CN109259911A - 一种高弹性支架的制备方法 - Google Patents

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吕佑运
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Abstract

本发明公开了一种高弹性支架的制备方法，包括：(1)在管状支架基体的中空部中插入棒状芯骨的插入工艺；(2)对已插入棒状芯骨的支架基体进行拉伸处理的拉伸工艺；(3)利用激光切割支架基体的间隙成形部来使间隙成形的切割工艺；(4)通过在支架基体上使间隙成形，获得支架后从支架中分离棒状芯骨的分离工艺。通过本发明的方法制备的高弹性支架收缩性能优越，可重复使用，且耐久性优异，即使经过激光加工也不会导致支架性能劣化。

Description

一种高弹性支架的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高弹性支架的制备方法，所述支架用于安置于人体、动物的管腔中。
背景技术
支架治疗是近年来快速发展的一项医疗技术。在本发明的技术领域中，支架的定义为，为防止血管等狭窄部位扩张后再狭窄的发生，植入体内的网状金属管状物。将安置于导管前端的呈收缩状态的支架推送至狭窄部后，利用支架与导管的分离、支架扩张等操作，将支架安置于血管等管腔的内壁，支架材质一般选用不锈钢、钴铬合金等金属。
与脑部连接的血管，尤其是容易发生动脉硬化及狭窄的颈动脉中，滞留在狭窄部的血栓、斑块会引发流向脑部血管中的脑梗塞。在这种情况下，需使用与导管分离的同时能够自主恢复至原来形状的自膨式支架，该支架材质一般选用弹性优越的镍钛超弹性合金。
支架为网状金属管状物，最初是由编织丝构成的，之后，在紧密的回缩性能、植入体内后心脏脉搏等跳动所导致的丝线重叠部分的摩擦、微振磨损等方面技术的改进后，伴随着无接缝管材工业化，这种方法已由间隙加工管材所取代。
另一方面，利用激光加工时，为了保证被加工管材的格状的均等性，保证直线性是必不可少的。利用激光加工生产支架以确保直线性的热矫正可能会导致金属性能的劣化。
支架的径向支撑力依赖于材料的刚性。在采用镍钛合金的情况下，通常以屈服强度或者外观上的屈服(变形2％时的强度)来进行表示。然而，在500℃下经反复热处理后的支架，热处理极度推进了合金的再结晶化进程，冷轧加工所得到的集合组织也几乎消失殆尽，这导致了屈服强度的降低。因此，为了确保支架的径向支撑力，需要充分保证支架的横截面积，即不得不对支架进行厚壁化处理，而这又引发了支架的回缩性能、反复破损等问题。
发明内容
参照以上现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种即使利用激光加工也不会导致性能劣化的高弹性支架的制备方法。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：
一种高弹性支架的制备方法，包括：(1)在管状支架基体的中空部中插入棒状芯骨的插入工艺；(2)对已插入棒状芯骨的支架基体进行拉伸处理的拉伸工艺；(3)利用激光切割支架基体的间隙成形部来使间隙成形的切割工艺；(4)通过在支架基体上使间隙成形获得支架后从支架中分离棒状芯骨的分离工艺。
作为对上述技术方案的改进，所述管状支架基体的材料为镍钛合金，所述棒状芯骨的材料为钢。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述支架基体由镍钛合金铸造块经热轧加工、机械加工和轧制后形成。
作为对上述技术方案的改进，对已插入棒状芯骨的支架基体利用压铸模进行拉伸处理使其外径缩小全长延伸。
作为对上述技术方案的改进，在拉伸工艺后，还包括使支架基体保持直线状的维持工艺，在合适的温度下进行固定时间的热处理。
