CN106148852A

CN106148852A - 一种合金材料及植入式医疗器械

Info

Publication number: CN106148852A
Application number: CN201510155019.8A
Authority: CN
Inventors: 姚瑶; 王冲; 李俊菲; 唐智荣; 罗七; 罗七一
Original assignee: Shanghai Microport Medical Group Co Ltd
Current assignee: Shanghai Microport Medical Group Co Ltd
Priority date: 2015-04-02
Filing date: 2015-04-02
Publication date: 2016-11-23

Abstract

本发明公开了一种合金材料及植入式医疗器械，合金材料由200系奥氏体不锈钢中加入贵金属X后形成，所述贵金属X为金(Au)，铂(Pt)，钨(W)，铱(Ir)，锇(Os)，铼(Re)，钯(Pd)和钽(Ta)中的任意一种或多种。该种新型合金材料中镍含量极低甚至无镍，大大提高了材料的生物相容性；同时贵金属X的加入增大了合金密度，可以拥有比316L不锈钢及钴基合金更加优越的射线可视性。由于这种新型合金材料优异的机械性能以及可视性，当应用于植入式医疗器械，如血管支架材料时，可以在不影响支架整体性能的前提下减小支架壁厚，降低支架对血管的刺激，减少金属植入量。

Description

一种合金材料及植入式医疗器械

技术领域

本发明涉及一种材料及医疗器械，尤其涉及一种合金材料及植入式医疗器械。

背景技术

以血管粥样硬化为代表的心血管疾病在全球范围内已经成为威胁生命的首要因素。对于中度以及重度的冠心病病人，采用经皮腔内冠脉成形术(PTCA)配以冠脉支架植入术(coronary stenting)的介入治疗创伤小，病人恢复快，适用范围广，是当前冠心病治疗的热点和最为行之有效的治疗方法之一。

迄今占据市场绝大部分份额的仍是以L605钴铬合金和316L不锈钢为支架材料的金属裸支架和药物洗脱支架。但是这两种材料含有10％以上的镍，镍离子本身被最新的研究证明具有细胞毒性和可以致畸致癌，支架植入体内后镍离子的渗出对人体有负面影响。因此寻找新的无镍或低镍支架基体材料是介入器械领域的一个迫切要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种合金材料及植入式医疗器械，该合金材料低镍甚至无镍，且具有优异的强度、韧性、耐蚀性及其它力学性能，同时提高了射线可视性。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种合金材料，由200系奥氏体不锈钢中加入贵金属X后形成，所述贵金属X为金(Au)，铂(Pt)，钨(W)，铱(Ir)，锇(Os)，铼(Re)，钯(Pd)和钽(Ta)中的任意一种或多种。

进一步地，所述贵金属X的重量百分含量为2～50％。

进一步地，200系奥氏体各元素及其重量百分比为：碳(C)0～0.25％，锰(Mn)4.0～25.0％，磷(P)0～0.06％，硫(S)0～0.03％，硅(Si)0～1％，铬(Cr)14～24％，镍(Ni)0～6％，氮(N)0.1～1.0％，钼(Mo)0～3％，余量为铁(Fe)。

进一步地，所述贵金属X为铂(Pt)。

进一步地，所述铂(Pt)的质量百分含量为30％。

进一步地，所述贵金属X为金(Au)。

进一步地，所述金(Au)的质量百分含量为5％。

本发明为解决上述技术问题而采用的另一技术方案是提供一种植入式医疗器械，所述植入式医疗器械的基体材料采用上述的合金材料。

进一步地，所述植入式医疗器械为金属裸支架或药物洗脱支架。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的合金材料及植入式医疗器械，合金材料在200系不锈钢基础上添加一系列贵金属元素，降低了镍元素的含量甚至无镍，从而大大提高了材料的生物相容性。本发明提供的合金材料由于添加了一种或者多种贵金属元素，增大了合金密度，可以拥有比316L不锈钢及钴基合金更加优越的射线可视性，同时贵金属元素的加入还可改善材料的机械性能。由于这种新型合金材料优异的机械性能以及可视性，当应用于植入式医疗器械，如血管支架材料时，可以在不影响支架整体性能的前提下减小支架壁厚，降低支架对血管的刺激，减少金属植入量。本领域技术人员也可以很容易地想到，本发明的合金材料还可以应用于其它血管植入物、骨科植入物、消化道植入物等各类植入式医疗器械。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

本发明提供的植入式医疗器械合金在200系奥氏体不锈钢的基础中添加入贵金属元素，包括金(Au)，铂(Pt)，钨(W)，铱(Ir)，锇(Os)，铼(Re)，钯(Pd)，钽(Ta)。改善后的200系奥氏体不锈钢元素成分如下表所示，其中“X”代表添加入的贵金属元素。

表1材料成分(单位：wt％)

镍在奥氏体不锈钢中的作用主要是稳定奥氏体相，使材料保持面心立方(fcc)结构。200系奥氏体不锈钢中加入了锰及氮元素以替代镍元素，大大降低了镍元素的含量甚至达到无镍。其中锰起到了稳定奥氏体的作用；氮是强烈的奥氏体化元素，其奥氏体化能力是同含量镍的20-30倍，均一的奥氏体组织可以保持材料的无磁性以符合植入类材料的需求；铬含量则很大程度上决定了不锈钢的耐蚀性。200系不锈钢具有较高的强度及其它机械性能，较好的耐蚀性能，而镍含量的大幅度降低可以提高材料的生物相容性。

