激光功率 - Google Patents

为从聚合物管件激光加工支架设定激光功率 Download PDF

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Abstract

本发明揭示激光加工聚合物管件段以形成支架，使得所述激光加工的功率为每一管件段而调整，以针对由不同管件段形成的支架获得可重复的支杆宽度。确定用于激光加工每一区段的阈值功率，且用于加工每一区段的功率是基于所述阈值功率。

Description

为从聚合物管件激光加工支架设定激光功率
技术领域
本发明涉及用以形成支架的管件的激光加工。
背景技术
本发明涉及例如支架等装置的激光加工。激光加工是指通过激光与目标材料的相互作用来实现材料的移除。一般来说，这些工艺包含激光钻孔、激光切割以及激光开槽、标记或划线。激光加工工艺将光子能以热能或光化学能的形式输送到目标材料中。通过熔化和吹离，或通过直接汽化/消融来移除材料。
将超短脉冲激光应用于高质量激光材料处理因所述处理的极高的强度、超短脉冲持续时间(＜1皮秒)以及非接触性质而特别有用。超短脉冲激光允许精确且高效的处理，尤其在微标度下。与长脉冲激光和其它常规制造技术相比，超短脉冲激光提供对材料移除的精确控制，可结合极宽范围的材料使用，产生较低的热损害，且提供获得非常清洁的小特征的能力。这些特征使得超短脉冲激光成为用于微制造、薄膜形成、激光清洁以及医学和生物应用的有前途的工具。
然而，对衬底的激光加工趋向于导致不想要的向衬底的热量转移，从而导致受热量影响的区域。所述受热量影响的区域是目标材料上未被移除但受因激光而产生的热量影响的区。所述区域中的材料的特性可能受来自激光的热量不利地影响。因此，通常希望减少或消除超过被移除材料的热量输入，从而减少或消除受热量影响的区域。
用于激光加工的许多医学应用中的一者包含制造可径向扩大的内假体(endoprosthese)，其适于植入身体管腔中。“内假体”对应于放置在身体内的人工装置。“管腔”指代例如血管等管状器官的腔。
支架是此内假体的实例。支架是大体上圆柱形形状的装置，其用以使血管或其它解剖学管腔(例如泌尿管和胆管)的一区段保持打开且有时扩大。支架通常用于治疗血管中的动脉粥样硬化缩窄。“缩窄”是指身体通道或孔口的直径的变窄或收缩。在此些治疗中，支架加固了身体脉管，且防止脉管系统中的血管成形术后的再缩窄。“再缩窄”是指在血管或心脏瓣膜已被明显成功治疗(如通过气囊血管成形术、搭支架或瓣膜成形术)之后其中再次发生缩窄。
用支架来治疗病灶或病变部位涉及递送和部署所述支架。“递送”是指引入并输送所述支架通过身体管腔到达脉管中的需要治疗的某一区，例如病变部位。“部署”对应于使支架在管腔内在治疗区处扩大。递送和部署支架是通过将支架定位在导管的一端附近、将导管的所述端穿过皮肤插入到身体管腔中、使导管在身体管腔中向前移动到所要的治疗位置、使支架在所述治疗位置扩大且将导管从管腔移除来实现的。
在气囊可扩大支架的情况下，将支架安装在安置于导管上的气囊附近。安装支架通常涉及将支架压缩或卷曲到气囊上。接着通过使气囊充气来扩大支架。接着可使气囊放气，且抽回导管。在自扩大支架的情况下，可经由可伸缩护套或衬套将支架紧固到导管。当支架处于所要的身体位置时，可抽回护套，这允许支架自扩大。
支架必须能够满足若干个机械要求。首先，支架必须能够承受在其支撑脉管壁时强加于支架上的结构载荷，即径向压缩力。因此，支架必须拥有足够的径向强度和刚性。作为支架抵抗径向压缩力的能力的径向强度是由于围绕支架的圆周方向的强度所致。
一旦扩大，则支架必须在其服务寿命期间始终充分地维持其大小和形状，而不管其上可能要承受的各种力(包含跳动的心脏所引起的循环载荷)如何。举例来说，径向引导的力可趋向于导致支架向内退缩。一般来说，希望使向内退缩最小化。另外，支架必须拥有足够的柔性以允许卷曲、扩大和循环载荷而不破裂，破裂将不利地影响支架性能。最后，支架必须为生物相容的，以便不会触发任何不利的脉管反应。