作为对上述技术方案的进一步改进，在支架基体的材料为镍钛合金时，对其以约300℃的温度进行热处理30分钟。
作为对上述技术方案的改进，利用水激光或脉冲激光切割支架基体的间隙成形部。
作为对上述技术方案的改进，将处于芯骨插入状态下的支架置入合适的化学处理液中浸渍处理，使芯骨溶解从而达到分离目的。
作为对上述技术方案的改进，还包括将经由分离工艺分离了芯骨的支架的直径扩张至所需直径的扩张处理工艺。
作为对上述技术方案的进一步改进，将一端为锥形的夹具插入支架的中空部，随后，将插入了夹具后呈扩张状态的支架置于350℃以下的热蒸汽环境下进行热处理一定时间后，去除夹具。
本发明的有益效果是：根据本发明的方法制备的高弹性支架，其至少一部分为，在加压试验及弯曲试验的载重-变形曲线中未显示出明显的屈服，支架拥有载重随着变形的增大而增大的性质，即使经薄壁化处理也可保持其特性，因此，收缩性能优越，可重复使用，且耐久性优异，即使经过激光加工也不会导致支架性能劣化。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施例，一种高弹性支架的制备方法的流程示意图。
图2为在进行图1所示加工工艺后进行的分离工艺的示意说明图。
图3为经分离工艺后的支架。
图4为在进行图2所示分离工艺后进行的扩张处理工艺的示意说明图。
图5为经扩张处理工艺后的支架。
图中标号说明：1、芯骨，10、支架基体，ST、支架，11、中空部，12、间隙成形部，13、间隙，20、压铸模，30、水激光，31、喷头，32、水柱，33、镜片，34、激光，40、化学处理液，50、夹具
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但以下实施例不作为对本发明的限定。
图1为根据本发明的一个实施例，一种高弹性支架的制备方法的流程示意图。
所述制备方法包括插入工艺、管材拉伸工艺、维持工艺、切割工艺及分离工艺。
插入工艺如图1(a)所示，对于镍钛合金材料的管状支架基体10，将钢材质的棒状芯骨1插入该支架基体10的中空部11。这里的支架基体10，举例来说，可以是镍钛合金铸造块经热轧加工、机械加工及轧制后成形。芯骨1的外径规格与支架基体10的内径匹配。
管材拉伸工艺如图1(b)所示，对插入了芯骨1的支架基体10，利用压铸模使其外径缩小并使全长延伸。该管材拉伸工艺完成后，也可将支架基体10切割成指定长度。
维持工艺如图1(c)所示，对经管材拉伸工艺延长的支架基体10，使其保持直线状的状态下，在所期望的温度下对其进行固定时间的热处理。在支架基体10的材料为镍钛合金的情况下，以约300℃的温度进行30分钟左右的热处理为宜。此外，在本发明的制备方法中，该维持工艺并非必须进行的工艺，应根据实际需要选择进行。另外，该维持工艺在300℃下进行热处理，与传统的热矫正在500℃相比，不会导致金属的劣化，也不会在随后的扩张处理工艺中产生不良影响。
切割工艺如图1(d)所示，例如，利用水激光30来切割支架基体10的间隙成形部12，从而使间隙13成形。此处的水激光30为，利用喷头31将加压水喷射在支架基体10上，形成水柱32的同时，使其通过镜片33，使得该喷头31中射出的激光34在水柱32的内部反射的同时，照射在间隙成形部12上，从而达到切割间隙成形部12的目的。利用该水激光30，在持续抑制间隙成形部12周围的激光34的反射及散射等热影响的同时，可利用激光34切割间隙成形部12。因此，即使是在插入了芯骨1的状态下，也能够对支架基体10上需要切割的几处进行切割，从而使间隙13成形。
以上以水激光30为例进行了说明，但在本发明中，并不仅限于水激光30，例如，脉冲激光也同样适用。
图2为在进行图1所示加工后所进行的分离工艺的示意性说明图。分离工艺为，通过在支架基体10上使间隙13成形，获得支架ST，从支架ST中使芯骨1分离的工序。
