CN111571128A - 生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法 - Google Patents

生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111571128A
CN111571128A CN202010385759.1A CN202010385759A CN111571128A CN 111571128 A CN111571128 A CN 111571128A CN 202010385759 A CN202010385759 A CN 202010385759A CN 111571128 A CN111571128 A CN 111571128A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnesium alloy
biodegradable
intravascular stent
blank
capillary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010385759.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111571128B (zh
Inventor
袁广银
章晓波
丁文江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huchuang Medical Technology Shanghai Co ltd
Original Assignee
Huchuang Medical Technology Shanghai Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huchuang Medical Technology Shanghai Co ltd filed Critical Huchuang Medical Technology Shanghai Co ltd
Priority to CN202010385759.1A priority Critical patent/CN111571128B/zh
Publication of CN111571128A publication Critical patent/CN111571128A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111571128B publication Critical patent/CN111571128B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/82—Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/02—Inorganic materials
    • A61L31/022—Metals or alloys
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/14—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L31/148—Materials at least partially resorbable by the body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/002—Extruding materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special extruding methods of sequences
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/02—Making uncoated products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C29/00—Cooling or heating work or parts of the extrusion press; Gas treatment of work
    • B21C29/003—Cooling or heating of work
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/06—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of magnesium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
    • C25F3/16—Polishing
    • C25F3/18—Polishing of light metals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2210/00—Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
    • A61F2210/0004—Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof bioabsorbable
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2240/00—Manufacturing or designing of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