支架的结构通常由脚手架组成，所述脚手架包含此项技术中通常称为支杆或杆臂的互连结构元件的图案或网络。此脚手架可由线、管或卷成圆柱形形状的材料片形成。将脚手架设计成使得支架可径向压缩(以允许卷曲)且径向扩大(以允许部署)。
支架已由例如金属和聚合物(包含生物可降解聚合材料)等许多材料制成。生物可降解支架在许多治疗应用中是合乎需要的，在所述应用中，支架在身体中的存在在有限的时间周期内可为必要的，直到其(例如)实现和维持脉管开放和/或药物递送的既定功能完成为止。
可通过使用激光加工在管或片上形成图案来制造支架。然而，如上文所指示，激光加工的使用可能对材料(包含聚合物)的特性具有不利影响。
发明内容
本发明的各种实施例包含一种制造多个支架的方法，其包括：提供多个聚合物管件段，其各自通过用于形成同一设计的支架中的同一类型的处理步骤单独地形成；为每一管件段确定激光功率级(能级)(power level)，以用于通过激光加工来从所述管件段中的每一管件段形成支架；以及使用为每一管件段确定的激光功率级(能级)将支架图案(stent patterns)激光加工到该管件段中，以形成多个支架，其中所述支架图案包括多个支杆，且为每一管件段确定的激光功率经选择以获得由不同管件段形成的支架图案中的可重复支杆宽度。
本发明的进一步实施例包含一种制造多个支架的方法，其包括：对多个聚合物管件段进行激光加工，以形成包括多个支杆的支架，其中所述管件段各自通过用于形成同一设计的支架中的同一类型的处理步骤单独地形成，其中为每一管件段调整激光加工的功率，以获得由不同管件段形成的支架的可重复支杆宽度。
附图说明
图1描绘支架。
图2描绘用于对管进行激光加工的机控系统的一部分的实施例。
图3描绘激光束与管相互作用的区的特写轴向图。
图4是被制作为具有两种不同程度的径向扩大的管件的支杆宽度对激光功率的曲线图。
图5A到5D描绘使用利用70mW的功率的激光形成的支架图案的图像。
图6A到6C描绘使用利用90mW的功率的激光形成的支架图案的图像。
具体实施方式
本发明的实施例涉及对聚合物管件进行激光加工以制作支架的方法，其包含设定激光系统的功率以获得可重复的支架尺寸。尽管所述方法可适用于其它激光加工技术，但所述方法尤其与对衬底的超短脉冲激光加工相关。这些实施例适合制造例如支架等可植入医学装置的精细且复杂的结构。“超短脉冲激光”是指具有比约一皮秒(＝10-12)短的宽度或持续时间的脉冲的激光。“脉冲宽度”是指光学脉冲对时间的持续时间。可以一种以上方式来定义所述持续时间。具体地说，可将脉冲持续时间定义为光学功率对时间的半高全宽(FWHM)。
超短脉冲激光可包含皮秒(picosecond)和飞秒(femtosecond)(＝10-15)激光两者。超短脉冲激光(ultrashort-pulselaser)与具有显著较长脉冲的常规连续波和长脉冲激光(纳秒(10-9)激光)清楚地区分开。明确地说，本发明方法的实施例使用飞秒激光，其具有比约10-13秒短的脉冲。飞秒激光的代表性实例包含(但不限于)Ti:蓝宝石激光(735nm到1035nm)以及准分子染料激光(excimer-dye laser)(220nm到300nm，380nm到760nm)。
如上文所指示，上述激光加工方法的实施例可用于制造例如支架等可植入医学装置。一般来说，支架可具有实际上任何与其植入其中的身体管腔相容的结构图案。通常，支架由圆周环以及支杆或杆臂的纵向延伸的互连结构元件的图案或网络组成。一般来说，支杆布置成若干图案，所述图案经设计以接触脉管的管腔壁，并维持脉管(血管)开放。
