CN103892884A - 一种可定向降解吸收的金属血管夹及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可定向降解吸收的金属血管夹及其制备方法，所述血管夹包括用于闭合血管的上臂、下臂和尾部O型结构，闭合前上臂、下臂和尾部O型结构构成V型结构，上臂与下臂端部设有相互配合的自锁结构；使用时将所需闭合的血管放置于V型结构的上下臂之间的空隙，通过挤压上臂和下臂，使其夹角逐渐减小，直至上臂与下臂自锁结构互相锁定闭合；所述上臂、下臂的外侧和内侧具有不同的微观组织结构及电位差，外侧的晶粒尺寸大于内侧的晶粒尺寸且外侧比内侧电位差低，从而实现血管夹闭合后由血外侧向内侧方向定向降解。本发明可通过定向改变血管夹材料不同部位的组织结构差异来改变其电位差，从而实现不同降解顺序的定向降解。

Description

一种可定向降解吸收的金属血管夹及其制备方法

技术领域

本发明涉及植入型医疗器械产品领域，具体是一种用于外科手术中人体体内血管永久性闭合的金属血管夹及其制备方法。

背景技术

临床上医生在做腹腔、胸腔外科切除手术时，会将手术部位附近的无法缝合或没必要缝合的活动出血血管结扎闭合，避免手术过程中及术后出血。现有闭合技术包括两种，第一，对所需结扎闭合部位用线缝合，操作时间长，手术难度大，对医生的缝合技术要求高且费时费力，长时间的手术对病人也有很大的伤害，并且几乎无法在窥镜下操作；第二，采用金属钛血管夹，将血管夹紧闭合。此类血管夹可以满足窥镜下操作的要求，但在植入病人体内后，由于钛金属吸收X线或对超声波的影响，而影响术后CT、B超等的检查，且钛夹植入体内后不会被降解，永久存在，甚至可能会游离至其他部位，造成炎性反应等并发症；第三，有些手术中采用高分子闭合用血管夹，为不可降解产品，与钛夹具有类似的不足。因此，采用可降解金属材料，开发具有可降解特性的血管夹产品具有重要的现实意义和经济价值。下面是现有技术中较有代表性的已公开发明专利或实用新型。

发明申请专利号200910097174.3记载了一种由合成塑料制成的V型血管夹及其制作方法。所述血管夹由塑料制成，不可被降解吸收，会产生异物反应，长时间停留人体内易出现移位现象，造成对其它组织伤害；所述血管夹结构及制作方法只能用于由塑料制成的血管夹，其结构是根据塑料材质设计而成，无法满足可降解金属血管夹的材料力学特性。

专利申请号200820047583.3记载了一种血管夹，其特征在于所述自锁结构是阴阳配合的自锁结构或者凹凸配合的自锁结构。从金属加工制造角度来讲，此结构有很多机械加工死角，通过常见机械加工方式难度很大，只能通过金属注塑成型或粉末冶金的方式进行批量化生产，其结构及对应的加工方式无法满足以可降解金属为原材料的血管夹量产需求。

专利申请号201020657032.6记载了一种血管夹，其特征在于所述血管夹为一种不锈钢弹簧结构，其材料不能被降解吸收；另外，根据血管夹头的结构特点，植入人体后可能会反弹、产生松动脱落；而且所述血管夹头有外露的尖锐部分，可能对周围组织产生伤害。此外，由于弹性模量的关系，此结构适合于不锈钢材质，由于可降解金属的力学特性，尤其是较低弹性模量的原因，该结构不适于可降解金属材质血管夹。

专利申请号201120412587.9记载了一种可吸收镁合金组织闭合夹，其主要特征在于由镁合金制成的一种血管夹，该夹体一端开口、其余连成一体，所述夹体开口方向的两侧相对于其中心线对称，在所述夹体开口方向的两侧相对于其中心线对称，在所述夹体的内壁上开有通槽。该专利所提供的技术方案还存在很多不足之处，其一，该专利所提及的技术方案中未能有效的解决镁金属的降解问题，而镁金属降解时的严重点蚀现象是本领域公识的技术难点，如解决不好此问题，会导致降解不可控，大大增加了器械的使用风险；其二该专利所提及的技术方案中描述的血管夹结构与传统钛夹类似，但镁金属材料的抗拉强度，塑性性能却远低钛材料，采取此种结构，会导致闭合后密封性不能满足实际需求；夹体在大角度塑性变型时出现断裂失效现象；该血管夹在内壁上开有通槽，这会导致严重尖点电位腐蚀现象，造成此处降解速率加速，夹体在短时间内断裂失效，因此该专利所提及的技术方案不能完全满足镁金属血管夹的实际需求。