    • A61F2240/001—Designing or manufacturing processes
    • A61F2240/002—Designing or making customized prostheses

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

本发明提供了生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，涉及生物材料医疗器械制备技术领域；包括如下步骤：将挤压棒机加工成坯料；将坯料热挤压获得超细晶毛细管，立即对超细晶毛细管快速冷却处理；然后激光切割成支架毛坯件；然后在超声清洗机中酸洗和/或超声清洗；然后进行去应力退火处理；电化学抛光处理，进行清洗，得到生物可降解超细晶镁合金血管内支架。本发明简化工艺提高质量，避免支架晶粒尺寸粗大，增强支架的力学强度、塑性、耐腐蚀性、径向支撑力；超细晶毛细管显微晶粒尺寸为1～10微米，在模拟体液中的腐蚀速率为0.10～0.34mm/year；镁合金血管内支架在壁厚为84微米时径向支撑力大于130KPa。

Description

生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法
技术领域
本发明涉及生物材料医疗器械制备技术领域，尤其是涉及生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法。
背景技术
在心血管疾病治疗领域中，其治疗方式主要有药物治疗、心脏搭桥手术以及介入性支架治疗。药物治疗是一种保守治疗方法，见效慢，容易产生副作用，使病人产生依赖性；心脏搭桥术的创口大，愈合慢，大大增加了病人的痛苦；介入性支架治疗成为最重要的手段。
目前临床应用的心血管支架还主要是普通金属支架，如不锈钢、镍-钛合金或钴-铬合金，这些支架的永久存在对血管管壁的永久性物理刺激、与非植入部位血管力学性能的不相匹配、长期植入后的内膜增生、不能引导术后的血管再生以及由于重金属离子释放引起的局部炎症反应等不足。
为解决传统金属支架的局限性，采用生物可降解材料作为血管内支架，在一定时间内支撑管腔，保持血管通畅，以后逐渐降解乃至消失，可以很好地解决非降解支架的上述问题，镁合金支架具有以下突出的优点：(1)镁是人体内重要的元素，镁合金支架介入治疗后不会导致血清镁含量的明显升高，不用考虑微量金属离子对细胞的毒性，对人体的微量释放镁元素还是有益的；(2)其具有良好的组织相容性、低致栓性和低炎性反应，并具有抑制内膜增生的功能，可减少支架植入后的再狭窄发生率。(3)产量高，成本低；(4)具有可降解性；(5)镁合金支架完全降解后会被原支架部位的血管吸收，在相应部位形成钙磷复合物，当支架完全降解后依然可以被IVUS和CT等影像手段所识别发现，有利于临床随访检查。
公告号为CN101322985B的中国发明专利提出了一种医用镁合金细径薄壁管材的温态拉拔加工方法，该方法是先对镁合金管坯外表面进行预处理和润滑处理后，采用传统的拉拔设备，对镁合金管坯进行多道次空芯拉拔或带芯拉拔，拉拔过程中合理控制拉拔设备的工作参数，设计和控制医用镁合金道次变形量及变形温度，并辅以最佳的表面润滑剂和光亮清洗剂，制成镁合金细径薄壁管材。
公告号为CN101085377A的中国发明专利提出一种用于可降解血管支架的镁合金超细薄壁管成形工艺。其主要技术特征是，在纯镁中添加钇Y，混合稀土RE，铝Al，钙Ca，锰Mn，锑Sb，锌Zn，锆Zr八种合金元素，采用气体保护熔炼+降铁溶剂精炼的方法，熔炼出镁合金铸锭，然后经过热挤压变形和固溶处理，截取一定长度作为后续加工的工件。将截取工件的一端加工成管状，另一端加工成棒状，拉拔前要将工件管端加热，拉拔分道次进行，经过多道次拉拔，最终可成形出直径在2～10mm，壁厚均匀、在0.20mm～1mm的超细薄壁管。
然而，其方法均是需要多道次拉拔，公告号为CN101829364B的中国发明专利提出了一种生物材料技术领域的生物可降解镁合金血管内支架的制备方法，包括步骤如下：将镁合金挤压棒去应力退火处理；加工成管坯，进行挤压；将挤压后的毛细管进行去应力退火处理；将毛细管激光切割成支架坯料；将切割成形的支架在超声清洗机中酸洗和超声清洗；电化学抛光、超声清洗和钝化处理。该发明提供的制备方法可制备出满足临床要求的生物可降解血管内支架。但是，其工艺还是比较复杂，成本高，耗能高，生产效率低，制备得到的镁合金支架的质量不够稳定，支架容易出现微裂纹，径向支撑力欠佳，同时，镁合金支架的晶粒尺寸过大影响了其力学强度、塑性、耐腐蚀性。
公告号为CN107299304B的中国发明专利提出了一种细化镁合金显微组织的方法，对挤压机出口处的热挤压镁合金采用冷却装置施加液氮进行冷却。该方式虽然可有效的细化镁合金挤压棒材的晶粒尺寸并提升合金的性能，然而需要附加液氮喷淋装置，并且容易在液氮流量过大时出现冷却过快导致棒材表面发生明显开裂。由于镁合金血管支架用管材为细径薄壁管材，在液氮的冷却条件下根本无法成形。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，基于简化制备工艺流程和细化产品组织，提供了一种生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，包括以下步骤：
A、制作坯料：将生物可降解镁合金挤压棒材机加工成带中心孔的圆柱形挤压用坯料；
B、制作超细晶毛细管：将坯料进行热挤压操作获得超细晶毛细管，并立即对热挤压获得的超细晶毛细管进行快速冷却处理，该超细晶毛细管在模拟体液中的腐蚀速率为0.10～0.34mm/year；
