CN101357089A - 一种生物可降解镁合金血管内支架的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物可降解镁合金血管内支架的制作方法，包括以下步骤：精密雕刻成型：设计并绘制所需制备血管内支架图案且将图案导入激光雕刻机；在惰性气体保护下，通过激光雕刻机对镁合金毛细管精密雕刻；表面光亮处理：将经精密雕刻成型的血管内支架放入呈弱酸性的有机溶剂中超声震荡洗涤1－5分钟，该有机溶剂由蒸馏水、无水乙醇和5.5＜pH值＜6.5的弱酸按体积比为1－5∶50－90∶5－10的比例混合配制而成；清洗：将经表面光亮处理的血管内支架放入与金属镁不反应的清洗剂中清洗并晾干。本发明工艺步骤简单、操作简便、所需加工制备血管内支架的图案容易变更且控制精确，加工制备同时，血管内支架基体也能保证不被氧化。

Description

一种生物可降解镁合金血管内支架的制作方法

技术领域

本发明涉及一种心内科血管介入治疗领域所用金属内支架的制备工艺，尤其是涉及一种生物可降解镁合金血管内支架的制作方法。

背景技术

血管内支架最初应用于经皮血管成形术效果不理想或受损血管的治疗，以及修复旁路搭桥造成的复合型损伤。与单纯的PTCA相比，血管支架植入人体后造成的急性闭塞和再狭窄的发生率明显降低。由于支架长期与血液接触，材料的血液相容性和生物力学性能的优劣，将直接影响临床应用效果。

目前，已经应用于临床的支架绝大部分是由金属制成的，包括316L不锈钢、钛合金、钴基合金、钽基合金、镁合金等。金属支架材料大多力学性能较好，但是随着时间的推移，金属材料逐渐老化、腐蚀，在体液中释放出金属离子，对机体可能产生不良影响。另外支架在体内长期受到体内应力的作用，在较长时间后，可能会发生疲劳断裂。当前，金属支架研究领域的发展趋势是研究力学性能更高、血液相容性更好的材料。

镁合金的密度低，比强度、比刚度高，特别是具有生物相容性好、弹性模量低、在体内可以逐步降解并被人体有效吸收等特点，近年来，越来越多的镁合金材料被用于外科植入器械如接骨板、接骨螺钉等和内科介入器械如血管内支架等产品的开发与应用。用作血管支架的镁合金一般含90％以上的镁，力学性能与316L不锈钢相当，是唯一的可作生物降解吸收金属支架材料，其植入人体后大约两个月左右可被吸收，释放出的Mg离子对人体无毒副作用。

由于可被血液溶解吸收，镁合金支架可以在同一血管病变部位进行多次介入治疗，而不会有支架重叠带来的问题，这对改善病变血管顺应性有积极意义，更重要的是支架植入术后可以采用无创检查随访。2004年，镁合金冠脉支架首次用于人体临床实验并取得了成功。最近又有一种新的镁合金可降解支架被开发出来，它的成分是Mg-3Al-1Re，研究表明是安全有效的。

作为唯一的一种可吸收金属支架，镁合金支架具有作为新型支架的潜力，而且降解产物无毒，是金属支架发展的一个重要方向。但镁合金在室温下的塑性很差，在加工制备过程中极易发生氧化，所以镁合金的高端产品的深、精加工，已成为制约镁合金在生物医学工程等高科技领域应用与发展的瓶颈。

