CN111778429A - 锌基合金材料的可降解血管支架及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种锌基合金材料的可降解血管支架及其制备方法，所述锌基合金材料的可降解血管支架为锌铜镁合金材料或锌镁锂合金材料的可降解血管支架，其质量百分比为：铜含量为0‑5％，镁含量为0.01％‑0.1％，锂含量为0‑0.5％，其余为锌含量。本发明解决了因长期体内植入器械而导致体内生物学炎性和生物力学不适配，在体内无法降解的技术问题。

Description

锌基合金材料的可降解血管支架及其制备方法
技术领域
本发明涉及医用可降解材料技术领域，特别涉及一种锌基合金材料的可降解血管支架及其制备方法。
背景技术
通常受传统Ti合金血管支架的影响，现有血管支架在体内很难降解，导致在其植入后间隔一段时间需取出，不可降解支架长期存留在体内造成炎症的产生，而可降解支架材料可有效避免因长期体内植入器械而导致体内生物学炎性和生物力学不适配等问题，故可降解锌合金血管支架具有广阔的市场前景和良好的医用价值。
发明内容
本发明提供了一种锌基合金材料的可降解血管支架及其制备方法，其目的是为了解决背景技术中因长期体内植入器械而导致体内生物学炎性和生物力学不适配，在体内无法降解的问题。
为了达到上述目的，本发明的实施例提供的锌基合金材料的可降解血管支架为锌铜镁合金材料或锌镁锂合金材料的可降解血管支架，其质量百分比为：铜含量为0-5％，镁含量为0.01％-0.1％，锂含量为0-0.5％，其余为锌含量。
其中，Cu含量按照1％～5％控制，Mg含量按照0.01％～0.05％控制；或Cu含量按照0.1％～1％控制，Mg含量按照0.05％～0.1％控制；或Li含量按照0％～0.5％控制，Mg含量按照0.01％～0.05％控制，其余为锌含量；其中，锌合金原料采用：纯锌，其纯度大于99.995％；纯铜，其纯度大于99.995％；纯锂，其纯度大于99.95％；锌镁中间合金，其镁含量为2～10％。
其中，所述锌合金成分为：Zn-(1％～5％)Cu-(0.01％～0.05％)Mg；或为Zn-(0.1％～1％)Cu-(0.05％～0.1％)Mg；或为Zn-(0％～0.5％)Li-(0.01％～0.05％)Mg。
本发明的实施例提供的锌基合金材料的可降解血管支架的制备方法，包括如下步骤：
S1、锌合金熔炼：由纯锌锭经过熔炼、成分调整、过滤、浇铸后得到；
S2、均匀化热处理：将挤压坯料升温保温，再随炉冷却；
S3、预热挤压：将挤压坯料加热保温，再挤压成棒料；
S4、后续处理：将棒料钻孔、抛光后，得到可降解锌合金血管支架。
其中，所述S1中锌合金熔炼工艺中，熔炼过程所有熔体接触面均采用高纯石墨或氮化硼材料，熔体经石墨过滤片过滤，该过滤工序有效吸附和拦截熔液中的非金属杂质，保证过滤后的熔体质量，锌合金熔体经磨具浇铸后成型，最终制成直径45-50mm,、高度110-150mm的挤压坯料。
其中，所述S1中锌合金熔炼工艺为：将锌合金装入真空熔炼炉内，将金属加热至550～660℃保温，到达温度点后加入Cu、Mg、Li等金属元素，并搅拌均匀，熔体重新加热至550～660℃，静置0.5-2h。
其中，所述S2中均匀化热处理工艺为：将挤压坯料升温至250～380℃，保温5～72小时，并随炉冷却，冷却后的挤压坯料用车床车去除表面1-2mm的氧化皮。
其中，所述S3中预热挤压工艺为：将挤压坯料加热至150～350℃，保温2～5小时，其中挤压过程速度控制在20～50mm/min，挤压比控制在12：1～15：1，挤压出口用强风快速冷却，其中挤压成外径φ11～φ13mm的棒料。