C、制作支架毛坯件：将毛细管激光切割成支架毛坯件；
D、除去切割残渣：将切割成形的支架毛坯件在超声清洗机中酸洗和/或超声清洗；
E、将除去残渣的支架毛坯件进行去应力退火处理；
F、先进行电化学抛光处理，再进行清洗，最终制备得到生物可降解超细晶镁合金血管内支架。
优选的，所述生物可降解超细晶镁合金血管内支架的显微晶粒尺寸为1～10微米，当支架壁厚为84微米时径向支撑力大于130KPa。
优选的，所述生物可降解镁合金包括Mg-Nd-Zn-Zr合金、WE43合金、AZ31合金、Mg-Gd-Zn合金、Mg-Gd-Nd-Zn、Mg-Nd-Zn-Zr-Ag合金中的一种。
优选的，步骤A中所述挤压棒的直径为5-30mm。
优选的，步骤B中所述热挤压具体包括：在模具内壁和带中心孔的圆柱形挤压用坯料的内、外壁上喷涂润滑剂；在250～450℃温度范围内保温30min～1h后进行挤压，得到外径为Φ1～4mm，壁厚为0.1～0.2mm的毛细管。
优选的，所述润滑剂包括石墨乳、氮化硼中一种。
优选的，步骤B中所述快速冷却处理的方式具体包括气冷、水冷、油冷中的一种；具体包括在热挤压过程中将冷却介质(压缩空气、水、油)喷到刚挤压出来的毛细管上实现快速冷却处理。
优选的，步骤E中所述的去应力退火处理具体包括：在350-450℃温度下保温1-30min后进行冷却，所述冷却包括气冷、水冷、油冷中的一种；所述冷却优选为气冷。
优选的，步骤F中，所述的电化学抛光，其抛光液成分及配比为磷酸:无水乙醇＝(1:0.5-1:2)或乙二醇乙醚:盐酸＝(9:1-10:1)，抛光电压为2～8V，时间为20～240s，室温下进行。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明缩减加工步骤，简化工艺，避免了多道次拉拔成形，降低能耗和加工成本，避免支架产生微裂纹，使其质量更加稳定，节约能耗，效率提高；本发明工艺避免支架晶粒尺寸粗大，以增强支架的力学强度、塑性、耐腐蚀性，增强了支架的径向支撑力；所获得的超细晶毛细管显微晶粒尺寸为1～10微米，在模拟体液中的腐蚀速率为0.10～0.34mm/year；所获得的镁合金血管内支架在壁厚为84微米时径向支撑力大于130KPa，满足临床应用要求；
2.热挤压之后立即进行快速冷却(所述冷却包括气冷、水冷、油冷中的一种)，可避免管材缓慢冷却的过程中由于长时间处于高温导致的晶粒尺寸的长大，生物可降解超细晶镁合金血管内支架的显微晶粒尺寸为1～10微米，有利于提升管材的力学强度、塑性、耐腐蚀性；
3.省略了镁合金挤压棒去应力退火处理、挤压后的毛细管的退火处理，工艺更为简单，便于降低能耗，提高效率；将退火工艺放在切割、去除残渣之后，可以消除热挤压、切割、去除残渣等步骤产生的应力，最后步骤才进行退火，可避免因多次退火造成的合金组织的粗化和性能的下降；
4.镁合金血管内支架经本发明所述的方法电化学抛光后，可获得内、外表面均光滑、光亮、平整的支架。该电化学抛光工艺简单易行，在室温下即可进行。
具体实施方式
本实施例旨在提供一种生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法。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。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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
一、测试指标：晶粒尺寸、支架径向支撑力、腐蚀速率。
二、测试方法：
晶粒尺寸：根据GB/T 4296-2004变形镁合金显微组织检验方法进行检测，获得晶粒平均直径尺寸。
支架径向支撑力：根据ASTM F3067-14 Radial Loading of Balloon Expandableand Self Expanding Vascular Stents进行测试。本发明的径向支撑力指标与生物可降解镁合金支架的壁厚有关。
腐蚀速率：根据GB/T 16886.15规定的方法进行检测。
三、实施例1-12，对比例1-9
实施例1：
一种生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，包括以下步骤：将直径为5mm的Mg-Nd-Zn-Zr镁合金挤压棒材机加工成带中心孔的小圆柱挤压用坯料；挤压前在模具内壁上喷涂氮化硼喷雾剂作为润滑剂。将坯料在250℃的温度下挤压成支架用毛细管(外径1mm，壁厚0.1mm)，挤压时对毛细管立即进行快速冷却处理(本实施例优选为水冷)。该毛细管在模拟体液中的腐蚀速率为0.10mm/year。
将毛细管激光切割成支架毛坯件。
将已除去残渣的支架毛坯件进行去应力退火处理，温度为350℃，保温1min，空冷。
先进行电化学抛光处理，抛光液成分及配比为磷酸:无水乙醇＝(1:0.5)，抛光电压为2V，时间为20s，室温下进行，再进行清洗，最终制备得到生物可降解镁合金血管内支架，该支架壁厚为85微米。
经上述工艺制备的血管内支架表面质量优良，显微晶粒尺寸为1～3微米，径向支撑力为149KPa，满足临床应用要求。
实施例2：
一种生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，包括以下步骤：将直径为30mm的Mg-Nd-Zn-Zr镁合金挤压棒材机加工成挤压用坯料；挤压前在模具和管坯内、外壁上喷涂石墨乳作为润滑剂。将管坯在450℃的温度下挤压成支架用毛细管(外径4mm，壁厚0.2mm)，然后将毛细管立即进行快速冷却处理(本实施例优选为油冷)。该毛细管在模拟体液中的腐蚀速率为0.14mm/year。
将毛细管激光切割成支架毛坯件。
将已除去残渣的支架毛坯件进行去应力退火处理，温度为450℃，保温30min，空冷。