在分离工艺中，如图2(a)所示，将处于芯骨1插入状态下的支架ST置入硝酸溶液等化学处理液40中，进行浸渍处理。如图2(b)所示，芯骨1发生了溶解。随后，如图2(c)所示，将芯骨1分离，制备得到了如图3所示的支架ST。
图4为在进行图2所示分离工艺后所进行的扩张处理工艺的示意性说明图。扩张处理工艺为，将经由分离工艺分离了芯骨1且呈收缩状态的支架ST的直径扩张至指定直径的工序。
在扩张处理工艺中，如图4(a)所示，将一端为锥形的夹具50插入呈收缩状态的支架ST的中空部。随后，如图4(b)所示，支架ST变为扩张形态，且支架的内径与夹具50的外径相匹配。如图4(c)所示，将插入了夹具50后呈扩张状态的支架ST，置于350℃以下(优选地为300℃以下)的热蒸汽环境下进行热处理一定时间。进行热处理的目的是固定支架ST在扩张状态下的形状。热处理完成后，如图4(d)所示，去除夹具50，制备得到如图5所示的支架ST。
在由该制备方法制备高弹性支架的过程中，为了利用激光加工在支架基体10上形成间隙13，在支架基体10的中空部11已插入芯骨1的状态下，不实施传统的500℃以上加热的热矫正来维持支架的直线性，而仅通过300℃以下的热处理来维持直线性，并利用激光加工使间隙13成形。与镍钛合金材质线材张力的应力-应变曲线相同，高弹性支架ST具有加压试验及弯曲试验中的载重-变形曲线未显示出明显的屈服、且载重随着变形的增大而增大的特性。传统的冷轧加工会导致合金再结晶化进程的极度推进，导致集合组织几乎消失殆尽，屈服应力发生下降，但本发明的制备方法可抑制该现象的发生。
因此，采用本发明的方法制备的高弹性支架能够保留高应力特性，即使支架经薄壁化处理，也能够维持其特性，且收缩性能优越，可重复使用，耐久性优异。因此，管状支架基体10经激光加工后也不会导致性能上的劣化。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种高弹性支架的制备方法，其特征在于：包括：(1)在管状支架基体的中空部中插入棒状芯骨的插入工艺；(2)对已插入棒状芯骨的支架基体进行拉伸处理的拉伸工艺；(3)利用激光切割支架基体的间隙成形部来使间隙成形的切割工艺；(4)通过在支架基体上使间隙成形获得支架后从支架中分离棒状芯骨的分离工艺。
2.根据权利要求1所述的一种高弹性支架的制备方法，其特征在于：所述管状支架基体的材料为镍钛合金，所述棒状芯骨的材料为钢。
3.根据权利要求2所述的一种高弹性支架的制备方法，其特征在于：所述支架基体由镍钛合金铸造块经热轧加工、机械加工和轧制后形成。
4.根据权利要求1所述的一种高弹性支架的制备方法，其特征在于：对已插入棒状芯骨的支架基体利用压铸模进行拉伸处理使其外径缩小全长延伸。
5.根据权利要求1所述的一种高弹性支架的制备方法，其特征在于：在拉伸工艺后，还包括使支架基体保持直线状的维持工艺，在合适的温度下进行固定时间的热处理。
6.根据权利要求5所述的一种高弹性支架的制备方法，其特征在于：在支架基体的材料为镍钛合金时，对其以约300℃的温度进行热处理30分钟。
7.根据权利要求1所述的一种高弹性支架的制备方法，其特征在于：利用水激光或脉冲激光切割支架基体的间隙成形部以使间隙成形。
8.根据权利要求1所述的一种高弹性支架的制备方法，其特征在于：将处于芯骨插入状态下的支架置入合适的化学处理液中浸渍处理，使芯骨溶解从而达到分离目的。
9.根据权利要求1所述的一种高弹性支架的制备方法，其特征在于：还包括将经由分离工艺分离了芯骨的支架的直径扩张至所需直径的扩张处理工艺。
10.根据权利要求9所述的一种高弹性支架的制备方法，其特征在于：将一端为锥形的夹具插入支架的中空部，随后，将插入了夹具后呈扩张状态的支架置于350℃以下的热蒸汽环境下进行热处理一定时间后，去除夹具。
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