其中，所述S4中后续处理工艺包括矫直抛光：使用磨床进行抛光，抛光后外径为11～12mm，圆度小于0.02mm，平行度小于0.02mm的棒料。
其中，所述S4中后续处理工艺包括钻孔拉拔：所述挤压棒料经钻孔，拉拔后得到壁厚为0.1～1.5mm的管材，得到所述支架的原材料。
其中，所述管材经激光雕刻、抛光、喷涂、压握，得到所述可降解锌合金血管支架。
本发明的上述方案有如下的有益效果：
从锌基合金的熔体质量、合金配比、挤压工艺等方面做出调整，可以制备抗拉强度300～450MPa、延伸率大于15％的可降解血管支架用管材，降解速率适中，降解产物对生产无害，从而解决锌基合金血管支架力学性能不足、降解速度过慢等问题，有效提高了锌合金血管支架降解过程的稳定性。
附图说明
图1为本发明的锌基合金材料的可降解血管支架的制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的问题，提供了一种锌基合金材料的可降解血管支架，为锌铜镁合金材料或锌镁锂合金材料的可降解血管支架，其质量百分比为：铜含量为0-5％，镁含量为0.01％-0.1％，锂含量为0-0.5％，其余为锌含量。
Cu含量按照1％～5％控制，Mg含量按照0.01％～0.05％控制；或Cu含量按照0.1％～1％控制，Mg含量按照0.05％～0.1％控制；或Li含量按照0％～0.5％控制，Mg含量按照0.01％～0.05％控制，其余为锌含量；其中，锌合金原料采用：纯锌，其纯度大于99.995％；纯铜，其纯度大于99.995％；纯锂，其纯度大于99.95％；锌镁中间合金，其镁含量为2～10％。
所述锌合金成分为：Zn-(1％～5％)Cu-(0.01％～0.05％)Mg；或为Zn-(0.1％～1％)Cu-(0.05％～0.1％)Mg；或为Zn-(0％～0.5％)Li-(0.01％～0.05％)Mg。
本发明提供了一种锌基合金材料的可降解血管支架的制备方法，包括如下步骤：
S1、锌合金熔炼：由纯锌锭经过熔炼、成分调整、过滤、浇铸后得到；
具体的，熔炼过程所有熔体接触面均采用高纯石墨或氮化硼材料，熔体经石墨过滤片过滤，该过滤工序有效吸附和拦截熔液中的非金属杂质，保证过滤后的熔体质量，锌合金熔体经磨具浇铸后成型，最终制成直径45-50mm,、高度110-150mm的挤压坯料；
锌合金熔炼工艺为：将锌合金装入真空熔炼炉内，将金属加热至550～660℃保温，到达温度点后加入Cu、Mg、Li等金属元素，并搅拌均匀，熔体重新加热至550～660℃，静置0.5-2h。
S2、均匀化热处理：将挤压坯料升温保温，再随炉冷却；
具体的，将挤压坯料升温至250～380℃，保温5～72小时，并随炉冷却，冷却后的挤压坯料用车床车去除表面1-2mm的氧化皮。
S3、预热挤压：将挤压坯料加热保温，再挤压成棒料；
具体的，将挤压坯料加热至150～350℃，保温2～5小时，其中挤压过程速度控制在20～50mm/min，挤压比控制在12：1～15：1，挤压出口用强风快速冷却，其中挤压成外径φ11～φ13mm的棒料。
S4、后续处理：将棒料钻孔、抛光后，得到可降解锌合金血管支架；
具体的，后续处理工艺包括矫直抛光：使用磨床进行抛光，抛光后外径为11～12mm，圆度小于0.02mm，平行度小于0.02mm的棒料。
后续处理工艺包括钻孔拉拔：所述挤压棒料经钻孔，拉拔后得到壁厚为0.1～1.5mm的管材，所述管材经激光雕刻、抛光、喷涂、压握，得到所述可降解锌合金血管支架。
实施例1：
一种可降解锌基血管支架合金材料的制备方法，所述锌合金成配比为Cu按照3％控制，Mg按照0.015％控制，熔炼过程与液体接触面均采用高纯石墨和氮化硼材料。所述锌合金原料采用：纯锌，其纯度大于99.995％；纯铜，其纯度大于99.995％；锌镁中间合金，其镁含量为2％。