发明内容

本发明针对现有技术的上述问题，本发明提供了一种可定向降解吸收的金属血管夹及其制备方法，可通过定向改变血管夹材料不同部位的组织结构差异来改变其电位差，从而实现不同降解顺序的定向降解。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明提供一种可定向降解吸收的金属血管夹，所述金属血管夹包括用于闭合血管的上臂、下臂和尾部O型结构，上臂、下臂和尾部O型结构构成非对称V型结构，上臂与下臂端部设有相互配合的自锁结构；使用时将所需闭合的血管放置于V型结构的上下臂之间的空隙，通过挤压上臂和下臂，使其夹角逐渐减小，直至上臂与下臂自锁结构互相锁定闭合；所述上臂、下臂的外侧和内侧具有不同的微观组织结构及电位差，其中，内侧是指血管夹靠近血管的部位，外侧是指血远离管夹部位，外侧的晶粒尺寸大于内侧的晶粒尺寸且外侧比内侧电位差低，从而实现血管夹闭合后由血外侧向内侧方向定向降解。

本发明中的血管夹材料为纯镁或镁合金，其中，所述纯镁的镁含量99.99%以上。采用可降解镁金属，通过对加工工艺调节，使其不同部位拥有不同的降解性能，满足以可降解镁金属为原材料血管夹的定向降解要求，提高降解过程中的安全可靠性。

本发明中的血管夹上、下臂头部分别设有内置式卡扣，闭夹后整个血管夹无明显突起物，不会对其植入部位周围软组织造成伤害；血管夹上下臂闭合后，整体呈月牙型结构，具有良好的弹性结构，闭夹后稳定性好，不易回弹失效；由于可降解金属材料延伸率一般比较低，因此血管夹尾部设计为O型结构，避免血管夹在操作过程中尾部塑性变型影响闭合效果和降解性能，其O型圈半径为血管夹上臂顶端至下臂底端厚度的0.5～2倍，如O形过大，在使用时血管会落入其中，形成血管闭合不良，造成术后出血；如O形过小，可能弹性不足，在血管夹闭合过程中尾部出现塑性变型，导致断裂或影响O形区域的降解稳定性。

优选地，所述上臂、下臂臂身有一弧度，便于上臂、下臂提供稳定的闭合效果。

所述血管夹长度3.0～20mm，宽度1～6mm，厚度0.3～2mm，上臂、下臂臂身弧度半径5～50mm。

优选地，所述血管夹闭合后上下臂间隙为0.1～0.5mm。

本发明提供一种上述的可定向降解吸收的金属血管夹的制备方法，具体步骤为：

第一步，将镁金属材料挤压成镁金属板材；

优选地，所述镁金属材料的挤压温度为100°～300°，挤压比为10～100，挤压后板材的晶粒直径≤20μm。

第二步，将镁金属板进行多次轧制及退火至所需厚度的原材料；

优选地，所述单次轧制时的变形量为3%～8%，退火前累积变形为20%～50%，板材中间退火温度为130℃～350℃，退火时间为30秒～300秒。

优选地，所述轧制后的板材厚度0.3～2mm。

优选地，所述轧制后板材的力学性能，屈服强度＞120MPa，抗拉强度＞150MPa，延伸率＞4%。

优选地，所述轧制后所得到的晶粒尺寸为1～15μm。

第三步，用数控铣床、线切割或激光切割的方式加工，得到所需的上臂、下臂及尾部O型结构；

第四步，将制备好的血管夹放入定向退火装置内进行瞬时加热处理，使血管夹的内外侧行成不同的电位差，从而实现定向降解功能；

优选地，所述定向退火装置进行瞬时加热处理，定向改变血管夹局部部位材料的组织结构，即血管夹的上下臂外侧和内侧具有不同的微观组织结构及电位差。血管夹外侧具有不同组织结构的厚度占血管夹内侧血管接触面与血管夹最外边缘面侧间厚度的20%～80%。

优选的，所述的不同组织结构：

（1）对于纯镁金属的血管夹，其不同的材料组织结构是指：①血管夹外侧的晶粒尺寸大于血管夹内侧尺寸，②具有不同的位错密度、应力水平。这样，使其在降解时形成电位差，保证外侧比内侧电位差低，可降解血管夹闭合后由血管夹外侧向血管夹内侧（即靠近血管的部分）方向定向降解；

（2）对于镁合金材质的血管夹，其不同的材料组织结构包括：①不同的晶粒尺寸大小、②外侧微观组织中具有比内侧更高比例的第二相析出相，③不同的位错密度、应力水平。由此产生外侧低于内侧的电位差。

