CN103429191B - 用于微图案向医疗装置上的质量转移的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是针对微尺寸特征/结构到支架的内径ID表面上的质量转移/制造的新方法。此新方法是通过穿通掩模电微加工的技术来提供。一个实施例揭示了使用特定为加工微尺寸特征/结构而配置的定制电极来将电微加工应用于支架的ID。

Description

用于微图案向医疗装置上的质量转移的方法
技术领域
本发明大体上涉及用于局部缺血疾病的处理的治疗组织工程化装置。更具体来说，本申请案涉及将微尺寸微图案结构以电化学方式加工到气球膨胀(Bx)或自膨胀(Sx)支架的内径上的过程。
背景技术
可用于在医疗装置的内径上制造微尺寸特征的替代技术包含直接激光消融、金属压印/压制和光刻/湿式蚀刻。据信，这些技术都没有可能部分地或完全地用于上文提到的过程中来在医疗装置的内径上实现微尺寸特征。本发明解决了这些问题以及其它问题。
发明内容
本文提供用于微尺寸特征/结构到支架的内径表面上的质量转移/制造的方法和系统。在医疗装置上产生微图案的方法大体上包括：提供金属电极阴极、涂覆金属电极的外径的不导电掩模，和医疗装置阳极；通过涂覆金属电极阴极来得到不导电掩模；在掩模上图案化所需特征；以及随后通过电化学微加工将所需特征转移到医疗装置阳极上。在一个实施例中，此方法涉及使用电极/不导电掩模/支架组合件。
所述方法和系统部分地在随后的描述中陈述，且部分地将从描述中显而易见，或可通过方法、组合物和系统的实践而了解。在一个实施例中，通过穿通掩模电化学微加工提供新方法。本申请案揭示了使用特定为加工微尺寸特征/结构而配置的定制电极来将电化学微加工应用于支架的内径。
附图说明
图1是嵌入在患者的动脉壁内的血管内支架的一部分的局部横截面透视图；
图2是如图2表示的图1的轮廓部分的分解图；
图3是在时间过去之后对应于图1的局部横截面透视图；
图4是如图4表示的图3的轮廓部分的分解图；
图5是在进一步时间过去之后图1和3的支架和动脉的局部横截面图；
图6是如图6表示的图5的轮廓部分的分解图；
图7是沿着图5的线7-7截取的图5的支架和动脉的局部横截面图，且说明快速内皮化导致覆盖支架的薄新生内膜层；
图8A是血管内支架的侧视立面图；
图8B是图8A的血管内支架的一部分的放大透视图；
图9是用于电化学微加工的微图案化电极-植入物配置的透视图；
图10到14是微图案的分解图的各种实施例，说明根据一个实施例的微图案的各种实施例的各种横截面配置和特性；
图15是用于电化学微加工的微图案化电极-支架配置的末端区段的放大透视图，其展示支架/植入物(+)、图案化聚合物/不导电掩模和金属电极(-)；
图16是用于电化学微加工的微图案化电极-植入物的中间区段的透视图；
图17是电化学微加工后的微图案化支架/植入物的放大透视图；
图18是具有约25到40微米的电极聚合物厚度的在圆周方向上定向的微图案化图案的放大透视图；
图19是经由电化学微加工而加工到支架的内径上的微图案结构的低放大率的显微照片；
图20是经由电化学微加工而加工到支架的内径上的在支架的接头处的微图案结构的低放大率的显微照片；
图21是经由电化学微加工而加工到支架的内径上的在支架上的微图案结构的电子图像。
具体实施方式
本发明的上述和其它特征从结合附图阅读的示范性实施例的以下详细描述中显而易见。详细描述和附图仅说明本发明而不是限制，本发明的范围由所附权利要求书及其等效物界定。