图1中展示支架的示范性结构。图1描绘支架10，其由支杆12组成。支架10具有互连圆柱形环14，其由链接支杆或连杆16链接。本文所揭示的实施例不限于制造支架，或不限于图1中所说明的支架图案。所述实施例容易适用于其它支架图案和其它装置。图案结构的变化实际上是不受限制的。所制造的支架(在卷曲和部署之前)的外径可在0.2mm到5.0mm之间。对于冠状动脉应用，所制造的支架直径为2.5mm到3.5mm。支架的长度可在约6mm到12mm之间。
本发明的实施例特别与激光加工聚合物衬底以形成支架相关，然而，所述方法可适用于例如金属和陶瓷或由聚合物、金属和陶瓷的组合组成的复合材料等其它材料。聚合物可为生物稳定的、生物可吸收的、生物可降解的或生物可蚀的。生物稳定是指不可生物降解的聚合物。术语生物可降解、生物可吸收和生物可蚀，以及经降解、经腐蚀和经吸收可互换使用，且指代在暴露于例如血液等身体流体时能够被完全腐蚀或吸收且可被身体逐渐再吸收、吸收和/或消除的聚合物。另外，可通过用活性剂或药物或包含活性剂或药物的聚合载体涂覆支架的表面来制造含药的支架。通常将药物涂层施加到在通过激光加工形成之后的支架主体或脚手架(scaffolding)。所述涂层通常比脚手架的支杆薄得多，例如所述涂层的厚度可为1到5微米，而支杆的厚度可为140到160微米。
可通过对构造进行激光加工以形成例如支架等可植入医学装置来制造所述装置。从所述构造的选定区移除材料，其导致形成所述装置的结构。明确地说，可通过用激光加工薄壁管状部件来制造支架。可通过激光加工来移除管件的选定区，以获得具有所要图案的支架。具体地说，可使光束平移或扫描过管件的表面，从而导致移除一路延伸穿过管件的壁的切口或凹口。当凹口的开始点与结束点相遇时，由所述凹口环绕的区掉落或被移除。或者或另外，可平移和旋转所述管以允许对管件进行加工。
在示范性实施例中，如图2中示意性地说明，可使用机控激光从管件切割支架。图2描绘用于对管进行激光加工的机控系统的一部分的实施例。在图2中，将管200安置在机控设备208的可旋转夹头夹具204中，用于将管件200相对于激光212定位。根据经机器编码的指令，使管200相对于也受机器控制的激光212旋转并轴向移动。所述激光从管件选择性地移除材料，从而产生切入管中的图案。因此，将管切割为完成支架的离散图案。
图3描绘与管414相互作用的激光束408的特写视图。激光束408由管414上的聚焦透镜338聚焦。管414在一端由受控旋转夹头337支撑，且在另一端由任选的管支撑销339支撑。同轴气体喷射组合件340引导冷气体喷射或流342，其经由喷嘴344喷出，所述气体喷射或流在光束切割和消融衬底时冷却经加工的表面。空气流还有助于将碎屑从凹口移除，且冷却光束附近的区。气体输入由箭头354展示。同轴气体喷射喷嘴344以经聚焦光束352为中心。在一些实施例中，所供应的冷却气体的压力在30psi与100psi之间。冷却气体的示范性流动速率在2scfh与10scfh之间。示范性冷却气体或工艺气体包含氦气、氩气、氮气或氧气。
还可能有必要在激光束414切割穿过管的顶部表面时阻挡激光束414，以防止所述光束以及熔化的材料和来自切割的碎屑撞击在管414的内部相对表面上。为此，将由心轴光束阻挡物362支撑的心轴360放置在管的内侧，且允许其在切割图案时在管348的底部上滚动。此充当远壁内径的光束/碎屑阻保护。
本发明适用于具有5到10fs、10到80、80到120fs、120到500或500到1000fs的脉冲宽度的飞秒脉冲激光。还相信，本发明适用于具有大于1000fs(1ps)、大于10ps、尤其大于10到15ps的脉冲宽度的激光。