进一步的，上述纯镁血管夹或镁合金血管夹外侧与内侧的电位差是指，外侧比内侧电位差低50毫伏～300毫伏，在降解过程中将形成腐蚀电偶，外侧优先降解，内侧受到外侧保护，形成所需的定向降解行为。

优选地，所述定向退火是指，将血管夹放入定向退火装置内，为了保证退火时血管夹不与空气中的其他气体进行反应，血管夹上方用惰性气体对血管夹内侧区域进行吹喷，同时起到局部冷却作用；同时血管夹外侧周围有围绕血管夹的对热交换管，其中通入高温热交换介质，热传递给血管夹外侧退火，退火一定时间后，改变热交换介质变向阀门方向，瞬时通入低温介质降温，从而完成定向退火、淬火的过程。

优选地，所述定向退火装置由血管夹退火槽、在血管夹退火槽外周布设的退火介质管道、在退火介质管道中流动的设定温度下的退火介质、退火介质管道入口处能够使不同温度的热交换介质流入的变向阀门以及互相连接的介质管道组成。

优选地，所述惰性气体可以为氮、氦、氖、氩、氪、氙、二氧化碳中一种或任意混合。

优选地，所述热交换介质为：硅油、淬火油、机械油、高温高压水溶液、高温气体。

优选地，所述退火温度为200°～400°，所述热退火时间为10秒～300秒。

第五步，将制备好的血管夹进行电解抛光处理，去除表面氧化物及杂质。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明所述的血管夹可自行被人体吸收，降解时不存在异物反应等不利影响，具有良好的生物相容性，在确保其有效闭合固定的同时又保证其能快速的排出人体外。其外形根据可降解金属特性而设计，结构合理，闭夹密封效果好满足实际临床需求。本发明提供的技术方案，可通过定向改变血管夹材料不同部位的组织结构差异，来改变其电位差，从而实现不同降解顺序的定向降解。该定向降解方式进一步保证了临床使用的可靠性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是可降解血管夹结构示意图；

图2是可降解血管夹闭合后结构尺寸示意图；

图3是可降解血管夹张开后结构尺寸示意图；

图4是可降解血管夹退火区域示意图；

图5是血管夹定向降解示意图；

图6是定向退火装置布局示意图；

图7是定向退火装置主体结构示意图；

图8是可降解血管夹对猪的胃部4mm血管进行夹持固定示意图；

图中：1被夹持血管，2血管夹上臂，3血管夹下臂，4尾部O型结构，5上臂固定钩，6下臂固定钩，7下臂弹性结构，8血管夹内侧密封面，9装配上固定结构，10装配下固定结构，11血管夹总长，12血管夹总高，13血管夹闭合后间隙，14血管夹臂身弧度半径，15血管夹臂身夹角，16血管夹固定外侧区域，17血管夹固定内侧区域，18不同组织结构的厚度范围，19定向退火装置主体，20待退火血管夹，21惰性气体冷却装置，22热交换介质进管A，用于流动高温热交换介质，23热交换介质进管B，用于流动温度较低的热交换介质，24热交换介质出管A＇，25热交换介质出管B＇，26热交换介质变向阀，27热交换介质进管，28热交换介质出管，29热交换管，30血管夹退火固定槽。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

将镁含量为98%以上的镁合金锭通过挤压制成3mm厚的镁合金板，其挤压比为25，挤压温度为300℃，成形后的板材晶粒直径≤20μm，对挤压成型的板材进行冷轧，冷轧单次变形量为3%，当累积变形量为25%时，进行温度为300℃，时间为200秒的退火，然后在重复上述冷轧过程，直至板厚为0.8mm，其晶粒直径≤10μm，抗拉强度＞180MPa，延伸率＞5%。

将以上加工工序获得的板材通过线切割加工得到血管夹，结构如图1中血管夹上臂2、血管夹下臂3、尾部O型结构4、上臂固定钩5、下臂固定钩6、下臂弹性结构7、血管夹内侧密封面8、装配上固定结构9、装配下固定结构10。尺寸如图2所示，其总长10mm，宽度3mm，厚度0.8mm，上下臂闭合后的弧度半径为30mm如图2中14所示，上下臂夹角如图3所示为30°，血管夹上下臂闭合后间隙如图2所示为0.2mm。