参见图1和2，说明血管内支架200，其与动脉壁210接合而安置在动脉290内。仅为了说明性目的，图1到6中所示的血管内支架200是PalmazTM气球膨胀支架，如此项技术中已知，支架200具有内径201和外径202。图1和2说明支架200在其已放置于动脉290内之后以及在支架200已嵌入到动脉壁210中之后短时间的情况，如此项技术中已知。图1和2说明的内容可大体上表征为血管内支架的正确放置。支架200优选地包含多个金属部件或支杆203，其可由不锈钢或其它金属材料制造，如此项技术中已知。如图1和2中说明，支架200的正确放置导致在支杆203已嵌入于动脉壁210中之后，组织丘211在支杆203之间突出。支杆203还在动脉壁210中形成槽或线性凹陷204。取决于动脉290的阻塞程度以及在支架200的放置之前利用的工具的类型和量，组织丘211可保持内皮细胞(未图示)。替代的医疗装置可与本文揭示的凹槽一起使用，例如嫁接器、过滤器、植入物或可能需要凹槽或要求内皮化的任何其它装置。
参见图3和4，在时间过去之后，血栓215的薄层快速地填充凹陷204，且覆盖支架200的内径201。如图4中所见，血栓215的边缘216朝向在支杆203之间突出的组织丘211羽化。保持在组织丘211上的内皮细胞可提供动脉壁210的再内皮化。
参见图5和6，动脉壁210的内皮再生以多中心方式进行，如箭头217说明，其中内皮细胞迁移到由血栓215覆盖的支架200的支杆203上。假设支架200已经适当植入或放置，如图1和2中说明，令人满意的快速内皮化得到了薄组织层218，如图7中所示。如此项技术中已知，为了达到支架200的适当放置或嵌入，支架200必须稍微过膨胀。在支架200为气球膨胀支架的情况下，为支架200的最终膨胀选择的气球直径必须比邻近于植入位点的动脉或脉管的匹配直径大10％到15％。如图7所示，动脉290的内腔219的直径Di是令人满意的。如果动脉壁210的再内皮化是因支架的欠膨胀或因在支架放置之前或期间动脉壁的过量剥露来削弱，那么发生缓慢的再内皮化。这导致增加的血栓沉积、肌肉细胞的增殖以及减小的内腔直径Di(由于较厚的新生内膜层的形成)。
参见图8A和8B，说明根据一个实施例的血管内支架300。仅为了说明性目的，血管内支架300的结构说明为Palmaz.TM气球膨胀支架，如此项技术中已知，是以其初始未膨胀配置来说明。应了解，本文揭示的实施例的改进据信适合用于具有任何构造或由任何材料制成的任何血管内支架，如下文将描述。类似地，本文揭示的实施例在用于制造血管内支架的方法中的改进据信适用于制造任何类型的血管内支架，如下文也将描述。
在一个实施例中，血管内支架300大体上由管状圆柱形元件组成，其具有界定支架的内径301和外径302的支架壁。如图8A和8B中所示，多个第一结构元件310围绕支架的圆周轴314形成阵列且沿着支架的纵轴316大体上平行地延伸。多个第二结构元件312大体上平行于支架的圆周轴314而定向，且将所述多个第一结构元件310的邻近对互连。多个第二结构元件312中的每一者具有大体上正弦配置，其具有至少一个完整的正弦曲线，即在相对于血管内支架的纵轴316的近方向和远方向上都具有正和负振幅，其在第一结构元件310的邻近对之间相对着。在第二结构元件312中的每一者中形成多个峰312a和多个谷312b。所述多个峰312a和所述多个谷312b可沿着所述多个第二结构元件312中的每一者的纵轴316具有规则或不规则的周期性，或所述多个第二结构元件312中的每一者可具有规则周期性的区和不规则周期性的区。在所述多个第一结构部件310中的每一者中形成多个柔性区318。所述多个柔性区318中的每一者形成为第一结构元件310的缩窄区，且可具有V形或正弦曲线配置(图15和16中所示)，其在圆周上从所述多个第一结构元件310中的每一者突出。预期所述多个柔性区318中的一者沿着第一结构元件310定位于第二结构元件312的邻近对的中间。