用于用飞秒激光对聚合物进行激光加工以获得支架的重复速率通常在1kHz与5kHz之间。此激光加工的每脉冲能量通常为2到1000μJ，更窄地，20到30μJ。此激光加工的流量(通量)(fluence)通常为1到20J/cm2，或更窄地，5到15J/cm2。光束的每脉冲平均功率或功率可为10到1000mW，或更窄地，50到150mW。固定和可变波长激光可用于对聚合物进行激光加工。示范性固定波长激光可具有248nm、532nm或800nm的波长。
本发明的实施例涉及确定用于对聚合物管件进行激光加工的飞秒激光的功率。为管件段确定功率，其减少或消除不合需要的切割效应。与在激光加工之前分别处理的其它管件段相比，功率确定还提供可重复的支架尺寸，例如支杆宽度。
所述方法的实施例包含提供多个聚合物管件段，其各自通过用于形成同一设计的支架的同一类型的处理步骤分别形成。所述同一设计涉及例如支架图案以及支架图案的结构元件或支杆的尺寸等特征，包含厚度和宽度。设计的其它特征包含例如径向强度和断裂韧度等机械特性。额外特征包含形态学特性，例如聚合物定向、结晶性以及半晶质聚合物的晶粒大小。执行对支架前驱物构造或管件段的处理，使得这些特征对于在不同时间制作的管件段尽可能接近。
对于每一管件段，确定激光功率级以用于通过激光加工从所述管件段中的每一管件段形成支架。所述方法进一步包含使用针对每一管件段确定的激光功率级将支架图案激光加工到管件段中，以形成多个支架。支架图案包含多个支杆。针对每一管件段确定的激光功率经选择以获得由不同管件段形成的支架图案中的可重复支杆宽度。
本发明的发明人已使用飞秒激光(120fs，流量＝10±5)来对PLLA管进行加工以形成支架。将加工功率设定为相信显著高于加工穿过管件以形成支杆所需的最小值的值。本发明的发明人针对所有批次的管件使用了同一功率。一“批”管件是指在给定时间制作或处理的管件段，例如一批挤出并接着径向扩大的管件。
具体地说，本发明的发明人意外地发现，用同一激光以同一功率对不同批次进行激光加工得出了具有不同质量和支杆宽度的支架。所述不同批次具有相同材料PLLA，且全部具有相同的壁厚度。所述不同批次是在不同时间在相同的处理条件或仅稍稍不同的处理条件下制作的。
本发明的发明人观察到，从对不同批次的管件进行激光加工获得的经加工支架的质量和支架尺寸对激光功率极其敏感。“质量”指代经切割支架图案的若干方面。一个方面是切口的光滑程度。质量较差的切口可在切口表面上具有粗糙部分，例如毛边，其是指从过量的切掉区段撕下的未切割材料。质量较差的切割的另一方面为“闪光”，其是指作为大到足以产生反射性表面的颗粒的经重新沉积的材料。支架图案的若干部分中的过量熔化是质量较差切口的另一特性。质量较差的支架图案的另一特性是岛状物，其为管件的不既定成为支架图案的部分的若干部分，其并不从切割图案掉落，因为由凹口环绕的区仍附接到支杆。岛状物可在光束的功率不足以在光束在待移除区周围行进时一致地一路切割穿过管件壁时产生。
加工不同批次的管件的差异是对可能由不同批次的管件中的聚合物的形态学变化引起的对功率的敏感性。形态学差异可由处理条件的甚至最轻微差异引起。处理条件的甚至轻微差异也将可能导致管件批次之间的这些形态学变化。然而，发明人不知道的是在加工之前处理条件的这些微小变化可能对切割质量和支杆尺寸具有此重大影响。发明人已发现，通过调整用于不同批次的管件的功率来补偿对这些变化的意外敏感性是必需的。
上文所提到的处理包含使用挤出工艺来从聚合物树脂形成管，接着径向扩大并轴向伸长所述管。通过在经扩大并伸长的管中激光加工支架图案来形成支架。径向扩大并轴向伸长所述管，以增加所述管及从其制作的支架的径向强度和断裂韧度。
半晶质聚合物(例如PLLA)包含由非晶区分离或环绕的结晶区。形态学包含(但不限于)结晶性程度、聚合物链的分子定向以及晶粒大小。分子定向是指聚合物链沿聚合物链的纵向或共价轴的相对定向。所述定向可指代结晶薄层的定向，且指代非晶区中的聚合物链的定向。