本实施例中，所述上臂2包括上臂臂身、上臂锁定钩5和装配上固定结构9，上臂锁定钩5、装配上固定结构9设置在上臂臂身远离尾部O型结构4的一端，即头部；所述下臂3包括下臂臂身、下臂锁定钩6和装配下固定结构10，下臂锁定钩6、装配下固定结构10设置在下臂臂身远离尾部O型结构4的一端，即头部；上臂锁定钩5为向上臂2与下臂3闭合侧弯曲的固定钩，下臂锁定钩6为向下臂臂身头部突出的一固定钩，上臂2、下臂3闭合时，下臂固定钩6卡入上臂固定钩5的内部，从而形成锁定。

本实施例中，所述下臂固定钩6、上臂固定钩5的外侧轮廓为圆弧状，上臂固定钩5的内侧有一用于容纳下臂固定钩6的弧形空间，该弧形空间的形状与下臂固定钩6相同；在闭合过程中，上臂、下臂固定钩5、6沿着相应的弧面滑动，直到下臂固定钩6滑入到上臂固定钩5内部的弧形空间，从而完整上臂2和下臂3的闭合锁定。

本实施例中，所述上臂臂身、下臂臂身的内部闭合侧面，即血管夹内侧密封面8上设置有波纹状结构，以便更好的锁定闭合，提高闭合效果。

本实施例中，所述上臂臂身、下臂臂身均有一定弧度，具有良好的整体弹性结构，利于闭合血管夹锁定闭合，便于上臂2、下臂3提供稳定的闭合效果。

本实施例中，所述下臂臂身靠近下臂固定钩6的位置设有下臂弹性结构7，下臂弹性结构7为一凹槽，该凹槽长度值为0.5～4.5mm，宽度值为0.2～2mm；下臂弹性结构7在保证血管夹闭合时提供足够弹性变形，同时又兼顾其有足够的锁定强度。

本实施例中，所述装配上固定结构9为一靠近上臂固定钩5的凸起，该凸起为弧形结构以保证上臂2与配套器械固定连接。

本实施例中，所述装配下固定结构10设置于下臂弹性结构7的一侧，下臂固定钩6设置在装配下固定结构10的一端，装配下固定结构10的另一端为沿下臂臂身的一弧形凸起，以保证下臂3与配套器械固定连接。

将如图6中20所示待退火血管夹放入如图6中19所示定向退火装置主体的血管夹退火固定槽内，血管夹退火固定槽内如图7中30所示，用氩气通过如图6中21所示惰性气体冷却装置对如图4中血管夹内侧区域17进行吹喷使其保持冷却及提供退火时的气体保护；同时用200度的硅油作为退火介质，依次通入如图7中22所示热交换介质进管A、如图7中26所示热交换介质变向阀、如图7中27所示热交换介质进管、如图7中29所示热交换管、如图7中28所示热交换介质出管、如图7中26所示热交换介质变向阀、如图7中24所示热交换介质出管，高温退火介质持续通入60秒，对其进行加热退火。后通过切换变向阀将8度的常温硅油依次通入如图7中23所示热交换介质进管A、如图7中26所示热交换介质变向阀、如图7中27所示热交换介质进管、如图7中29所示热交换管、如图7中28所示热交换介质出管、如图7中26所示热交换介质变向阀、如图7中25所示热交换介质出管，高温退火介质持续通入100秒，将其迅速冷却完成退火工序。退火后如图4中16所示血管夹固定外侧区域的晶粒为18μm大于血管夹固定内侧区域的10μm，大晶粒区域部分厚度为总区域的45%，且测得血管夹外侧比内侧电位差低100毫伏。

最后对制备好的血管夹进行电解抛光去除表面杂质得到成品血管夹，将其泡入恒温37℃的模拟体液进行浸泡，分别在1周后，2周，4周，8周对其进行观察发现其降解过程如图5所示，其发生了明显的由外向内的定向降解过程。

实施例2

将99.99%以上的镁锭通过挤压制成3mm厚的镁板，其挤压比为25，挤压温度为300℃，成形后的板材晶粒直径≤20μm，对挤压成型的板材进行冷轧，冷轧单次变形量为3%，当累积变形量为25%时，进行温度为300℃，时间为200秒的退火，然后在重复上述冷轧过程，直至板厚为0.8mm，其晶粒直径≤10μm，抗拉强度＞180MPa，延伸率＞5%。

将以上加工工序获得的板材通过线切割加工得到血管夹，结构如图1中2血管夹上臂、3血管夹下臂、4尾部O型结构、5上臂固定钩、6下臂固定钩、7下臂弹性结构、8血管夹内侧密封面、9装配上固定结构、10装配下固定结构。尺寸如图2所示，其总长10mm，宽度3mm,厚度0.8mm，上下臂闭合后的弧度半径为30mm如图2中14所示，上下臂夹角如图3所示为30°，血管夹上下臂闭合后间隙如图2所示为0.2mm。