熔炼过程：将锌合金装入熔炼炉，将金属加热至580℃保温，到达温度点后加入Cu、Mg、Li等金属元素，并搅拌均匀，将熔体重新加热至580℃，静置0.5h，再经过滤和浇铸成锭，制成直径为50mm的挤压坯料
均匀化热处理：挤压坯料温度控制在300℃，保温时间控制在48小时，按随炉进行冷却，挤压坯料用车床车去1mm的氧化皮。
挤压过程：挤压坯料温度控制在200℃，保温5小时，保温结束后进行挤压，其挤压速度控制在40mm/min，挤压后用强风快速冷却，其中挤压料直径为12mm，其挤压比控制在14：1。
矫直抛光工序：使用磨床进行抛光，抛光后外径为11.7mm，圆度0.02mm，平行度为0.02mm的棒料。
钻孔工序：校直抛光的棒料钻5mm的通孔，形成同心度控制在0.1mm的管材。
实施例2：
一种可降解锌基血管支架合金材料的制备方法，所述锌合金成配比为Cu按照1％控制，Mg按照0.05％控制，其余为Zn含量，熔炼过程与液体接触面均采用高纯石墨和氮化硼材料。所述锌合金原料采用：纯锌，其纯度大于99.995％；纯铜，其纯度大于99.995％；锌镁中间合金，其镁含量为2％。
熔炼过程：将锌合金装入熔炼炉，将金属加热至590℃保温，到达温度点后加入Cu、Mg、Li等金属元素，并搅拌均匀，将熔体重新加热至590℃，静置1h，再经过滤和浇铸成锭，制成直径为50mm的挤压坯料
均匀化热处理：挤压坯料温度控制在300℃，保温时间控制在48小时，按随炉进行冷却，挤压坯料用车床车去1mm的氧化皮。
挤压过程：挤压坯料温度控制在200℃，保温5小时，保温结束后进行挤压，其挤压速度控制在40mm/min，挤压后用强风快速冷却，其中挤压料直径为12mm，其挤压比控制在14：1。
矫直抛光工序：使用磨床进行抛光，抛光后外径为11.7mm，圆度0.02mm，平行度为0.02mm的棒料。
钻孔工序：校直抛光的棒料钻5mm的通孔，形成同心度控制在0.1mm的管材。
实施例3：
一种可降解锌基血管支架合金材料的制备方法，所述锌合金成配比为Li按照0.2％控制，Mg按照0.015％控制，其余为Zn含量，熔炼过程与液体接触面均采用高纯石墨和氮化硼材料。所述锌合金原料采用：纯锌，其纯度大于99.995％；纯锂，其纯度大于99.95％；锌镁中间合金，其镁含量为2％。
熔炼过程：将锌合金装入熔炼炉，将金属加热至590℃保温，到达温度点后加入Cu、Mg、Li等金属元素，并搅拌均匀，将熔体重新加热至590℃，静置1h，再经过滤和浇铸成锭，制成直径为50mm的挤压坯料
均匀化热处理：挤压坯料温度控制在300℃，保温时间控制在48小时，按随炉进行冷却，挤压坯料用车床车去1mm的氧化皮。
挤压过程：挤压坯料温度控制在200℃，保温5小时，保温结束后进行挤压，其挤压速度控制在40mm/min，挤压后用强风快速冷却，其中挤压料直径为12mm，其挤压比控制在14：1。
矫直抛光工序：使用磨床进行抛光，抛光后外径为11.7mm，圆度0.02mm，平行度为0.02mm的棒料。
钻孔工序：校直抛光的棒料钻5mm的通孔，形成同心度控制在0.1mm的管材。
以上生产的管材经拉拔后经激光雕刻、抛光、喷涂、压握，得到所述可降解锌合金血管支架。
采用本发明所提供的锌基合金材料的可降解血管支架的制备方法，其技术优点体现如下：