先进行电化学抛光处理，抛光液成分及配比为磷酸:无水乙醇＝(1:2)，抛光电压为8V，时间为240s，室温下进行，再进行清洗，最终制备得到生物可降解镁合金血管内支架，该支架壁厚为84微米。
经上述工艺制备的血管内支架表面质量优良，显微晶粒尺寸8～10微米，径向支撑力为130KPa，满足临床应用要求。
实施例3：
一种生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，包括以下步骤：将直径为20mm的Mg-Nd-Zn-Zr镁合金挤压棒材机加工成挤压用坯料；挤压前在模具和管坯内、外壁上喷涂氮化硼喷雾剂作为润滑剂。将管坯在350℃的温度下挤压成支架用毛细管(外径2.5mm，壁厚0.15mm)，然后将毛细管立即进行快速冷却处理(本实施例优选为气冷)。该毛细管的在模拟体液中的腐蚀速率为0.12mm/year。
将毛细管激光切割成支架毛坯件。
将已除去残渣的支架毛坯件进行去应力退火处理，温度为400℃，保温15min，空冷。
先进行电化学抛光处理，抛光液成分及配比为磷酸:无水乙醇＝(1:1)，抛光电压为5V，时间为130s，室温下进行，再进行清洗，最终制备得到生物可降解镁合金血管内支架，该支架壁厚为84微米；经上述工艺制备的血管内支架表面质量优良，显微晶粒尺寸4～5微米，径向支撑力为141KPa，满足临床应用要求。
实施例4：
一种生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，与实施例1的不同之处在于，所述生物可降解镁合金为WE43合金。所获得的毛细管在模拟体液中的腐蚀速率为0.24mm/year,经上述工艺制备的血管内支架表面质量优良，显微晶粒尺寸1～2微米，支架壁厚85微米，径向支撑力为151KPa，满足临床应用要求。
实施例5：
一种生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，与实施例2的不同之处在于，所述生物可降解镁合金为WE43合金。所获得的毛细管在模拟体液中的腐蚀速率为0.34mm/year,经上述工艺制备的血管内支架表面质量优良，显微晶粒尺寸7～9微米，支架壁厚84微米，径向支撑力为132KPa，满足临床应用要求。
实施例6：
一种生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，与实施例3的不同之处在于，所述生物可降解镁合金为WE43合金。所获得的毛细管在模拟体液中的腐蚀速率为0.28mm/year,经上述工艺制备的血管内支架表面质量优良，显微晶粒尺寸3～4微米，支架壁厚84微米，径向支撑力为143KPa，满足临床应用要求。
实施例7：
一种生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，与实施例1的不同之处在于，所述生物可降解镁合金为Mg-Nd-Zn-Zr-Ag合金。所获得的毛细管在模拟体液中的腐蚀速率为0.11mm/year,经上述工艺制备的血管内支架表面质量优良，显微晶粒尺寸1～2微米，支架壁厚85微米，径向支撑力为150KPa，满足临床应用要求。
实施例8：
一种生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，与实施例2的不同之处在于，所述生物可降解镁合金为Mg-Nd-Zn-Zr-Ag合金。所获得的毛细管在模拟体液中的腐蚀速率为0.15mm/year,经上述工艺制备的血管内支架表面质量优良，显微晶粒尺寸7～9微米，支架壁厚84微米，径向支撑力为131KPa，满足临床应用要求。
实施例9：
一种生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，与实施例3的不同之处在于，所述生物可降解镁合金为Mg-Nd-Zn-Zr-Ag合金。所获得的毛细管在模拟体液中的腐蚀速率为0.13mm/year,经上述工艺制备的血管内支架表面质量优良，显微晶粒尺寸3～4微米，支架壁厚84微米，径向支撑力为142KPa，满足临床应用要求。
实施例10：
一种生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，与实施例1的不同之处在于，其抛光液成分及配比为乙二醇乙醚:盐酸＝(9:1)。经上述工艺制备的血管内支架表面质量优良，显微晶粒尺寸1～3微米，支架壁厚85微米，径向支撑力为149KPa，满足临床应用要求。
实施例11：
一种生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，与实施例2的不同之处在于，其抛光液成分及配比为乙二醇乙醚:盐酸＝(19:2)。经上述工艺制备的血管内支架表面质量优良，显微晶粒尺寸8～10微米，支架壁厚84微米，径向支撑力为130KPa，满足临床应用要求。
实施例12：
一种生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，与实施例3的不同之处在于，其抛光液成分及配比为乙二醇乙醚:盐酸＝(10:1)。经上述工艺制备的血管内支架表面质量优良，显微晶粒尺寸4～5微米，支架壁厚84微米，径向支撑力为141KPa，满足临床应用要求。
对比例1：
一种生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，与实施例9的不同之处在于，步骤B制作毛细管时将坯料进行热挤压操作获得毛细管，对热挤压获得的毛细管在室温下自然冷却。
经上述工艺制备的毛细管在模拟体液中的腐蚀速率为0.21mm/year,所制备的血管内支架的显微晶粒尺寸21～23微米，支架壁厚84微米，径向支撑力为106KPa，满足临床应用要求。