早期的血管支架部分是用合金丝编织而成的，特别是TiNi合金丝制作的支架多半都是编织成的。后来，临床发现编织的支架精密度和力学性能较差，加工成品率低，于是发展出了管材的激光雕刻技术，采用细径薄壁镁合金管材激光雕刻支架的结构更稳定，不易变形，径向支撑力更强，加工效率更高，且加工过程中可以用气体进行保护可有效控制工件表面的氧化，加工的图形容易变更，进而可以降低支架的制作成本。镁合金非常活泼，表面易被大气氧化，和水等多数极性溶剂易发生腐蚀溶解，为镁合金支架的后处理带来了很大的困难。因此，有必要开发生物可降解镁合金血管内支架的加工及后处理技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种生物可降解镁合金血管内支架的制作方法，其工艺步骤简单、操作简便、所需加工制备血管内支架的图案容易变更且控制精确，在加工制备的同时，血管内支架的基体也能保证不被氧化。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种生物可降解镁合金血管内支架的制作方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(a)精密雕刻成型：设计并绘制所需雕刻成型的血管内支架图案且将所述图案导入激光雕刻机；在惰性气体保护下，通过激光雕刻机对直径Φ为1-10mm的镁合金毛细管进行精密雕刻并制得经精密雕刻成型的血管内支架，所述镁合金毛细管的壁厚为0.1-0.5mm且其为能够生物降解的医用镁合金无缝管材；；

所述激光雕刻机的激光输出功率为20-50W，激光输出频率为1500-9000Hz，所输出激光的脉宽为0.1-0.5ms；激光雕刻时，所述激光雕刻机的激光发射口与被刻蚀表面间的距离为2-3mm，切割速度为70-150mm/min；

(b)表面光亮处理：将所述经精密雕刻成型的血管内支架放入呈弱酸性的有机溶剂中超声震荡洗涤1-5分钟；所述呈弱酸性的有机溶剂由蒸馏水、无水乙醇和5.5＜PH值＜6.5的弱酸按体积比为1-5∶50-90∶5-10的比例混合配制而成；

(c)清洗：将经表面光亮处理的血管内支架放入与金属镁不反应的清洗剂中进行清洗并晾干。

步骤(b)中所述5.5＜PH值＜6.5的弱酸为草酸或柠檬酸。

所述经精密雕刻成型的血管内支架上的图案为由多个两两呈镜面对称的图形组成的管网结构，所述管网结构上的单个网孔为圆形、椭圆形、菱形或燕尾形。

步骤(c)中所述的清洗剂为无水乙醇。

步骤(a)中所述的惰性气体为氩气。

本发明与现有技术相比具有以下优点，1、工艺步骤简单、操作简便，实现容易；2、所需加工制备血管内支架的图案便于整体设计，所设计的图案容易变更且制备工艺中控制精确、精度高，其选用的原料为生物相容性好的、可生物降解的细径薄壁镁合金无缝金属管材，所选用镁合金毛细管的外径Φ为1～10mm，壁厚为0.1-0.5mm；3、在加工制备的同时，血管内支架的基体也能保证不被氧化，从而使得血管支架基体的表面后处理工艺简单易行；4、实践中，根据所用细径薄壁镁合金管材的不同规格，合理的选择激光雕刻机的加工参数，使切割出来的血管内支架表面质量更好，尺寸精度更高，力学性能更优良；5、由于镁合金非常活泼，其表面易被大气氧化，且和水等多数极性溶剂易发生腐蚀溶解，因此对支架的表面处理要在弱酸的有机溶剂中进行，根据激光雕刻成型后支架的不同规格合理调整溶剂中溶液的比例和处理时间，能够达到更好的处理效果；6、适用范围广泛，其镁合金毛细管的激光雕刻精密成型以及雕刻成型后血管内支架表面的后续处理工艺，不仅可用于临床中治疗血管狭窄的且能生物降解的镁合金血管内支架的制备，同样可用于冠脉、颅内血管等人体各类血管和非血管介入内支架的制备。综上，通过本发明所制备的镁合金血管内支架各方面性能优良，根据血管内支架等医学领域中对镁合金支架的需求，针对目前对镁合金毛细管激光雕刻加工制备过程中出现的空缺，结合镁合金材料的材料特性，在惰性气体(氩气)的保护下，选择激光雕刻设备并控制其加工工艺参数，使得镁合金血管内支架能够按照预先设计图案要求，精密切割成型并且能有效避免材料表面氧化，进而得到满足临床应用的综合力学性能优良、表面质量好、几何尺寸精度较高的优质的生物可降解镁合金血管内支架。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明第一优选实施方式的血管内支架图案结构示意图。