将如图6中20所示待退火血管夹放入如图6中19所示定向退火装置主体的血管夹退火固定槽内，血管夹退火固定槽内如图7中30所示，用氮气通过如图6中21所示惰性气体冷却装置对如图4中血管夹内侧区域17进行吹喷使其保持冷却及提供退火时的气体保护；同时用230度的硅油作为退火介质，依次通入如图7中22所示热交换介质进管A、如图7中26所示热交换介质变向阀、如图7中27所示热交换介质进管、如图7中29所示热交换管、如图7中28所示热交换介质出管、如图7中26所示热交换介质变向阀、如图7中24所示热交换介质出管，高温退火介质持续通入60秒，对其进行加热退火。后通过切换变向阀将15度的常温硅油依次通入如图7中23所示热交换介质进管A、如图7中26所示热交换介质变向阀、如图7中27所示热交换介质进管、如图7中29所示热交换管、如图7中28所示热交换介质出管、如图7中26所示热交换介质变向阀、如图7中25所示热交换介质出管，低温退火介质持续通入120秒，将其迅速冷却完成退火工序。退火后如图4中16所示血管夹固定外侧区域的晶粒为22μm大于血管夹固定内侧区域的12μm，大晶粒区域部分厚度为总区域的55%，且测得血管夹外侧比内侧电位差低150毫伏。

最后对制备好的血管夹进行电解抛光去除表面杂质得到成品血管夹，如图1所示，再用成品血管夹对直径5mm厚度0.5的硅胶管进行闭合，后将其泡入恒温37℃的模拟体液进行浸泡，2周后，血管夹外侧如图4中16，发黑表面粗糙出现明显降解现象，血管夹内侧如图4中17，颜色变化不大稍有发灰现象，血管夹上下臂宽度减小20%，5周后血管夹整体发黑现象且血管夹上下臂宽度明显减小55%，但血管夹内侧轮廓仍保持有效夹持状态，10周后血管夹出现断裂现象，断裂时血管夹上下臂宽减小至20%。

实施例3

将99.99%以上的镁锭通过挤压制成3mm厚的镁板，其挤压比为35，挤压温度为200℃，成形后的板材晶粒直径≤12μm，对挤压成型的板材进行冷轧，冷轧单次变形量为5%，当累积变形量为40%时，进行温度为250℃，时间为60秒的退火，然后在重复上述冷轧过程，直至板厚为0.8mm，其晶粒直径≤4μm，抗拉强度＞210MPa，延伸率＞7%。

将以上加工工序获得的板材通过线切割加工得到血管夹，结构如图1中2血管夹上臂、3血管夹下臂、4尾部O型结构、5上臂固定钩、6下臂固定钩、7下臂弹性结构、8血管夹内侧密封面、9装配上固定结构、10装配下固定结构。尺寸如图2所示，其总长10mm，宽度3mm,厚度0.8mm,上下臂闭合后的弧度半径为30mm如图2中14所示，上下臂夹角如图3所示为30°，血管夹上下臂闭合后间隙如图2所示为0.2mm。

将如图6中20所示待退火血管夹放入如图6中19所示定向退火装置主体的血管夹退火固定槽内，血管夹退火固定槽内如图7中30所示，用氦气通过如图6中21所示惰性气体冷却装置对如图4中血管夹内侧区域17进行吹喷使其保持冷却及提供退火时的气体保护；同时用250度的硅油作为退火介质，依次通入如图7中22所示热交换介质进管A、如图7中26所示热交换介质变向阀、如图7中27所示热交换介质进管、如图7中29所示热交换管、如图7中28所示热交换介质出管、如图7中26所示热交换介质变向阀、如图7中24所示热交换介质出管，高温退火介质持续通入80秒，对其进行加热退火。后通过切换变向阀将8度的常温硅油依次通入如图7中23所示热交换介质进管A、如图7中26所示热交换介质变向阀、如图7中27所示热交换介质进管、如图7中29所示热交换管、如图7中28所示热交换介质出管、如图7中26所示热交换介质变向阀、如图7中25所示热交换介质出管，低温退火介质持续通入120秒，将其迅速冷却完成退火工序。退火后如图4中16所示血管夹固定外侧区域的晶粒为20μm大于血管夹固定内侧区域的12μm，大晶粒区域部分厚度为总区域的50%，且测得血管夹外侧比内侧电位差低120毫伏。