关于通过挤出来制作管，挤出机的代表性实例包含单螺纹挤出机、交织共同旋转和逆向旋转的双螺纹挤出机，以及其它多螺纹粉碎挤出机。举例来说，可用1”单螺纹挤出机来形成用于支架的管件。挤出机中的温度范围比聚合物的Tm高至少20℃。举例来说，PLLA挤出的示范性温度范围为200到225℃。PLLA管件的其它示范性处理条件包含在挤出机中近似10分钟的驻留时间、室温水浴中的淬火、3/4英寸的裸片(die)/淬火距离、16ft/min的拉动速率、2000psi的卷筒压力以及近似3∶1的拉伸比【模具ID(ID die)与被拉管的ID的比】。
分别通过增加管内部的压力和沿管的圆柱轴施加张力来径向扩大和轴向伸长聚合管。通过将流体传送到管中以增加管中的内部压力来增加管内部的压力。优选的是，在一端施加张力，同时保持另一端静止。将管加热到在聚合物的玻璃转变温度(Tg)与熔化温度(Tm)之间的温度，以允许管的径向扩大和轴向伸长。
在工艺的开始，将管定位在圆柱形部件或模具中。调整工艺参数，使得管抵靠模具的内部表面而扩大，使得经扩大的管的外径为模具的内径。密封或堵塞管的一端，且在聚合物管的另一端中传送例如空气、氮气、氧气、氩气等气体，以增加管中的压力。
通过例如将温暖气体吹到管的一部分上的喷嘴等加热源来加热所述管。沿管的圆柱轴将喷嘴从近端平移到远端，在其平移时将温暖气体吹到模具的轴向区段或部分上，所述气体加热模具的所述轴向区段或部分，以及模具内的管的轴向区段或部分。调整温度和喷嘴速率，使得随着喷嘴平移，受热部分扩大。径向扩大跟随平移的喷嘴，且沿管的圆柱轴传播。随着喷嘴平移，以指定速率拉动管的一端，所述指定速率优选是恒定的。
调整喷嘴速率和拉动速率，使得扩大和轴向伸长在同一时间开始，且在同一时间完成。另外，喷嘴速率和拉动速率优选为恒定的，因为变形的聚合物的特性大体上取决于变形的速率。
在扩大和伸长之前，将管预热到接近变形温度。可通过沿管的长度平移的喷嘴来执行预热，而不增加压力和张力。在扩大和伸长完成之后，使聚合物管冷却，或允许其在减小压力和/或减小张力之前或之后冷却到低于其Tg。使管冷却有助于确保管在其形成之后维持恰当的形状、大小和长度。以所述方式扩大的管件段被视为一“批”管件。
处理条件在批次之间的任何轻微变化均可导致批次之间的形态学差异。变化可由对处理条件的调整引起，使得扩大以所需要的方式发生，如上文所述。处理条件的这些轻微变化意外地更改获得具有可重复支杆尺寸的高质量经加工支架的功率要求。
用于PLLA管变形的示范性处理条件包含75到130℃的变形温度、110到140psi的扩大压力、0.2到1.2mm/s的喷嘴平移速率、0.4到4.0mm/s的拉动速率。
管的径向扩大的百分比程度(％RE)为100％×(经扩大管的内径/管的原始内径-1)。轴向伸长的百分比程度(％AE)为：100％×(经伸长管的长度/管的原始长度-1)。示范性％RE为200到500％，且％AE为20到200％。由此制作的示范性经扩大PLLA管和支架的结晶性程度为20到50％，或更窄地，45到50％。
除为了质量和可重复性而选择功率之外，还选择功率以减小经加工衬底的受热量影响的区域。如上文所提到，所述受热量影响的区域是目标材料上未被移除但受因激光而产生的热量影响的区。在受热量影响的区域中，所述区域中的材料的特性依据距离而变化。可通过减少或消除受热量影响的区域的特性的变化来增加支架性能。支架性能包含具有足以维持开放、低退缩以及对卷曲和部署后的碎裂的抵抗力的高径向强度。
发明人已发现，受热量影响的区域中的特性的变化取决于功率。随着功率增加，深度和特性的变化改变。这已由纳米压痕结果证明。因此，较低功率是优选的。