图2为本发明第二优选实施方式的血管内支架图案结构示意图。

图3为本发明第三优选实施方式的血管内支架图案结构示意图。

附图标记说明：

1-网孔；

具体实施方式

实施例1

本发明一种生物可降解镁合金血管内支架的制作方法包括以下步骤：

第一步、精密雕刻成型：设计并绘制所需雕刻成型的血管内支架图案且将所述图案导入激光雕刻机，具体是：先通过图形设计软件，结合临床实际使用要求，设计编程出符合人体各类血管和非血管介入治疗需要的各种血管内支架图案，然后通过外接端口将所设计的血管内支架图案导入激光雕刻机。所述经精密雕刻成型的血管内支架上的图案为由多个两两呈镜面对称的图形组成的管网结构，所述管网结构上的单个网孔1为圆形、椭圆形、菱形或燕尾形。

之后，在惰性气体保护下，通过激光雕刻机对直径Φ为1-10mm的镁合金毛细管进行精密雕刻并制得经精密雕刻成型的血管内支架。需注意的是：雕刻之前，先将镁合金毛细管放入所述激光雕刻机的工作平台并经精确校正定位后，再启动激光雕刻机，整个雕刻切割过程是在惰性气体保护的条件下进行。所述镁合金毛细管的壁厚为0.1-0.5mm且其为能够生物降解的医用镁合金无缝管材。所述激光雕刻机的激光输出功率为20-50W，激光输出频率为1500-9000Hz，所输出激光的脉宽为0.1-0.5ms；激光雕刻时，所述激光雕刻机的激光发射口与被刻蚀表面间的距离为2-3mm，切割速度为70-150mm/min。

第二步、表面光亮处理：将所述经精密雕刻成型的血管内支架放入呈弱酸性的有机溶剂中超声震荡洗涤1-5分钟；所述呈弱酸性的有机溶剂由蒸馏水、无水乙醇和5.5＜PH值＜6.5的弱酸按体积比为1-5∶50-90∶5-10的比例混合配制而成。

第三步、清洗：将经表面光亮处理的血管内支架放入与金属镁不反应的清洗剂中进行清洗并晾干。

本实施例中，所述镁合金毛细管的直径Φ为2mm且其壁厚为0.2mm。如图1所示，所设计并绘制的需雕刻成型血管内支架图案为由多个两两呈镜面对称的图形组成的管网结构且所述管网结构上的单个网孔1为椭圆形。将所设计的血管内支架图案导入激光雕刻机后，调整激光雕刻机的工作参数，其激光输出功率为24-26W，激光输出频率为2500-3000Hz，脉宽为0.3ms，激光雕刻机的切割速度为110-120mm/min。在将规格为Φ2×0.2mm的镁合金毛细管材固定在激光雕刻机的工作平台上并进行精确定位后，在氩气保护下对镁合金毛细管作定位切割，得到具有所需要图案的血管内支架。然后，将经激光雕刻成型的血管内支架放入由蒸馏水、无水乙醇和柠檬酸按体积比为2∶89∶9的比例混合配制而成的混合溶液中超声震荡洗涤1分钟。最后，再将经表面光亮处理的血管内支架放入无水乙醇中漂洗干净并晾干。

实施例2

本实施例中，所述镁合金毛细管的直径Φ为5mm且其壁厚为0.4mm。如图2所示，所设计并绘制的需雕刻成型血管内支架图案为由多个两两呈镜面对称的图形组成的管网结构且所述管网结构上的单个网孔1为菱形。将所设计的血管内支架图案导入激光雕刻机后，调整激光雕刻机的工作参数，其激光输出功率为42-44W，激光输出频率为7000-7500Hz，脉宽为0.1ms，激光雕刻机的切割速度为80-90mm/min。在将规格为Φ5×0.4mm的镁合金毛细管材固定在激光雕刻机的工作平台上并进行精确定位后，在氩气保护下对镁合金毛细管作定位切割，得到具有所需要图案的血管内支架。然后，将经激光雕刻成型的血管内支架放入由蒸馏水、无水乙醇和草酸按体积比为5∶85∶10的比例混合配制而成的混合溶液中超声震荡洗涤2分钟。最后，再将经表面光亮处理的血管内支架放入无水乙醇中漂洗干净并晾干。