对比例2：
一种生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，与实施例9的不同之处在于，步骤B制作毛细管中将坯料进行热挤压操作获得毛细管，将热挤压获得的毛细管在200℃保温60min后自然冷却。
经上述工艺制备的毛细管在模拟体液中的腐蚀速率为0.23mm/year,所制备的血管内支架的显微晶粒尺寸24～25微米，支架壁厚84微米，径向支撑力为95KPa，满足临床应用要求。
对比例3：
一种生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，与实施例9的不同之处在于，步骤A中机加工前对生物可降解镁合金材料在温度540℃下保温60min；步骤B制作毛细管中将坯料进行热挤压操作获得毛细管，对热挤压获得的毛细管将毛细管在200℃保温60min。
经上述工艺制备的毛细管在模拟体液中的腐蚀速率为0.24mm/year,所制备的血管内支架的显微晶粒尺寸25～26微米，支架壁厚84微米，径向支撑力为94KPa，满足临床应用要求。
对比例4：
一种生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，与对比例3的不同之处在于，步骤E中不进行退火处理。
经上述工艺制备的毛细管在模拟体液中的腐蚀速率为0.44mm/year,所制备的血管内支架的显微晶粒尺寸24～25微米，支架壁厚84微米，径向支撑力为103KPa，支架压握扩张测试的过程中会有少量微裂纹产生。
对比例5：
将直径为20mm的Mg-3.0Nd-0.2Zn-0.1Ag-0.5Zr镁合金挤压棒进行去应力退火，退火温度为250℃，保温60min。将退火后的棒材机加工成管坯，并在管材一端加工出45°的锥面。挤压前在模具和管坯内、外壁上喷涂氮化硼喷雾剂作为润滑剂。将管坯在400℃的温度下挤压成支架用毛细管(外径2mm，壁厚0.1mm)。然后将毛细管在200℃保温60min去应力退火。该毛细管的抗拉强度为320MPa、屈服强度为260MPa、延伸率为30％，在模拟体液中的腐蚀速率为0.24mm/year。将毛细管激光切割成血管内支架，然后在配方为磷酸80ml/L，氟化氢铵40g/L的酸洗液中超声酸洗5min，去除支架表面的切割残渣及氧化膜。酸洗后的支架立即经去离子水和无水乙醇各超声清洗5min。吹干后进行电化学抛光处理，抛光液成分及配比为磷酸∶无水乙醇＝1∶1，抛光电压为2V，时间为240s，室温。抛光后立即先后经去离子水和无水乙醇超声清洗5min。然后对支架进行表面钝化处理，钝化液为40％的氢氟酸，处理12h。经上述工艺制备的血管内支架表面质量优良，显微晶粒尺寸约24微米，径向支撑力为105KPa，满足临床应用要求。
对比例6：
将直径为20mm的Mg-3.0Nd-0.2Zn-0.1Ag-0.5Zr镁合金挤压棒进行去应力退火，退火温度为300℃，保温40min。将退火后的棒材机加工成管坯，并在管材一端加工出45°的锥面。挤压前在模具和管坯内、外壁上喷涂氮化硼喷雾剂作为润滑剂。将管坯在350℃的温度下挤压成支架用毛细管(外径3mm，壁厚0.2mm)，然后将毛细管在250℃保温30min去应力退火。该毛细管的抗拉强度为370MPa、屈服强度为300MPa、延伸率为24％，在模拟体液中的腐蚀速率为0.14mm/year。将毛细管激光切割成血管内支架，然后在配方为磷酸80ml/L，氟化氢铵40g/L的酸洗液中超声酸洗30min，去除支架表面的切割残渣及氧化膜。酸洗后的支架立即经去离子水和无水乙醇各超声清洗10min。吹干后进行电化学抛光处理，抛光液成分及配比为磷酸∶无水乙醇＝1∶1，抛光电压为5V，时间为180s，室温。抛光后立即先后经去离子水和无水乙醇超声清洗10min。然后对支架进行表面钝化处理，钝化液为40％的氢氟酸，处理24h。经上述工艺制备的血管内支架表面质量优良。显微晶粒尺寸23微米，径向支撑力为121KPa，满足临床应用要求。
对比例7：
将直径为20mm的Mg-3.0Nd-0.2Zn-0.1Ag-0.5Zr镁合金挤压棒进行去应力退火，退火温度为350℃，保温30min。将退火后的棒材机加工成管坯，并在管材一端加工出45°的锥面。挤压前在模具和管坯内、外壁上喷涂氮化硼喷雾剂作为润滑剂。将管坯在250℃的温度下挤压成支架用毛细管(外径3.5mm，壁厚0.2mm)，然后将毛细管在300℃保温20min去应力退火。该毛细管的抗拉强度为350MPa、屈服强度为290MPa、延伸率为29％，在模拟体液中的腐蚀速率为0.19mm/year。将毛细管激光切割成血管内支架，然后在配方为磷酸100ml/L，氟化氢铵60g/L的酸洗液中超声酸洗20min，去除支架表面的切割残渣及氧化膜。酸洗后的支架立即经去离子水和无水乙醇各超声清洗10min。吹干后进行电化学抛光处理，抛光液成分及配比为乙二醇乙醚∶盐酸＝9∶1，抛光电压为8V，时间为20s，室温。抛光后立即先后经去离子水和无水乙醇超声清洗10min。然后对支架进行表面钝化处理，钝化液为40％的氢氟酸，处理18h。经上述工艺制备的血管内支架表面质量优良。显微晶粒尺寸约22微米，径向支撑力为117KPa，满足临床应用要求。
对比例8：