所述多个第一结构元件310和所述多个第二结构元件312优选由选自由以下各项组成的群组的材料制成：元素钛、钒、铝、镍、钽、锆、铬、银、金、硅、镁、铌、钪、铂、钴、钯、锰、钼及其合金，以及镍钛诺和不锈钢。所述多个第一结构元件310和所述多个第二结构元件312可由相同材料或不同材料制成，且具有相同材料性质或具有不同材料性质。术语材料性质既定涵盖物理性质，包含例如且不限于弹性、抗拉强度、机械性质、硬度、本体和/或表面粒度大小、粒度组成、粒度边界大小以及粒内和粒间沉淀物。类似地，为所述多个第一结构元件310和所述多个第二结构元件312选择的材料可选择为具有相同或不同的化学性质。术语材料性质既定涵盖所述材料在植入到身体中之后可能经历的任何化学反应和状态改变以及在植入之后身体对所述材料的生理反应。
如图8A中说明，血管内支架或支架300具有内径301和外径302，外径302通常以对接关系嵌入到动脉壁210中。根据一个实施例，支架300的内径301具备微图案400(图9中所示)。一个实施例的微图案400可通过经由穿通掩模电化学微加工(ECμM)对微图案进行质量转移而提供于支架300的内径或近腔表面301中或上，如下文将更详细描述。仅为了说明性目的，图9到21中将微图案展示为多个线性凹槽结构。应了解，微图案可以广泛多种形状、结构和图案来提供，例如且不限于波结构、交叉影线图案或同心圆，如下文更完整描述。支架大体上具有内径或近腔表面以及外径或腔内表面，即接触内腔、血管、腔和类似物的表面。
如图9所示，根据一个实施例，微图案400可以其纵轴与支架300的纵轴316大体上平行安置来安置。或者，微图案400的纵轴可大体上垂直于支架300的纵轴316而安置，如图18所示，或微图案的纵轴可相对于支架300的纵轴316成钝角或锐角而安置。微图案相对于纵轴316形成的角度取决于相对于支架300的纵轴316从哪一方向测量所述角度而为锐角或钝角。微图案400相对于纵轴的角度的选择可根据医疗装置的放置、内皮细胞的类型和/或内皮细胞的生长方向来选择。
多个微图案400可安置在支架300的内径301上。所述多个微图案可以蜿蜒方式或以交叉影线方式提供。应注意，所述多个微图案的角度安置和位置将依据支架300在动脉201(图1)内的膨胀而变化和更改，且支架300在图9中以其未膨胀配置来说明。应进一步注意，如先前论述，微图案的质量转移可提供于任何血管内支架的内径中或上，以便增加内皮细胞在血管内支架的内径上的迁移速率。
大体上，微图案400具有宽度W、深度D和长度L。宽度W和深度D沿着微图案400的长度L可相同且不变化。或者，微图案的宽度W可沿着微图案400的长度L而变化。或者，微图案的深度D可沿着长度L而变化。或者，微图案400的宽度W和深度D可沿着长度L而变化。类似地，如同结合图9描述的微图案400的位置和角度安置，微图案400的宽度W、深度D和长度L可按需要变化，且在支架300的内径301上可安置不同类型的微图案400。
按需要，微图案400的横截面配置可沿着微图案的长度L而变化，或微图案的横截面配置可沿着长度不变化。微图案400的横截面配置可围绕微图案400的纵轴410大体上对称，或至少一个微图案的横截面配置可围绕纵轴410大体上不对称。微图案400的横截面配置可采取多种形状，且包含大体上如下形状的那些横截面配置：正方形(图10)、U形(图11)、三角形或V形(图12)、矩形(图13)，和三角形或键槽形(图14)。每一微图案400的壁表面303可大体上光滑。
微图案400的深度D可属于大约1/2到大约10微米的范围内。然而，微图案400的深度D绝不会超过支架300的内径301与外径302之间的距离。微图案400的宽度W可属于大约2到大约40微米的范围内。当然，宽度W和深度D可不同于上述范围，只要内皮细胞到支架300上的迁移速率不被削弱即可。微图案400的长度L可延伸支架300的整个长度，例如图9的微图案400，或微图案的长度L′可小于支架300的整个长度，例如图18的微图案400。微图案可沿着支架300的内径301的长度为连续的或不连续的。