在本发明的一些实施例中，用于从选定管件批次制作支架的选定加工功率包含为激光切割一路穿过管件壁的凹口或通道确定近似阈值功率级。阈值功率可对应于在激光束扫描过管件的长度时允许激光束完全切穿所述长度的功率级，而不管管件的不同部分中的厚度和特性的轻微变化。在激光沿所述长度扫描时，产生沿所述长度的一路切穿的部分以及沿所述长度的未切穿的部分的功率级(能级)低于阈值功率。用于确定阈值功率的此区段的长度可为0.2到20mm，或更窄地，0.2到0.5mm、0.5到1mm、1到5mm、5到10mm或10到20mm。
每一批次的管件可具有不同的阈值功率级。材料的任何差异或改变(例如厚度、百分比径向扩大、百分比轴向伸长或结晶性)可更改阈值功率。发明人已发现，不同批次的PLLA管件具有不同的阈值功率级。
在一些实施例中，阈值功率可为支架切割功率，其为用于从一批管件激光加工支架的功率。在其它实施例中，支架切割功率级可高于阈值功率。在此些实施例中，示范性支架切割功率级可为A×阈值功率，其中“A”介于100％与120％之间，或更窄地，介于100％与110％之间。“A”可介于100％与102％之间、102％与105％之间、105％与108％之间、108％与112％之间，或112％与120％之间。在其它实施例中，A可大于在120％与150％之间，或大于150％。
发明人已发现，优选的支架切割功率级为阈值功率级的110％。在一些实施例中，使用所述功率切割的支架图案不具有或几乎不具有毛边、闪光或熔化部分。
在一些实施例中，可通过首先选择相信用以切割一路穿过管件壁的凹口或通道的初始功率级来确定阈值功率，如上文所述。接着通过以初始功率级加工管件的长度来检验假设。接着，以低于初始功率的功率级来加工管件的长度，且检查加工部分。通过使离散步骤的功率降低来重复所述工艺，直到找到在激光扫描过经加工长度之后产生沿经加工长度的一路切穿的部分以及未切穿的部分的功率级(“亚阈值功率”)为止。
在一些实施例中，可将所选择的大于亚阈值功率的最低功率级选择为阈值功率。在其它实施例中，可测试两个最低功率级之间的一个或一个以上额外功率级，以获得阈值功率的较准确值。
实例
下文所陈述的实例和实验数据仅用于说明性目的，且无意限制本发明。给出以下实例是为了帮助理解本发明，但将理解，本发明不限于实例的特定材料或程序。
实例集合1
以下实例集合描述为四批PLLA管件确定激光加工功率的结果。通过挤出工艺从100％PLLA树脂形成每一批管件。管件的尺寸(挤出尺寸)为：外径(OD)＝0.0066英寸，且内径(ID)＝0.0025英寸。挤出的PLLA管根据上文所述的工艺而径向扩大。目标％RE为400％。
钛-蓝宝石固定波长激光结合800nm的波长使用。激光的脉冲宽度在95到120ps的范围内，其中重复速率为5kHz。流量在10±5kJ/cm2之间。对于给定激光，发现每一批次已确定不同的选定加工功率。另外，对于给定批次的管件，选定加工功率针对每一激光而不同。为各批次管件确定的选定加工功率(110％×阈值功率)在90到140mW之间。
表1提供针对三个不同激光为四批管件确定的选定加工功率。表2中给出每一批管件的变形参数。
表1.为四个批次和三个激光确定的管件的选定加工功率。
Figure BDA0000140622120000091
表2.表1中所列出的管件批次的变形参数。
  变形参数   批次1   批次2   批次3   批次4
  扩大热量(F)   166   185   178   180
  扩大空气流(scfh)   60   60   60   60
  预热展宽(Dwell)(秒)   32   30   38   32
  加热喷嘴速度(mm/s)   0.32   0.30   .38   .32
  扩大压力(psi)   110   130   110   115
  遍数(Number of Passes)   1   1   1   1
  初始张力位置(mm)   25   25   25   25