从锌基合金的熔体质量、合金配比、挤压工艺等方面做出调整，可以制备抗拉强度300～450MPa、延伸率大于15％的可降解血管支架用管材，降解速率适中，降解产物对生产无害，从而解决锌基合金血管支架力学性能不足、降解速度过慢等问题，有效提高了锌合金血管支架降解过程的稳定性。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种锌基合金材料的可降解血管支架，其特征在于，为锌铜镁合金材料或锌镁锂合金材料的可降解血管支架，其质量百分比为：铜含量为0-5％，镁含量为0.01％-0.1％，锂含量为0-0.5％，其余为锌含量。
2.根据权利要求1所述的锌基合金材料的可降解血管支架，其特征在于，Cu含量按照1％～5％控制，Mg含量按照0.01％～0.05％控制；或Cu含量按照0.1％～1％控制，Mg含量按照0.05％～0.1％控制；或Li含量按照0％～0.5％控制，Mg含量按照0.01％～0.05％控制，其余为锌含量；其中，锌合金原料采用：纯锌，其纯度大于99.995％；纯铜，其纯度大于99.995％；纯锂，其纯度大于99.95％；锌镁中间合金，其镁含量为2～10％。
3.根据权利要求1所述的锌基合金材料的可降解血管支架，其特征在于，所述锌合金成分为：Zn-(1％～5％)Cu-(0.01％～0.05％)Mg；或为Zn-(0.1％～1％)Cu-(0.05％～0.1％)Mg；或为Zn-(0％～0.5％)Li-(0.01％～0.05％)Mg。
4.一种权利要求1至3中任意一项所述的锌基合金材料的可降解血管支架的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、锌合金熔炼：由纯锌锭经过熔炼、成分调整、过滤、浇铸后得到；
S2、均匀化热处理：将挤压坯料升温保温，再随炉冷却；
S3、预热挤压：将挤压坯料加热保温，再挤压成棒料；
S4、后续处理：将棒料钻孔、抛光后，得到可降解锌合金血管支架。
5.根据权利要求4所述的锌基合金材料的可降解血管支架的制备方法，其特征在于，所述S1中锌合金熔炼工艺中，熔炼过程所有熔体接触面均采用高纯石墨或氮化硼材料，熔体经石墨过滤片过滤，该过滤工序有效吸附和拦截熔液中的非金属杂质，保证过滤后的熔体质量，锌合金熔体经磨具浇铸后成型，最终制成直径45-50mm,、高度110-150mm的挤压坯料。
6.根据权利要求4所述的锌基合金材料的可降解血管支架的制备方法，其特征在于，所述S1中锌合金熔炼工艺为：将锌合金装入真空熔炼炉内，将金属加热至550～660℃保温，到达温度点后加入Cu、Mg、Li等金属元素，并搅拌均匀，熔体重新加热至550～660℃，静置0.5-2h。
7.根据权利要求4所述的锌基合金材料的可降解血管支架的制备方法，其特征在于，所述S2中均匀化热处理工艺为：将挤压坯料升温至250～380℃，保温5～72小时，并随炉冷却，冷却后的挤压坯料用车床车去除表面1-2mm的氧化皮。
8.根据权利要求4所述的锌基合金材料的可降解血管支架的制备方法，其特征在于，所述S3中预热挤压工艺为：将挤压坯料加热至150～350℃，保温2～5小时，其中挤压过程速度控制在20～50mm/min，挤压比控制在12：1～15：1，挤压出口用强风快速冷却，其中挤压成外径φ11～φ13mm的棒料。
9.根据权利要求4所述的锌基合金材料的可降解血管支架的制备方法，其特征在于，所述S4中后续处理工艺包括矫直抛光：使用磨床进行抛光，抛光后外径为11～12mm，圆度小于0.02mm，平行度小于0.02mm的棒料。
10.根据权利要求9所述的锌基合金材料的可降解血管支架的制备方法，其特征在于，所述S4中后续处理工艺包括钻孔拉拔：所述挤压棒料经钻孔，拉拔后得到壁厚为0.1～1.5mm的管材，所述管材经激光雕刻、抛光、喷涂、压握，得到所述可降解锌合金血管支架。
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