将上述工序制备完的血管夹放入定向退火装置主体的退火固定槽内，如图7中30所示，如图6中21所示，用氩气通过惰性气体冷却装置对血管夹内侧区域进行吹喷使其保持冷却及提供退火时的气体保护；同时用250度的硅油作为退火介质，通入热交换管中对其加热100秒，后通过切换变向阀将常温硅油通入热交换管将其迅速冷却完成退火工序。退火后如图4所示16，血管夹大尺寸晶粒厚度为总区域的45%，且测得血管夹外侧比内侧电位差低120毫伏。

最后对制备好的血管夹进行电解抛光去除表面杂质得到成品血管夹，再用成品血管夹对直径5mm厚度0.5的硅胶管进行闭合，后将其泡入恒温37℃的模拟体液进行浸泡，2周后，血管夹外侧如图4中16，发黑表面粗糙出现明显降解现象，血管夹内侧如图4中17，颜色变化不大稍有发灰现象，血管夹上下臂宽度减小20%，8周后，血管夹整体发黑现象且血管夹上下臂宽度明显减小70%，但血管夹内侧轮廓仍保持有效夹持状态未出现断裂现象，12周后血管夹出现断裂现象，断裂时血管夹上下臂宽减小至15%。

实施例4

将99.99%以上的镁锭通过挤压制成3mm厚的镁板，其挤压比为45，挤压温度为180℃，成形后的板材晶粒直径≤10μm，对挤压成型的板材进行冷轧，冷轧单次变形量为5.5%，当累积变形量为45%时，进行温度为200℃，时间为40秒的退火，然后在重复上述冷轧过程，直至板厚为0.8mm，其晶粒直径≤3μm，抗拉强度＞230MPa，延伸率＞7%。

将以上加工工序获得的板材通过线切割加工得到血管夹，结构如图1中2血管夹上臂、3血管夹下臂、4尾部O型结构、5上臂固定钩、6下臂固定钩、7下臂弹性结构、8血管夹内侧密封面、9装配上固定结构、10装配下固定结构。尺寸如图2所示，其总长10mm，宽度3mm,厚度0.8mm，上下臂闭合后的弧度半径为30mm如图2中14所示，上下臂夹角如图3所示为30°，血管夹上下臂闭合后间隙如图2所示为0.2mm。

将如图6中20所示待退火血管夹放入如图6中19所示定向退火装置主体的血管夹退火固定槽内，血管夹退火固定槽内如图7中30所示，用二氧化碳通过如图6中21所示惰性气体冷却装置对如图4中血管夹内侧区域17进行吹喷使其保持冷却及提供退火时的气体保护；同时用270度的硅油作为退火介质，依次通入如图7中22所示热交换介质进管A、如图7中26所示热交换介质变向阀、如图7中27所示热交换介质进管、如图7中29所示热交换管、如图7中28所示热交换介质出管、如图7中26所示热交换介质变向阀、如图7中24所示热交换介质出管，高温退火介质持续通入12秒，对其进行加热退火。后通过切换变向阀将10度的常温硅油依次通入如图7中23所示热交换介质进管A、如图7中26所示热交换介质变向阀、如图7中27所示热交换介质进管、如图7中29所示热交换管、如图7中28所示热交换介质出管、如图7中26所示热交换介质变向阀、如图7中25所示热交换介质出管，低温退火介质持续通入200秒，将其迅速冷却完成退火工序。退火后如图4中16所示血管夹固定外侧区域的晶粒为25μm大于血管夹固定内侧区域的13μm，大晶粒区域部分厚度为总区域的60%，且测得血管夹外侧比内侧电位差低150毫伏。

最后对制备好的血管夹进行电解抛光去除表面杂质得到成品血管夹，再用成品血管夹对直径5mm厚度0.5的硅胶管进行闭合，后将其泡入恒温37℃的模拟体液进行浸泡，2周后，血管夹外侧如图4中16，发黑表面粗糙出现明显降解现象，血管夹内侧如图4中17，颜色变化不大稍有发灰现象，血管夹上下臂宽度减小25%，6周后，血管夹整体发黑现象且血管夹上下臂宽度明显减小60%，但血管夹内侧轮廓仍保持有效夹持状态未出现断裂现象，11周后血管夹出现断裂现象，断裂时血管夹上下臂宽减小至15%。

实施例5

将99.99%以上的镁锭通过挤压制成2mm厚的镁板，其挤压比为50，挤压温度为200℃，成形后的板材晶粒直径≤10μm，对挤压成型的板材进行冷轧，冷轧单次变形量为7%，当累积变形量为55%时，进行温度为180℃，时间为60秒的退火，然后在重复上述冷轧过程，直至板厚为0.6mm，其晶粒直径≤3μm，抗拉强度＞230MPa，延伸率＞7%。