  预张力(克)   180   180   180   180
  设定热量(F)   32   32   32   32
  设定空气流(scfh)   20   20   20   20
  设定热量展宽(分钟)   0   0   0   0
  冷却时间(秒)   30   30   30   30
  管件开始OD(thou in)   66   66   66   66
  管件开始ID(thou in)   25   25   25   25
  管件结束OD(thou in)   136   136   136   136
  管件结束ID(thou in)   124.2   124.2   124.2   124.2
实例集合2
研究功率和径向扩大程度对支杆宽度的影响。
发明人观察到，当使用同一功率对不同批次的管件进行加工时，未获得可重复的支杆宽度。发明人还观察到，对于给定功率，以不同的径向扩展程度从管件获得不同的支杆宽度。必须每次调整激光功率以获得所要的支杆宽度。
通过用两个不同％RE(300％和400％)以若干功率级(能级)对两个PLLA管进行激光加工来研究功率和径向扩大程度的影响。测量所述支架中的每一支杆宽度，以确定功率对支杆宽度的影响。经扩大的管的经扩大内径和外径近似相同。[具有针对每一群组的管件厚度？]
表3中展示支杆宽度数据的概述，且图4中标绘数据。
表3.展示支杆宽度对功率和径向扩大的依赖性的激光加工数据。
  ％RE   功率   支杆宽度(英寸)
  300   80   0.00674
  300   90   0.00659
  300   103   0.00653
  300   123   0.00642
  300   145   0.00636
  400   70   0.00704
  400   90   0.00693
  400   120   0.00683
表3和图4中的数据证明以下事实：
1.当对给定批次的管件进行激光加工时，随着功率增加，支杆宽度减小。此趋势在具有所研究的两个不同径向扩大的管件上明显。
2.径向扩大的程度影响支杆宽度。
用同一激光和同一支架图案程序来切割所述两个群组。用根据销规校准的基恩斯(Keyence)光学显微镜在200倍下取得测量结果。功率依赖性表明，如果将同一功率用于所有管，那么将获得不同的支杆宽度。
实例集合3
在两个不同功率级下从PLLA管切割的支架图案显示功率对切割质量的影响。PLLA管的径向扩大程度为400％。经扩大的管件具有0.136的OD，以及0.006英寸的标称壁厚度。激光的脉冲宽度为92fs，且吹氦气的冷却喷嘴的高度为0.35。排气量为1150ft/min。[这是什么？]在两个功率级(70mW和90mW)下切割支架图案。
用70mW的功率级和4scfh的氦冷却流气体切割的支架图案具有毛边、粗糙度和岛状物。图5A到5D是在这些条件下切割的支架图案的若干部分的示范性图像。图5A说明岛状物和毛边。图5B展示毛边。图5C展示粗糙度。图5D展示毛边和闪光。
图6A到6C是用90mW的功率级切割的支架图案的若干部分的示范性图像。图6A到6B是用4scfh的氦冷却气体流切割的部分，且图6C是用6scfh的流切割的部分。如图6A到6B中所示，毛边不再存在，然而熔化和闪光存在。氦流从4升高到5，但熔化和闪光仍存在(未图示)。如图6C中所示，在所述流增加到6scfh之后，熔化和闪光不再存在。
如本文所使用，“大体上相同”或“几乎相同”可指代在0.01％到5％内。
虽然已展示并描述了本发明的特定实施例，但所属领域的技术人员将明白，可在较广方面中不脱离本发明的情况下，作出改变和修改。因此，所附权利要求书将在其范围内包含属于本发明的真实精神和范围的所有此类改变和修改。