根据一个实施例，支架300的内径301的尚未具备微图案400的部分可具有任何合适或所需的表面光洁度，例如电抛光表面，如此项技术中已知，或可具备所需的任何表面光洁度或涂层，据信当根据一个实施例的微图案400安置或提供于血管内支架300的内径301上或中时，在支架300的植入之后，内皮细胞在支架300的内径301上的迁移速率将增加超过在内径301不具备根据一个实施例的微图案400的情况下将获得的迁移速率。
为了制造在支架的内径中安置有质量转移微图案的血管内支架，一个实施例提供了用于经由穿通掩模ECμM将微图案质量转移到血管内支架的内径上的方法。
参见图9和15，微图案化血管内支架/电极穿通掩模ECμM组合件402的配置包括金属电极380、安置于电极360的外径上的不导电掩模340，以及血管内支架/植入物300。用于穿通掩模ECμM过程的微图案化掩蔽电极/血管内支架配置还在图16和18中展示。图9、15和16中所示的配置说明经掩蔽电极350，其平行于支架300的纵轴316而定向，具有也平行于血管内支架300的纵轴316的微图案400。图18所示的配置展示经掩蔽电极350，其平行于支架300的纵轴316而定向，具有垂直于血管内支架300的纵轴316的微图案400。
如图15所示，穿通掩模ECμM过程涉及首先通过用不导电掩模340涂覆金属电极360的外径来得到经掩蔽电极350，经由激光消融或其它技术在经掩蔽电极350的外径上赋予微图案400，在微图案化经掩蔽电极350上安装血管内支架300，使得支架的内径301与微图案化经掩蔽电极350接触，且随后经由穿通掩模ECμM将经掩蔽电极350的外径上的微图案400特征质量转移到血管内支架/植入物的内径301上。在加工过程期间，施加直流或脉冲电流、电压和/或其组合达指定时间量或电荷量，之后将所述组合件从电解质溶液移除、清洗并干燥。随后，将血管内支架300从经掩蔽电极350移除且在检查时，支架的内径301将显示微图案400，如图17、19和20中所示。
血管内支架的内径301上的所显示微图案特征是通过电流的相异界定通道的微加工的结果，使得当在经掩蔽电极350与支架的内径301之间施加电位时，仅暴露于这些电流通道的那些区域将经历氧化过程M0(s)+电子-＞M+(aq)。所界定通道基本上是导电路径，溶解将通过所述路径而发生。通道在一侧上由经掩蔽电极350界定且在另一侧上由支架的内径301界定，该通道界定如本文使用的“加工间隙”。加工间隙的大小较大程度地随着赋予在图案化电极上的特征大小而变，且因此可在不同应用之间变化。举例来说，用于加工相对浅的微尺寸微图案以促进内皮功能的工作关系可不同于经设计以装载治疗试剂的较大特征。使加工专门仅用于血管内支架300的最接近电极380的那些表面，又使基本上没有足够电流密度来起始主动溶解的支架的远表面302在加工过程期间为钝化的(无溶解)。大体上，所有加工间隙、电极图案、植入物上的目标图案等等的尺寸属性可能彼此在相同的数量级内。加工参数的体系可经选择以与支架/电极组合件的构造相关联，以允许在最接近反电极表面的位点处发生主动加工，这将通过加工间隙来进行。
加工速率是取决于传递的电流量和电流传递的持续时间而可加工不同金属的速率。电极间距离(加工间隙)将在电流分布中具有某种作用，且因此可在某种程度上影响加工速率。
电化学加工中的脉冲电流常规上利用DC输入作为功率源。然而替代技术采用高频脉冲电压来达到较好的分辨率。所施加电压波形在界定经微ECM的部分的型面质量和表面光洁度方面起到关键作用。通过使用GHz范围左右的超高频输入，电化学反应被限于紧密接近的电极区，其远超过仅由DC电压中的电解电流密度界定的0.1mm有限空间分辨率。在脉冲接通时间期间执行加工，且脉冲断开时间保持足够长以耗散在脉冲接通时间期间形成的受热电解质和产生的气体。通过较高频率，经加工腔直径收敛到工具直径。另一方面，增加的振幅将在给定时间内增加移除的材料，因为通过供应较多电力驱动了较多电子。