本发明提供的合金材料在200系奥氏体不锈钢的基础上，添加贵金属元素“X”，包括金(Au)，铂(Pt)，钨(W)，铱(Ir)，锇(Os)，铼(Re)，钯(Pd)，钽(Ta)，以一种或者几种“X”元素的组合替代部分或者全部的镍及部分铁，形成低镍甚至是无镍合金。

由于贵金属“X”元素的密度较高，加入改善后的200系不锈钢后可以有效地提高材料的射线可视性，在保证材料机械性能的同时可以降低植入材料的尺寸与植入量。“X”元素或元素组合的加入量为2～50％之间，由于每种元素的密度及对合金材料物理、机械性能的作用不同，具体的加入量也会有所不同。在选择“X”元素及其添加量时要确保材料的奥氏体组织。

本发明提供的合金材料中，铬元素的含量为14～24％，铬为铁素体形成元素，但是铬的含量决定了材料的耐蚀性，因此，通过锰、氮、“X”与铬元素之间的平衡，在确保材料在室温下具有稳定的奥氏体组织的同时，提高铬元素的含量，以使材料具有较好的耐腐蚀性能，以满足植入类医疗器械材料的要求。

钼元素提高不锈钢的耐点蚀及缝隙腐蚀等性能，其耐点蚀及缝隙腐蚀的能力为铬的3倍左右，此外，同时添加氮和钼还能进一步提高不锈钢的耐腐蚀性能。钼还可以降低合金的韧脆转变温度。但是，钼为铁素体稳定元素，当钼含量大于3％时会影响材料的断裂韧性，因此，在本技术创新提供的合金材料中钼含量为≤3.00％。此外，在不影响合金机械性能及耐蚀性能的前提下，可以用“X”元素替代部分钼。

锰及氮是奥氏体稳定元素，在合金冷却过程中可以确保材料的面心立方结构(fcc)，保持合金的无磁性，同时也可以提高合金的耐蚀性能，但是氮含量过多时会造成氮化物析出，影响材料的机械性能，因此，在本发明提供的合金材料中，锰含量为4.0～25.0％，氮含量为0.1～1.0％。

实施例1：

合金材料成分如下表所示，铂元素加入量优选为30wt～50wt％。由于铂元素的密度较高，为21.02g/cm3，远高于不锈钢的密度，加入改善后的200系不锈钢后可以有效地提高材料的射线可视性，在保证材料机械性能的同时可以降低支架壁厚。纯铂为面心立方结构(fcc)，是奥氏体稳定元素，因此可以取代镍以及铁，保持合金的奥氏体组织。此外，铂的耐蚀性较好，铂元素的加入可以提高合金的耐腐蚀性能，满足支架材料的需求。但是当铂元素过多时，会影响材料的加工性能。

表2材料成分(单位：wt％)

实施例2：

合金材料成分如下表所示，金元素加入量优选为2wt～5wt％。由于金元素的密度较高，为19.30g/cm3，远高于不锈钢的密度，加入改善后的200系不锈钢后可以有效地提高材料的射线可视性，在保证材料机械性能的同时可以降低支架壁厚。纯金为面心立方结构(fcc)。但是，当金元素的含量高于5％时，合金中会形成富金的沉淀相，沉淀相较少时，不会影响材料的机械性能，但是当沉淀相含量过高时，晶粒过大，就会影响材料的强度及韧性。此外，金的耐蚀性较好，金元素的加入可以提高合金的耐腐蚀性能，满足支架材料的需求。

表3材料成分(单位：wt％)

综上，合金材料在200系不锈钢基础上添加一系列贵金属元素，降低了镍元素的含量甚至无镍，从而大大提高了材料的生物相容性。另外，合金材料由于添加了一种或者多种贵金属元素，增大了合金密度，可以拥有比316L不锈钢及钴基合金更加优越的射线可视性。由于这种新型合金材料优异的机械性能以及可视性，当应用于植入式医疗器械，如血管支架材料时，可以在不影响支架整体性能的前提下减小支架壁厚，降低支架对血管的刺激，减少金属植入量。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种合金材料，其特征在于，由200系奥氏体不锈钢中加入贵金属X后形成，所述贵金属X为金(Au)，铂(Pt)，钨(W)，铱(Ir)，锇(Os)，铼(Re)，钯(Pd)和钽(Ta)中的任意一种或多种。

2.如权利要求1所述的合金材料，其特征在于，所述贵金属X的重量百分含量为2～50％。

3.如权利要求2所述的合金材料，其特征在于，200系奥氏体各元素及其重量百分比为：碳(C)0～0.25％，锰(Mn)4.0～25.0％，磷(P)0～0.06％，硫(S)0～0.03％，硅(Si)0～1％，铬(Cr)14～24％，镍(Ni)0～6％，氮(N)0.1～1.0％，钼(Mo)0～3％，余量为铁(Fe)。

4.如权利要求2所述的合金材料，其特征在于，所述贵金属X为铂(Pt)。

5.如权利要求4所述的合金材料，其特征在于，所述铂(Pt)的质量百分含量为30％。

6.如权利要求2所述的合金材料，其特征在于，所述贵金属X为金(Au)。

7.如权利要求6所述的合金材料，其特征在于，所述金(Au)的质量百分含量为5％。

8.一种植入式医疗器械，其特征在于，所述植入式医疗器械的基体材料采用由权利要求1-7所述的合金材料。

9.如权利要求8所述的植入式医疗器械，其特征在于，所述植入式医疗器械为金属裸支架或药物洗脱支架。