实施例3

本实施例中，所述镁合金毛细管的直径Φ为6mm且其壁厚为0.3mm。如图3所示，所设计并绘制的需雕刻成型血管内支架图案为由多个两两呈镜面对称的图形组成的管网结构且所述管网结构上的单个网孔1为燕尾形。将所设计的血管内支架图案导入激光雕刻机后，调整激光雕刻机的工作参数，其激光输出功率为30-32W，激光输出频率为2500-3000Hz，脉宽为0.3ms，激光雕刻机的切割速度为100-110mm/min。在将规格为Φ6×0.3mm的镁合金毛细管材固定在激光雕刻机的工作平台上并进行精确定位后，在氩气保护下对镁合金毛细管作定位切割，得到具有所需要图案的血管内支架。然后，将经激光雕刻成型的血管内支架放入由蒸馏水、无水乙醇和柠檬酸按体积比为3∶88∶9的比例混合配制而成的混合溶液中超声震荡洗涤2分钟。最后，再将经表面光亮处理的血管内支架放入无水乙醇中漂洗干净并晾干。

综上，本发明的工艺步骤是：首先，设计并绘制所需制备血管内支架图案并导入激光雕刻机，调整好激光雕刻机工作参数后将镁合金毛细管材在激光雕刻机上进行精确定位，然后在氩气保护下对镁合金管材作定位切割，得到所需图案的血管内支架，最后利用超声震动和化学洗联合处理除去血管内支架的毛边及径向粗糙面。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种生物可降解镁合金血管内支架的制作方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(a)精密雕刻成型：设计并绘制所需雕刻成型的血管内支架图案且将所述图案导入激光雕刻机；在惰性气体保护下，通过激光雕刻机对直径Φ为1-10mm的镁合金毛细管进行精密雕刻并制得经精密雕刻成型的血管内支架，所述镁合金毛细管的壁厚为0.1-0.5mm且其为能够生物降解的医用镁合金无缝管材；

所述激光雕刻机的激光输出功率为20-50W，激光输出频率为1500-9000Hz，所输出激光的脉宽为0.1-0.5ms；激光雕刻时，所述激光雕刻机的激光发射口与被刻蚀表面间的距离为2-3mm，切割速度为70-150mm/min；

(b)表面光亮处理：将所述经精密雕刻成型的血管内支架放入呈弱酸性的有机溶剂中超声震荡洗涤1-5分钟；所述呈弱酸性的有机溶剂由蒸馏水、无水乙醇和5.5＜PH值＜6.5的弱酸按体积比为1-5∶50-90∶5-10的比例混合配制而成；

(c)清洗：将经表面光亮处理的血管内支架放入与金属镁不反应的清洗剂中进行清洗并晾干。

2.按照权利要求1所述的一种生物可降解镁合金血管内支架的制作方法，其特征在于：步骤(b)中所述5.5＜PH值＜6.5的弱酸为草酸或柠檬酸。

3.按照权利要求1或2所述的一种生物可降解镁合金血管内支架的制作方法，其特征在于：所述经精密雕刻成型的血管内支架上的图案为由多个两两呈镜面对称的图形组成的管网结构，所述管网结构上的单个网孔(1)为圆形、椭圆形、菱形或燕尾形。

4.按照权利要求1或2所述的一种生物可降解镁合金血管内支架的制作方法，其特征在于：步骤(c)中所述的清洗剂为无水乙醇。

5.按照权利要求1或2所述的一种生物可降解镁合金血管内支架的制作方法，其特征在于：步骤(a)中所述的惰性气体为氩气。

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