虽然材料移除速率可由反应速率决定，但从加工区的冲刷走反应产物对于高效加工也是重要的。理想的流动模式和速率的选择对于获得最佳结果是很重要的。流动路径中的梯度直接影响了表面光洁度和切割深度。经由将支架/电极组合件简单浸没到电解液中并轻轻搅拌外围电解液来将微尺寸特征转移到支架的内径上的能力。在其它实施例中可采用在加工间隙内的较强制的搅动。
微ECM设置大多具有用于可重复加工的致动机制。在一个设置上两种类型的致动是可能的，且其也界定控制机制的类型：开环和闭环控制。定位系统可为开环或闭环的。
可由不锈钢、黄铜、铜、石墨、钼、银、钨、铂等的组件制成的金属电极380经涂覆或改质以使其外径360为不导电的。这可通过用聚合物、陶瓷、氧化物或任何其它不导电材料涂覆金属电极360的外径来实现。例如且不限于苯酚及其衍生物、苯二胺和过氧化或电非活性聚吡咯的聚合物可用作所述不导电涂覆材料。涂覆过程可通过浸渍、喷涂、空气刷、层压或其它化学或物理气相沉积技术来实行。
接着将具有从数百埃直到若干微米的范围的厚度(优选厚度在约25微米到40微米之间)的此不导电层340图案化，之后对血管内支架的内径301进行加工。不导电层340的厚度可在针对特定材料/设备组合的涂覆过程期间通过检查或测量来优化。图案化可经由激光消融来完成，尤其是使用超短脉冲飞秒激光或具有实现所需尺寸的电极图案的能力的其它技术来完成。
激光消融技术涉及消融不导电掩模材料340以使得所需图案形成于经掩蔽电极350上。可使用广泛多种激光系统，从9.3到11微米之间的波长的微秒脉冲红外CO2气体激光，到157到353nmUV波长范围中的飞秒至纳秒脉冲受激准分子气体激光器(即，纳秒氟化氩(ArF)受激准分子激光器系统、纳秒氯化氙(XeCl)受激准分子激光器系统，或飞秒氟化氪(KrF)受激准分子激光器系统)以及266到1060nm的波长之间的飞秒至纳秒脉冲固态激光器(即，中间红外波长区中的纳秒Er:YAG激光器)。
在一个实施例中，采用1550nm超短脉冲飞秒激光器，其具有约50微焦的每脉冲能量加上约5％，约5瓦或7.5瓦的平均功率，小于1.0ps的脉冲宽度(通常约850fs)，大于约50MW的峰值功率，以及约100kHz到约150kHz的重复速率。在激光消融图案化中使用的脉冲频率随着固态、液态或气态目标而变化，因为其在高电能的施加期间经过复杂的相变。在一个实施例中，采用的激光消融过程具有25kHz的充满速率，或者，激光消融过程具有在约1到50kHz之间的充满速率。在无任何不需要的热影响区的情况下1到2微米的图案分辨率是可实现的。因此，激光具有消融掩模材料从而只有最少到没有热影响或重铸(冷消融)且因此允许保留尺寸特征的能力。
可用于以飞秒激光方法图案化基于聚合物和陶瓷的掩模的覆盖气体包含氩、氦和两者的混合物。没有热效应且不需要使激光图案化电极经受后续光洁度操作允许了较快的工艺周转时间、较好的特征质量和尺寸保持以及将特征尺寸按比例缩小到单一至亚微米尺度的机会。为了使飞秒、皮秒和纳秒脉冲全部适用，可采用发声脉冲放大型(CPA)基于Ti-蓝宝石的激光系统。