将以上加工工序获得的板材通过线切割加工得到血管夹，结构如图1中2血管夹上臂、3血管夹下臂、4尾部O型结构、5上臂固定钩、6下臂固定钩、7下臂弹性结构、8血管夹内侧密封面、9装配上固定结构、10装配下固定结构。尺寸如图2所示，其总长6mm，宽度2mm，厚度0.6mm，上下臂闭合后的弧度半径为20mm如图2中14所示，上下臂夹角如图3所示为40°，血管夹上下臂闭合后间隙如图2所示为0.15mm。

将如图6中20所示待退火血管夹放入如图6中19所示定向退火装置主体的血管夹退火固定槽内，血管夹退火固定槽内如图7中30所示，用氖气通过如图6中21所示惰性气体冷却装置对如图4中血管夹内侧区域17进行吹喷使其保持冷却及提供退火时的气体保护；同时用180度的硅油作为退火介质，依次通入如图7中22所示热交换介质进管A、如图7中26所示热交换介质变向阀、如图7中27所示热交换介质进管、如图7中29所示热交换管、如图7中28所示热交换介质出管、如图7中26所示热交换介质变向阀、如图7中24所示热交换介质出管，高温退火介质持续通入60秒，对其进行加热退火。后通过切换变向阀将12度的常温硅油依次通入如图7中23所示热交换介质进管A、如图7中26所示热交换介质变向阀、如图7中27所示热交换介质进管、如图7中29所示热交换管、如图7中28所示热交换介质出管、如图7中26所示热交换介质变向阀、如图7中25所示热交换介质出管，低温退火介质持续通入120秒，将其迅速冷却完成退火工序。退火后如图4中16所示血管夹固定外侧区域的晶粒为18μm大于血管夹固定内侧区域的12μm，大晶粒区域部分厚度为总区域的40%，且测得血管夹外侧比内侧电位差低90毫伏。

最后对制备好的血管夹进行电解抛光去除表面杂质得到成品血管夹，再用成品血管夹对直径4mm兔子胃部血管进行闭合，植入8周后对实验对象进行解剖，发现血管夹表面发黑出现了明显降解现象，且血管夹上下臂宽度减小60%但血管夹内侧轮廓仍保持有效夹持状态未出现断裂现象。

由以上可见，本发明利用可降解金属的可降解吸收性能，通过通过定向改变血管夹材料不同部位的组织结构差异来改变其电位差，使得血管夹能够按照设定的顺序依次降解，从而实现不同降解顺序的定向降解。应当理解的是，虽然本发明上述的仅仅是镁金属实施例，但是其他具有生物相容性的可降解金属也同样适用于本发明，这对于本领域技术人员来说是能实现的。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种可定向降解吸收的金属血管夹，其特征在于：所述金属血管夹由可降解金属制成，包括用于闭合血管的上臂、下臂和尾部O型结构，闭合前上臂、下臂和尾部O型结构构成非对称V型结构，上臂与下臂端部设有相互配合的自锁结构；使用时将所需闭合的血管放置于V型结构的上下臂之间的空隙，通过挤压上臂和下臂，使其夹角逐渐减小，直至上臂与下臂自锁结构互相锁定闭合；

所述上臂、下臂的外侧和内侧具有不同的微观组织结构及电位差，其中内侧是指血管夹靠近血管的部位，外侧是指血远离管夹部位，外侧的晶粒尺寸大于内侧的晶粒尺寸且外侧比内侧电位差低，从而实现血管夹闭合后由血外侧向内侧方向定向降解。

2.根据权利要求1所述的可定向降解吸收的金属血管夹，其特征在于：所述上臂、下臂的自锁结构为内置式卡扣，闭夹后整个血管夹无明显突起物；上臂、下臂闭合后整体血管夹呈月牙型结构，具有弹性；所述尾部O型结构，其中O型圈半径为血管夹上臂顶端至下臂底端厚度的0.5～2倍。

3.根据权利要求1所述的可定向降解吸收的金属血管夹，其特征在于：所述上臂包括上臂臂身、上臂锁定结构和装配上固定结构，上臂锁定结构、装配上固定结构设置在上臂臂身的头部；所述下臂包括下臂臂身、下臂锁定结构和装配下固定结构，下臂锁定结构、装配下固定结构设置在下臂臂身的头部；上臂锁定结构与下臂锁定结构相互配合；