Claims (18)

1.一种制造多个支架的方法，其包括：
提供多个聚合物管件段，其各自通过用于形成同一设计的支架中的同一类型的处理步骤单独地形成；
针对每一管件段确定激光功率级，以用于通过激光加工从所述管件段中的每一者形成支架；以及
使用针对每一管件段确定的所述激光功率级将支架图案激光加工到所述管件段中，以形成多个支架，
其中所述支架图案包括多个支杆，且针对每一管件段确定的所述激光功率经选择以获得由所述不同管件段形成的所述支架图案中的可重复支杆宽度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中针对每一管件段的所述激光功率级为A×阈值功率，所述阈值功率是提供完全穿过选定管件段的壁的通道的最小功率，且A介于100％与120％之间且针对每一管件段相同。
3.根据权利要求2所述的方法，其中A介于108％与112％之间。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光功率级针对所述管件段中的至少两个管件段不同。
5.根据权利要求1所述的方法，其中每一管件段由相同材料制成，且具有相同或大体上相同的壁厚度和外径。
6.根据权利要求1所述的方法，其中脉冲宽度、重复率以及流量在对所述管件段中的每一者的所述激光加工中是相同的。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述处理步骤包括管件挤出以及所挤出的管的径向扩大，所述方法进一步包括挤出多个管件段，以及径向扩大所述所挤出的管件段以形成所述多个管件段。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光是具有介于95到120fs之间的脉冲宽度的飞秒激光。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述管件段由PLLA制成。
10.根据权利要求1所述的方法，其中使用所述所确定的激光功率级形成的所述支架不具有包含毛边、闪光和熔化部分在内的缺陷。
11.根据权利要求1所述的方法，其中激光加工参数包含95到120fs的脉冲宽度、2.5到5kHz的重复率、0.2到0.3mW的功率级以及5到15J/cm2的流量。
12.一种制造多个支架的方法，其包括：
对多个聚合物管件段进行激光加工，以形成包括多个支杆的支架，
其中所述管件段各自通过用于形成同一设计的支架中的同一类型的处理步骤单独地形成，
其中针对每一管件段调整所述激光加工的功率，以获得由不同管件段形成的支架的可重复支杆宽度。
13.根据权利要求12所述的方法，其中每一管件段由相同的半晶质聚合物材料制成，且每一管件段具有相同或大体上相同的壁厚度和外径。
14.根据权利要求12所述的方法，其中针对每一管件段的所述经调整功率不同于针对其它管件段的所述经调整功率。
15.根据权利要求12所述的方法，其中每一管件段的所述处理步骤的至少一个处理参数不同，且所述经处理的管件段的形态取决于所述至少一个参数。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述处理步骤包括管件挤出以及所挤出的管的径向扩大，所述方法进一步包括挤出多个管件段，以及径向扩大所述所挤出的管件段以形成所述多个管件段。
17.根据权利要求12所述的方法，其中用具有80到120fs的脉冲宽度的激光来执行激光加工。
18.根据权利要求12所述的方法，其中用具有10到15ps的脉冲宽度的激光来执行激光加工。
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Application publication date: 20120530

Assignee: Shanghai Abbott Medical Instrument Technology Co., Ltd.

Assignor: Abbott Cardiovascular Systems

Contract record no.: 2016990000117

Denomination of invention: Method for manufacturing stents

Granted publication date: 20150401

License type: Common License

Record date: 20160328

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Granted publication date: 20150401

Termination date: 20170903