赋予经掩蔽电极350上的微图案400应具有与用于待适当加工的层的不导电层340的厚度相称的特征尺寸。大体上，赋予经掩蔽电极350上的微图案400具有宽度W、深度D和长度L。宽度W和深度D可沿着微图案400的长度L相同且不变化。或者，微图案400的宽度W可沿着微图案400的长度L而变化。或者，微图案400的深度D可沿着微图案400的长度L而变化。或者，微图案400的宽度W和深度D两者可沿着微图案400的长度而变化。图案化电极350的累积外径应经大小设定以确保血管内支架300与不导电掩模340之间的充分接触，使得接触表面之间的电流泄漏最小。不导电层/掩模340的厚度将与待转移到支架的内径301的特征大小处于相同级别。举例来说，每24微米重复的12微米宽且2微米深的方波微图案采用近似等于图案特征大小的不导电层厚度，即电极上的2微米厚层。不导电层/掩模340的替代厚度可例如为约1到100微米宽和/或1到50微米深，其可每1到100微米重复。所述参数也将随着待安装的微图案400的特定长度尺度而变化。或者，植入物表面上的纳米大小图案因此也将使用加工到电极掩模中的类似尺寸的特征。
一旦经掩蔽电极350已经图案化，便将通常由不锈钢制成的血管内支架300安装到经掩蔽电极350上、定位且放置于用于电化学微加工的电解液中，如图9所示。血管内支架可由被认为与I、II或III类医疗装置植入物生物相容且合格的任何金属制成。举例来说且并非限制，支架可由不锈钢、CoCr、镍钛诺、MP35N、PtCr或TaTi的金属合金制成。
穿通掩模ECμM需要与常规ECM技术相比更好程度的加工和过程控制。因此，电解液的选择将根据工具与工件之间的极小间隙来选择。经掩蔽电极350和支架的内径301是循环通过从经掩蔽电极350流动到支架的内径301的电解液。所选的电解液应满足如下要求：导电，能够溶解电极和血管内支架材料，且在没有外部功率驱动溶解过程的情况下是钝化的。当考虑电解液时，考虑以下属性：基于水溶剂，基于中性/酸性，加工植入物材料的能力，处理温度范围和能力，具有植入物相容性的一般电极组合件，是否形成反应副产物，和/或分散能力以及直接影响这些提到的属性或与这些提到的属性较强地相互作用的其它属性。
在共同微加工过程中，电解液具有如下组分：KCl、不饱和AgCl、NaCl、LiCl、NaHCO3、NaOH、盐、H2SO4、HF、H3PO4或/和其它适当制备物。取决于血管内支架材料，所选的电解液可从浓缩形式的酸变化到中性盐的稀释混合物。在一个实施例中，例如，用于由316LVM不锈钢和L-605合金制成的植入物的电解液是85％磷酸溶液，其在20到50℃之间的温度下使用1到5V体系已证明有用的ECM属性和图案转移特性。在另一实施例中，电解液是LiCl/乙醇混合物。电解液的选择是由植入物由哪一种材料制成来规定。
用于不同合金的电解液包含以下各项：基于铁的合金可使用基于氯化物的水溶液，基于Ni的合金可使用基于HCl的溶液或盐水与H2SO4的混合物，基于Ti的合金可使用基于10％HF+10％HCl+10％HNO3的溶液，基于Co-Cr-W的合金可使用基于NaCl的溶液，基于WC的合金可使用强碱溶液，基于不锈钢和Co-Cr的合金可使用基于磷或氯化物的溶液，且基于镍钛诺的合金可使用基于硫和LiCl的溶液。电解液导电性取决于若干参数，包含：起始电极距离，溶液中的盐的浓度，电解液中的局部氢氧化物浓度，本体和局部温度，电解液流速，以及电解液的速率。对于基于不锈钢和CoCr的合金，基于磷或氯化物的溶液已良好起作用。对于镍钛合金(镍钛诺)，基于硫和LiCl的电解液已展示好的结果。大体上，在加工过程期间金属的电解/溶解应仅在所施加过电位的施加后即刻发生，以确保对加工特性的充分控制。因此，在没有外部功率驱动溶液过程的情况下理想地使电解液中的金属为钝化的。