所述上臂锁定结构为向上臂与下臂闭合侧弯曲的固定钩，下臂锁定结构为向下臂臂身头部突出的一固定钩，上、下臂闭合时，下臂固定钩卡入上臂固定钩的内部，从而形成锁定；

所述下臂固定钩和上臂固定钩的外侧轮廓为圆弧状，上臂固定钩内侧有一用于容纳下臂固定钩的弧形空间，该弧形空间的形状与下臂固定钩相同；在闭合过程中上臂、下臂固定钩沿着相应的弧面滑动，直到下臂固定钩滑入到上臂固定钩内部的弧形空间，从而完整上臂和下臂的闭合锁定。

4.一种权利要求1所述的可定向降解吸收的金属血管夹的制备方法，其特征在于所述可降解金属为镁金属，具体步骤为：

第一步，将镁金属材料挤压成镁金属板材；

第二步，将镁金属板进行多次轧制及退火至所需厚度的原材料；

第三步，用数控铣床、线切割或激光切割的方式加工，得到所需的上臂、下臂及尾部O型结构；

第四步，将制备好的血管夹放入定向退火装置内进行瞬时加热处理，使血管夹的内外侧行成不同的电位差，从而实现定向降解功能；

所述定向退火装置进行瞬时加热处理，定向改变血管夹局部部位材料的组织结构，即血管夹的上下臂外侧和内侧具有不同的微观组织结构及电位差，血管夹外侧具有不同组织结构的厚度占血管夹内侧血管接触面与血管夹最外边缘面间厚度的20%～80%；

第五步，将制备好的血管夹进行电解抛光处理，去除表面氧化物及杂质。

5.根据权利要求4所述的可定向降解吸收的金属血管夹的制备方法，其特征在于：第一步中，所述镁金属材料的挤压温度为100°～300°，挤压比为10～100，挤压后板材的晶粒直径≤20μm。

6.根据权利要求4所述的可定向降解吸收的金属血管夹的制备方法，其特征在于：第二步中：所述单次轧制时的变形量为3%～8%，退火前累积变形为20%～50%，板材中间退火温度为130℃～350℃，退火时间为30秒～300秒；

所述轧制后的板材厚度0.3～2mm，所述轧制后板材的力学性能，屈服强度＞120MPa，抗拉强度＞150MPa，延伸率＞4%；

所述轧制后所得到的晶粒尺寸为1～15μm。

7.根据权利要求4所述的可定向降解吸收的金属血管夹的制备方法，其特征在于：第四步中：所述的不同组织结构：

（1）对于纯镁金属的血管夹，其不同的材料组织结构是指：①血管夹外侧的晶粒尺寸大于血管夹内侧尺寸，②具有不同的位错密度、应力水平；这样，使血管夹在降解时形成电位差，保证外侧比内侧电位差低，可降解血管夹闭合后由血管夹外侧向血管夹内侧方向定向降解；

（2）对于镁合金材质的血管夹，其不同的材料组织结构包括：①不同的晶粒尺寸大小、②外侧微观组织中具有比内侧更高比例的第二相析出相，③不同的位错密度、应力水平；由此产生外侧低于内侧的电位差。

8.根据权利要求7所述的可定向降解吸收的金属血管夹的制备方法，其特征在于：所述纯镁血管夹或镁合金血管夹外侧与内侧的电位差是指，外侧比内侧电位差低50毫伏～300毫伏，在降解过程中将形成腐蚀电偶，外侧优先降解，内侧受到外侧保护，形成所需的定向降解行为。

9.根据权利要求4-7任一项所述的可定向降解吸收的金属血管夹的制备方法，其特征在于：所述定向退火是指：将血管夹放入定向退火装置内，血管夹上方用惰性气体对血管夹内侧区域进行吹喷，同时起到局部冷却作用；同时血管夹外侧周围有围绕血管夹的对热交换管，其中通入200°至410°的高温热交换介质，热传递给血管夹外侧退火，退火一定时间后，改变热交换介质变向阀门方向，瞬时通入5°至30°低温介质降温，从而完成定向退火、淬火的过程。

10.根据权利要求9所述的可定向降解吸收的金属血管夹的制备方法，其特征在于：所述定向退火装置由血管夹退火槽、在血管夹退火槽外周布设的退火介质管道、在退火介质管道中流动的设定温度下的退火介质、退火介质管道入口处能够使不同温度的热交换介质流入的变向阀门以及互相连接的介质管道组成;

所述惰性气体为氮、氦、氖、氩、氪、氙、二氧化碳中一种或任意混合;

所述热交换介质为：硅油、淬火油、机械油、高温高压水溶液、高温气体中一种；

所述退火温度为200°～400°，所述热退火时间为10秒～300秒。

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