将直径为20mm的Mg-3.0Nd-0.2Zn-0.1Ag-0.5Zr镁合金挤压棒进行去应力退火，退火温度为300℃，保温30min。将退火后的棒材机加工成管坯，并在管材一端加工出45°的锥面。挤压前在模具和管坯内、外壁上喷涂氮化硼喷雾剂作为润滑剂。将管坯在300℃的温度下挤压成支架用毛细管(外径4mm，壁厚0.2mm)，然后将毛细管在250℃保温30min去应力退火。该毛细管的抗拉强度为350MPa、屈服强度为280MPa、延伸率为28％，在模拟体液中的腐蚀速率为0.20mm/year。将毛细管激光切割成血管内支架，然后在配方为磷酸100ml/L，氟化氢铵60g/L的酸洗液中超声酸洗20min，去除支架表面的切割残渣及氧化膜。酸洗后的支架立即经去离子水和无水乙醇各超声清洗10min。吹干后进行电化学抛光处理，抛光液成分及配比为乙二醇乙醚∶盐酸＝9∶1，抛光电压为4V，时间为80s，室温。抛光后立即先后经去离子水和无水乙醇超声清洗10min。然后对支架进行表面钝化处理，钝化液为40％的氢氟酸，处理12h。经上述工艺制备的血管内支架表面质量优良。显微晶粒尺寸约23微米，径向支撑力为113KPa，满足临床应用要求。
对比例9：
一种生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，与实施例9的不同之处在于，步骤B制作毛细管时将坯料进行热挤压操作获得毛细管，并立即对热挤压获得的毛细管采用液氮进行快速冷却处理
由于管材壁厚薄，采用液氮冷却速率过快，导致管材开裂。
对比实施效果可见，本专利中所提出的优化后的工艺方案所制备的支架的显微晶粒度由普通的G8级(平均晶粒尺寸22.5微米)提升到现在的G10级(平均晶粒尺寸10.2微米)以上，晶粒尺寸得到大幅度的减小。从前期大量的研究报道可知，镁合金晶粒尺寸细化会提升合金在模拟体液中的耐蚀性，并会因为hall-petch关系使得产品力学性能得到大幅度的提升，最终表现为：径向支撑力提升约40％，耐腐蚀降解性能提升约28.5％。
本具体实施方式仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、制作坯料：将生物可降解镁合金挤压棒材机加工成带中心孔的圆柱形挤压用坯料；
B、制作超细晶毛细管：将坯料进行热挤压操作获得超细晶毛细管，并立即对热挤压获得的超细晶毛细管进行快速冷却处理，该超细晶毛细管在模拟体液中的腐蚀速率为0.10～0.34mm/year；
C、制作支架毛坯件：将毛细管激光切割成支架毛坯件；
D、除去切割残渣：将切割成形的支架毛坯件在超声清洗机中酸洗和/或超声清洗；
E、将除去残渣的支架毛坯件进行去应力退火处理；
F、先进行电化学抛光处理，再进行清洗，最终制备得到生物可降解超细晶镁合金血管内支架。
2.如权利要求1所述的生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，其特征在于，所述生物可降解超细晶镁合金血管内支架的显微晶粒尺寸为1～10微米，当支架壁厚为84微米时径向支撑力大于130KPa。
3.如权利要求1所述的生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，其特征在于，所述生物可降解镁合金包括Mg-Nd-Zn-Zr合金、WE43合金、AZ31合金、Mg-Gd-Zn合金、Mg-Gd-Nd-Zn、Mg-Nd-Zn-Zr-Ag合金中的一种。
4.如权利要求1所述的生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，其特征在于，步骤A中所述挤压棒的直径为5-30mm。
5.如权利要求1所述的生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，其特征在于，步骤B中所述热挤压具体包括：在模具内壁和带中心孔的圆柱形挤压用坯料的内、外壁上喷涂润滑剂；在250～450℃温度范围内保温30min～1h后进行挤压，得到外径为Φ1～4mm，壁厚为0.1～0.2mm的毛细管。
6.如权利要求5所述的生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，其特征在于，所述润滑剂包括石墨乳、氮化硼中一种。
7.如权利要求1所述的生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，其特征在于，步骤B中所述快速冷却处理的方式具体包括气冷、水冷、油冷中的一种。
8.如权利要求1所述的生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，其特征在于，步骤E中所述的去应力退火处理具体包括：在350-450℃温度下保温1-30min后进行冷却，所述冷却包括气冷、水冷、油冷中的一种。
9.如权利要求1所述的生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法，其特征在于，步骤F中，所述的电化学抛光，其抛光液成分及配比为磷酸:无水乙醇＝(1:0.5-1:2)或乙二醇乙醚:盐酸＝(9:1-10:1)，抛光电压为2～8V，时间为20～240s，室温下进行。
CN202010385759.1A 2020-05-07 2020-05-07 生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法 Active CN111571128B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010385759.1A CN111571128B (zh) 2020-05-07 2020-05-07 生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010385759.1A CN111571128B (zh) 2020-05-07 2020-05-07 生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111571128A true CN111571128A (zh) 2020-08-25
CN111571128B CN111571128B (zh) 2022-07-05