在电化学加工中，形成与血管内支架/植入物300和金属电极380的电接触，其中支架300为阳极(+)且金属电极380为阴极(-)。在常规电化学加工中，工具电极的形状界定工件产品的形状。大多数加工发生在电极的前端上，因为存在较强的电场。然而，随着工具加工到工件中，工具的侧壁也开始面对工件的内壁。这引入了电流分布的额外部分。所界定通道基本上是导电路径，溶解将通过所述路径而发生，这导致在进入侧上的较高加工速率。本文揭示的一个实施例通过将阳极植入物300固持于距阴极380一固定距离处而克服了在常规加工中发现的此问题。此距离是由阴极380上的不导电掩模340的厚度界定。维持了固定的电极间间隙，因此避免了电极的进入侧上的较高加工速率的问题。然而，植入物可距阴极保持在通过绝缘体掩模的厚度界定的固定距离处。所暴露的阴极表面积的量是由待转移的图案界定。大体上，以1∶1阴极/阳极表面积比开始是较好的，其中阳极表面区域是植入物的工作表面。具体来说在本发明中，工作表面是植入物的腔内表面，且因此用于比率计算的区域是仅从此表面导出以避免过量的电流分布。
相对于目标为类似于植入物的宽度的其它特征尺寸，尺寸特征从图案化电极到植入物的转移精度较大程度地由加工过程的深度/时间规定。举例来说，如果使用2到3微米深度/时间来解决在植入物上的12微米宽特征的目标，那么可在待转移的电极上以非常接近12微米宽特征为目标，原因是掩模/植入物界面的最小底切。底切(各向同性加工)发生的程度决定了随着加工时间延长而演变的尺寸差异。这是脉冲方面达到理想切割表面质量的情况，但也有助于实施较为方向性(各向异性)加工以使电极与植入物图案特征之间的差异最小。这使得不仅仅是实现1∶1图案转移。
参见图9，电极380的形状可为圆形、管状、椭圆形和类似形状。优选地，金属电极包含在支架结构的约95％的范围内的圆周，更优选地，金属电极包含在支架结构的约100％的范围内的圆周。电极380以其纵轴与血管内支架300的纵轴316大体上平行安置而安置。
由不锈钢制成的血管内支架即使在适度电位下也是耐腐蚀的，其中从热力学角度来看其组分应是溶解的。在此钝化区中，实际上没有电化学电流流动，仅在非常正的电位下，在过钝化区中，离子输送开始且钢经阳极溶解。具体来说，对于3MHCl/6MHF电解液中的1.4301不锈钢，钝化峰是在+0.2VPd/H附近，且钝化区延伸到约+1.5VPd/H。在微加工中，高度浓缩的NaCl电解液或较为‘激进的’3MHCl/6MHF电解液可用于在50到500纳秒的脉冲持续时间中在工具与工件之间的10到40V的电压(低频AC)下溶解不锈钢。通过此调整，通过超短电压脉冲进行的电化学加工是适用的。
因此本文揭示的实施例揭示了用于经由穿过血管内支架/金属电极/不导电掩模组合件的电化学微加工来进行微尺寸特征在血管内支架的内径上的质量转移或制造的工艺。
不同于每次一个特征来赋予微尺寸特征的其它加工或压制过程，类似于使用激光将微图案直接写入到内径上，上文提到的过程在图案的一次质量转移中赋予所有所需的特征，因此具有大大减少工艺循环时间的可能。此工艺的另一吸引人的方面是没有应力施加到表面，这原本可能导致支架在疲劳和裂缝发生方面的机械性能受损。另外，可以在策略上调整ECμM参数以产生稍微圆化的边缘而不需要随后的应力释放处理。
虽然已参考本发明的优选实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将了解且理解，在不脱离本发明的情况下可做出结构材料、生物活化剂、蚀刻方法、装置配置或装置指示和使用方面的变化，本发明的范围仅受所附权利要求书的限制。

Claims (21)

1.一种在支架上质量转移微图案的方法，其包括：
提供金属电极，所述金属电极具有能够在其上容纳不导电掩模的外径；
用所述不导电掩模涂覆所述金属电极的所述外径以形成经掩蔽电极；
在所述经掩蔽电极的外径上界定所述微图案；
在所述经掩蔽电极上安装所述支架，其中所述支架的内径与所述经掩蔽电极的所述外径接触；以及
通过电化学微加工将所述微图案转移到所述支架的所述内径上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属电极包括选自由以下各项组成的群组的材料：不锈钢、黄铜、铜、石墨、钼、银、钨和铂。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述不导电掩模材料选自由聚合物、陶瓷和氧化物组成的群组。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述支架包括选自由以下各项组成的群组的金属：不锈钢、钴-铬、镍钛诺、MP35N、铂-铬和钽-钛。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂覆步骤是通过真空沉积来进行。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述界定所述微图案进一步包含激光消融所述经掩蔽电极的所述外径以形成所述微图案。
7.根据权利要求6所述的方法，其中用于消融所述经掩蔽电极的所述外径的所述激光选自由以下各项组成的群组：飞秒激光、受激准分子激光、水辅助激光和激光辅助化学加工。
8.根据权利要求1所述的方法，其中转移所述微图案进一步包含：使所述支架与所述经掩蔽电极电接触；提供电解质溶液；以及在加工间隙中对所述支架的所述内径进行微加工。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述加工间隙在一侧上由所述经掩蔽电极界定且在另一侧上由所述支架的所述内径界定。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述电解质溶液选自由以下各项组成的群组：KCl、不饱和AgCl、NaCl、LiCl、NaHCO3、NaOH、H2SO4、HF和H3PO4。
11.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括从所述经掩蔽电极移除所述支架。
12.一种通过根据权利要求1所述的方法制造的支架。
13.一种支架，其具有以电化学方式微加工的质量转移微图案，所述微图案是通过包括以下步骤的过程来制备：
提供金属电极，所述金属电极具有能够在其上容纳不导电掩模的外径；
用所述不导电掩模涂覆所述金属电极的所述外径以形成经掩蔽电极；
在所述经掩蔽电极的外径上界定所述微图案；
在所述经掩蔽电极上安装所述支架，其中所述支架的内径与所述经掩蔽电极的所述外径接触；
通过电化学微加工将所述微图案质量转移到所述支架的所述内径上；以及
从所述经掩蔽电极移除所述支架。
14.根据权利要求13所述的支架，其中所述金属电极包括选自由以下各项组成的群组的材料：不锈钢、黄铜、铜、石墨、钼、银、钨和铂。
15.根据权利要求13所述的支架，其中所述不导电掩模材料选自由聚合物、陶瓷和氧化物组成的群组。
16.根据权利要求13所述的支架，其中所述支架包括选自由以下各项组成的群组的金属：不锈钢、钴-铬、镍钛诺、MP35N、铂-铬和钽-钛。
17.根据权利要求13所述的支架，其中所述界定所述微图案进一步包含激光消融所述经掩蔽电极的所述外径以形成所述微图案。
18.根据权利要求17所述的支架，其中用于消融所述经掩蔽电极的所述外径的所述激光选自由以下各项组成的群组：飞秒激光、受激准分子激光、水辅助激光和激光辅助化学加工。
19.根据权利要求13所述的支架，其中转移所述微图案进一步包含：使所述支架与所述经掩蔽电极电接触；提供电解质溶液；以及在加工间隙中对所述支架的所述内径进行微加工。
20.根据权利要求19所述的支架，其中所述加工间隙在一侧上由所述经掩蔽电极界定且在另一侧上由所述支架的所述内径界定。
21.根据权利要求19所述的支架，其中所述电解质溶液选自由以下各项组成的群组：KCl、不饱和AgCl、NaCl、LiCl、NaHCO3、NaOH、H2SO4、HF和H3PO4。
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