Family

ID=72122878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010385759.1A Active CN111571128B (zh) 2020-05-07 2020-05-07 生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111571128B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112742892A (zh) * 2020-12-18 2021-05-04 上海康德莱医疗器械股份有限公司 一种医用镁合金管材及其制备方法
CN114130851A (zh) * 2020-09-04 2022-03-04 上海交通大学 一种血管支架用可降解镁合金毛细管材的制备方法

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101829364A (zh) * 2010-06-22 2010-09-15 上海交通大学 生物可降解镁合金血管内支架的制备方法
CN102069103A (zh) * 2010-11-30 2011-05-25 于洋 一种镁合金毛细管的塑性加工方法
CN102140671A (zh) * 2011-04-07 2011-08-03 上海交通大学 可降解镁合金血管内支架的电化学抛光方法
CN102312144A (zh) * 2010-07-07 2012-01-11 乐普（北京）医疗器械股份有限公司 一种超细晶医用镁合金及其制备方法
US20120215301A1 (en) * 2009-10-30 2012-08-23 Acrostak Corp Bvi, Tortola Biodegradable implantable medical devices formed from super - pure magnesium-based material
CN103170516A (zh) * 2013-03-05 2013-06-26 广州有色金属研究院 一种镁或镁合金毛细管的短流程制备方法
CN103394545A (zh) * 2013-07-30 2013-11-20 上海交通大学 生物可降解镁合金血管内支架用毛细管的精密加工方法
CN104302798A (zh) * 2012-06-26 2015-01-21 百多力股份公司 镁合金、其制造方法及其用途
CN104480330A (zh) * 2014-12-11 2015-04-01 江阴宝易德医疗科技有限公司 一种孪晶变形镁合金超细晶型材、其制备方法和用途
CN107299304A (zh) * 2017-06-23 2017-10-27 中国科学院长春应用化学研究所 一种细化热挤压镁合金显微组织的方法
CN107570551A (zh) * 2017-08-23 2018-01-12 北京工业大学 一种镁合金微细管及其制备方法
US20190022276A1 (en) * 2013-10-17 2019-01-24 Shanghai Jiao Tong University Biodegradable magnesium alloy nerve conduit for nerve defect repair and its preparation method
CN109433841A (zh) * 2018-11-07 2019-03-08 郑州大学 一种制备血管支架用超细晶镁合金微管的方法
CN109868435A (zh) * 2019-04-15 2019-06-11 江苏沣沅医疗器械有限公司 一种镁合金管材及其热处理方法和应用

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120215301A1 (en) * 2009-10-30 2012-08-23 Acrostak Corp Bvi, Tortola Biodegradable implantable medical devices formed from super - pure magnesium-based material
CN101829364A (zh) * 2010-06-22 2010-09-15 上海交通大学 生物可降解镁合金血管内支架的制备方法
CN102312144A (zh) * 2010-07-07 2012-01-11 乐普（北京）医疗器械股份有限公司 一种超细晶医用镁合金及其制备方法
CN102069103A (zh) * 2010-11-30 2011-05-25 于洋 一种镁合金毛细管的塑性加工方法
CN102140671A (zh) * 2011-04-07 2011-08-03 上海交通大学 可降解镁合金血管内支架的电化学抛光方法
CN104302798A (zh) * 2012-06-26 2015-01-21 百多力股份公司 镁合金、其制造方法及其用途
CN103170516A (zh) * 2013-03-05 2013-06-26 广州有色金属研究院 一种镁或镁合金毛细管的短流程制备方法
CN103394545A (zh) * 2013-07-30 2013-11-20 上海交通大学 生物可降解镁合金血管内支架用毛细管的精密加工方法
US20190022276A1 (en) * 2013-10-17 2019-01-24 Shanghai Jiao Tong University Biodegradable magnesium alloy nerve conduit for nerve defect repair and its preparation method
CN104480330A (zh) * 2014-12-11 2015-04-01 江阴宝易德医疗科技有限公司 一种孪晶变形镁合金超细晶型材、其制备方法和用途
CN107299304A (zh) * 2017-06-23 2017-10-27 中国科学院长春应用化学研究所 一种细化热挤压镁合金显微组织的方法
CN107570551A (zh) * 2017-08-23 2018-01-12 北京工业大学 一种镁合金微细管及其制备方法
CN109433841A (zh) * 2018-11-07 2019-03-08 郑州大学 一种制备血管支架用超细晶镁合金微管的方法
CN109868435A (zh) * 2019-04-15 2019-06-11 江苏沣沅医疗器械有限公司 一种镁合金管材及其热处理方法和应用

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114130851A (zh) * 2020-09-04 2022-03-04 上海交通大学 一种血管支架用可降解镁合金毛细管材的制备方法
CN112742892A (zh) * 2020-12-18 2021-05-04 上海康德莱医疗器械股份有限公司 一种医用镁合金管材及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111571128B (zh) 2022-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101829364B (zh) 生物可降解镁合金血管内支架的制备方法
Hanada et al. Fabrication of Mg alloy tubes for biodegradable stent application
JP5952803B2 (ja) 生分解性マグネシウム合金から作製されたインプラント
CN111571128B (zh) 生物可降解超细晶镁合金血管内支架的制备方法
CN101085377B (zh) 一种用于可降解血管支架的镁合金超细薄壁管成形工艺
Zhao et al. Electrochemical polishing of 316L stainless steel slotted tube coronary stents
JP6560192B2 (ja) 亜鉛合金管材とその製造方法、及びそれを用いてなるステントとその製造方法
Amani et al. Processing and properties of biodegradable magnesium microtubes for using as vascular stents: a brief review
US11266491B2 (en) Implant and method for production thereof
WO2018139647A1 (ja) 高機能生体吸収性ステント
EP3132755A1 (en) Metal vascular clamp capable of being directionally degraded and absorbed and manufacturing method therefor
CN106825110B (zh) 一种血管支架用锌合金细径薄壁毛细管材的成型加工方法
JP6560193B2 (ja) マグネシウム合金管材とその製造方法、及びそれを用いてなるステントとその製造方法
EP2757182A2 (de) Mikrostrukturiertes absorbierbares Implantat
CN109602960B (zh) 一种具备超塑性的医用锌合金棒材制备方法
CN108145380B (zh) 一种可降解吸收支架用镁合金薄壁管的加工方法
CN109433841B (zh) 一种制备血管支架用超细晶镁合金微管的方法
CN108543118B (zh) 体内可控降解的镁合金固定螺钉
WO2021218089A1 (zh) 高氮无镍奥氏体不锈钢无缝薄壁管材、
CN108714252B (zh) 体内可控降解的镁合金固定螺钉的制备方法
CN110029240A (zh) 一种生物可降解的Zn-Cu-Sr-Ti合金制备方法及应用
CN114318188B (zh) 一种高强耐蚀可降解高纯镁丝材及制备方法
Griebel et al. Fatigue and corrosion fatigue of cold drawn WE43 wires
CN114452448A (zh) 一种生物可降解的医用金属镁支架的制备方法
CN116920180B (zh) 一种可降解金属材料及其制备方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: Room 202, building 14, No. 600, Xinyuan South Road, Lingang New Area, Pudong New Area, Shanghai

Applicant after: HUCHUANG MEDICAL TECHNOLOGY (SHANGHAI) Co.,Ltd.

Address before: The new town of Pudong New Area Nanhui lake west two road 201306 Shanghai City No. 888 building C

Applicant before: HUCHUANG MEDICAL TECHNOLOGY (SHANGHAI) Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant