CN102356184B - 对高强度医疗合金制成的支架进行电抛光的方法和溶液 - Google Patents

Abstract

本发明描述了用于电抛光由高强度医疗合金制成的金属支架的设备和方法。该设备可包括由低热传导材料制成的电抛光容器。该设备可包括至少一个螺旋阴极用于优化溶液搅拌和/或电解液中的电压分配。此外，本发明还描述一种电解液。而且还描述了用于改善抛光以便一致地产生平滑表面的方法。

Description

对高强度医疗合金制成的支架进行电抛光的方法和溶液

技术领域

本发明总体上涉及提供对金属制成的产品进行电抛光的设备和方法，更具体地涉及电抛光金属医疗设备，如高强度医疗合金制成的支架，所述合金例如是包含下列各项的合金：例如钛、钨、钽、铌、钴、铬等。尽管本文所述设备和方法主要适用于医疗支架，特别是血管内支架，但本发明局不限于这种医疗产品。例如，所述方法可用于电抛光汽车或航空航天金属部件。

背景技术

支架一般是置于血管或其他体腔内用于保持腔内开放的管状设备，在一些情况下，还用于减少再狭窄的发展。支架可形成为多种通常可扩张的构造，因为它们是以压缩的形式被递送到所需的位置。这种构造可以是螺旋形绕线、线网、编织线、蛇形支架、环状物链、其他构造或上述几种的组合。支架壁一般在线状连接构件或支杆的框架设计内或螺纹交叉线的编织设计内穿孔。一些支架由一种以上材料制成。这种支架可以是，例如具有外层生物兼容材料的金属层状结构，如不锈钢，其内层为支架提供射线不透性以便在放置期间使成像设备可进行追踪。由这种材料制成的支架可以是，例如在不锈钢层之间的薄层钛。在用金属形成这种支架时，可能因加工过程使形成的支架外表面粗糙。需要将支架表面光滑化以便它能更容易地插入和以减小的摩擦力穿过血管或其他体腔到达植入位置。粗糙的外表面可能不仅增大摩擦梗阻，而且还会在插入期间损坏血管壁的内衬层。此外，平滑表面会减少血栓的形成和/或腐蚀。

由于加工形成金属支架经常会导致最初的产品有毛边、尖端、碎屑、在加工过程中熔化金属的渣料、其他特征或上述几种的组合，作为产品的第一级处理，表面除锈可以被执行，例如为进一步的表面处理如电抛光作准备。

例如通过US S/N 11/370642中公开的方法提供了用于在除锈后电抛光支架的设备和方法。

除锈可以包括，例如将支架浸入强酸溶液和/或超声清洗支架。

电抛光是电化学处理，通过这种处理一些表面金属可以得到电解溶解。一般而言，金属支架在浸入具有与电源负极端子连接的金属阴极的电解液时用作阳极并连接到电源。电流因此从作为阳极的支架流出，使其变得极化。支架上的金属离子被溶解的速率可以通过施加的电流和/或电压控制。阴极相对支架的定位可以提供电流到支架的均匀分配。根据电抛光理论，电流密度一般在从表面突出的高点上为最高，且在表面低点上一般最低。因而，较高点上的较高电流密度可能会使金属的溶解快于那些与表面等高的点。从而电抛光能够使表面变得平滑，甚至是达到闪光和反光的程度。

本发明提供用于同时电抛光多个金属设备－如支架以便一致地产生光滑表面的设备和处理过程。

发明内容

本发明提供一种用于同时电抛光多个金属支架的设备实施例。该设备可包括：多个具有纵轴线的长形构件，其中每个构件可包括能够可拆除地附接至并与金属支架保持电接触的导电适配器；电解液；连续阴极，其配置成当长形构件和阴极浸入电解液时紧邻每个长形构件定位；附接至所述阴极的阴极电流传导构件；阳极电流传导构件，其中每个长形构件都导电地电连接到阳极电流传导构件。

在一个实施例中，阴极具有螺旋构造和/或电解液放置在由非金属材料制成的容器中。该容器可以由玻璃、陶瓷、塑料或其他材料制成。

在另一个实施例中，该设备包括：第二连续阴极，其配置成当长形构件和阴极浸入电解液时紧邻每个长形构件定位；和附接至第二阴极的第二阴极电流传导构件。

在又一个实施例中，两个阴极都是螺旋形状，且基本同心地设置在溶液中。

本发明还提供一种用于同时电抛光多个金属支架的方法的实施例。所述方法包括：

a）在设备的一个或多个导电适配器中的每个上附接支架，所述设备包括：

多个具有纵轴线的长形构件，其中每个构件包括能够可拆除地附接至并与金属支架电接触的导电适配器；

电解液；

连续阴极，其配置成当长形构件和阴极浸入电解液时紧邻每个长形构件定位；

附接至阴极的阴极电流传导构件；

阳极电流传导构件，其中每个长形构件导电地与阳极电流传导构件电连接；

b）将所述支架浸入电解液；

c）在阴极电流传导构件和阳极电流传导构件之间提供电压差；

d）从溶液中取出支架并用至少一种冲洗溶液冲洗；

e）可选地，重复步骤b）、c）和d）。

在一个实施例中，该方法还可包括：

f）从设备中取出支架；

g）冲洗支架；

h）将支架浸入钝化液；

i）从钝化液中取出支架并冲洗；

j）将支架放入液体中并向液体施加超声波能量，或上述操作的组合。

电解液的实施例可包含聚乙二醇、硫酸二甲酯（dimethysulfate）、乙醇和甲醇。

在一个实施例中，电解液可包含大约0.1到5个重量百分数的聚乙二醇，大约0.5到2个重量百分数的聚乙二醇，或大约0.5到1个重量百分数的聚乙二醇。在另一个实施例中，聚乙二醇是PEG 1000。

在一个实施例中，电解液可包含大约0.1到5个重量百分数的聚乙二醇，大约0.5到2个重量百分数的聚乙二醇，或大约0.5到1个重量百分数的聚乙二醇，其中聚乙二醇可以是PEG 1000；大约25到60个重量百分数，大约30到40个重量百分数，大约35到39个重量百分数，或大约37个重量百分数的硫酸二甲酯；和大约15到50个重量百分数，大约20到40个重量百分数，大约25到35个重量百分数，或大约28个重量百分数的乙醇；和均衡配比的甲醇。

在另一个实施例中，在操作c）中，在大约20到60秒的时间段范围中提供电压，与此同时支架被浸入电解液中。

在又一实施例中，操作b）、c）和d）被重复三至五次。

在一个实施例中，钝化液包括硝酸。

通过下面的说明书和随附的权利要求书，本发明的这些以及其他目的和特征会变得更为显而易见，或者可以根据下文更详尽的解释通过对本发明的实践来学习上述目的和特征。

附图说明

为了进一步说明本发明的上述及其他优点和特征，将参照附图所示的具体实施例对本发明作更具体的说明。可以理解的是，这些附图仅仅示出了本发明的所示实施例，因而不能被理解成是对其范围的限制。还可利用附图对本发明进行说明并解释额外的特征和细节，附图中：

图1所示为根据本发明的设备的视图，其中示出了浸入电解液并且紧邻阴极的支架。

具体实施方式

本发明涉及用于电抛光多个金属设备－特别是金属支架的设备和方法。本发明可提供的优点是可以同时电抛光多个设备。通过在低热传导材料制成的电抛光容器内提供螺旋阴极，电解液可以在一段延长的时间内保持稳定。

在另一个实施例中，该设备包括2个同心螺旋阴极，其间放置支架作为阳极，从而提供额外的阴极表面面积。螺旋的螺距可以不同，以便均衡电解液在抛光容器中的良好搅动，从而确保持续的电解质浓度和组成并使阴极具有很高的表面面积。

本申请还说明了用于改善电抛光金属医疗设备－特别是支架的新的改进型电解液。

参照图1，所示为根据本发明的设备100的实施例。所述设备可包括至少一个沿纵轴线朝向下的长形构件11。每个长形构件11可以容纳能够可拆除地附接至和/或与金属支架13电接触的导电适配器。

至少一个长形构件11被浸入容器14中含有的电抛光溶液19，管状连续螺旋阴极21可以与至少一个长形构件11紧邻。每个长形构件11可以大致与阴极21的对向面等距。这样可为每个支架提供一致的场。阴极21可以附接至阴极聚集构件。该至少一个支架作为阳极附接至长形构件11，可以与阳极电流传导构件完全电串联和/或并联。阴极传导构件和/或阳极传导构件可以连接到电动势（EMF）上提供直流电源，就像电池一样，来自它的电流和/或电压可被合适的控制器控制。整个系统可被放入由低热传导材料制成的抛光容器14内。合适的材料可包括玻璃、陶瓷、塑料或其他材料。抛光容器14可含有电抛光溶液19和/或可置于双壁反应容器16中。抛光容器14可以用冷却液15－如乙醇来冷却。使用低热传导材料制成的抛光容器14，可以在暴露于空气的抛光容器的壁部分减少水的冷凝。可以减少通过从空气中冷凝水而对抛光溶液的稀释，这样潜在地会使电抛光溶液19稳定和/或可靠和/或可以提供稳定的抛光结果。为了方便电抛光溶液在电抛光过程中的搅拌，可以在抛光容器14中放入搅拌器18，如磁搅拌器。

典型的冠状动脉和/或血管内支架的长度可以在大约7到200毫米的范围内变化，直径可以在大约1到12毫米的范围内变化。然而，也可合适地安装尺寸更大或更小的支架。

为了完成电抛光处理，长度、直径、设计或其组合都相同的支架可以放置在一个或多个的适配器上。所安装的支架可浸入电抛光溶液。电抛光溶液的温度可介于大约-20℃与0℃之间，介于大约-20℃与-10℃之间，或者大约为-15℃。向支架供应电压作为阳极，且向阴极供应电压以对支架按所需的平滑度进行电抛光。有益的电压范围大约为7到40伏特，介于大约10到30伏特之间，或介于大约10到20伏特之间。电压可以大约20到大约60秒的间隔施加，在一些实施例中大约为30秒的间隔。然而，这些范围之外的电压也可能是有益的，这取决于支架的数量、电解液和/或其他设计和/或工艺参数。

对于电抛光过程来说分阶段执行可能是需要的。在一次浸入电抛光溶液后，通常持续大约20到60秒，可以从溶液中取出支架并清洗，通常用酒精、水、硝酸或上述的组合来清洗。然后，可以重复几次电抛光，且每步后都冲洗支架。通常合适的抛光过程会包括大约3到5次电抛光步骤的反复。但更多或更少的反复也是可以的，这取决于支架、电解液、电压和其他过程变量，或是上述几种的组合。一旦所需的电抛光完成，可以从电抛光溶液和电抛光设备中取出支架，进行冲洗并与钝化液接触以便清除残存的电抛光溶液。支架通常会被再次冲洗并置于可被施加超声波能量来完成冲洗的槽内。最终的冲洗步骤可包括在超声波槽内以大致室温暴露大约10分钟。

电抛光溶液的实施例可包括聚乙二醇、硫酸二甲酯、乙醇和甲醇。

在一个实施例中，聚乙二醇是PEG 1000。

在另一个实施例中，电解液可包括大约0.1到5个重量百分数的聚乙二醇，大约0.5到2个重量百分数的聚乙二醇，或大约0.5到1个重量百分数的聚乙二醇。

在又一个实施例中，电解液包含大约25到60个重量百分数，大约30到40个重量百分数，大约35到39个重量百分数，或大约37个重量百分数的硫酸二甲酯。

在一个实施例中，电解液包含大约15到50个重量百分数，大约20到40个重量百分数，大约25到35个重量百分数，大约25到30个重量百分数或大约28个重量百分数的乙醇；和均衡配比的甲醇。

在一个实施例中，电解液包含大约0.1到5个重量百分数的聚乙二醇，大约0.5到2个重量百分数的聚乙二醇，或大约0.5到1个重量百分数的聚乙二醇，其中聚乙二醇可以是PEG 1000；大约25到60个重量百分数，大约30到40个重量百分数，大约35到39个重量百分数，或大约37个重量百分数的硫酸二甲酯；大约15到50个重量百分数，大约20到40个重量百分数，大约25到35个重量百分数，大约25到30个重量百分数，或大约28个重量百分数的乙醇；和均衡配比的甲醇。

下面示出的实例用于说明，并不意味着以任何方式限制本发明。

实例

由高强度医疗合金制成的四个干的相同支架可以可拆除地附接至4个长形构件的适配器上。当搅拌电抛光溶液（聚乙二醇（PEG 1000）：硫酸二甲酯：乙醇：甲醇的重量比大约为1: 59: 44: 54，即0.6个重量百分数的聚乙二醇（PEG 1000），37.3个重量百分数的硫酸二甲酯，27.9个重量百分数的乙醇和34.2个重量百分数的甲醇）时，支架在设备上被放低进入电抛光溶液。电源的正极引线被附接到设备上，且电抛光容器内的磁搅拌器被打开以方便电抛光溶液的搅拌。当周期时间已经过时（取决于支架的尺寸和类型），从电抛光溶液中取出支架并将其没入乙醇容器。每个支架都在浸没的同时被移动。然后将所述支架再次浸入电抛光溶液中开始另一次抛光周期。抛光周期重复4次。从适配器中拆除支架并放入净水中冲洗约30秒。然后取出支架并放入硝酸钝化冲洗槽30分钟。从槽内取出支架并放入净水超声槽中约10分钟。然后从槽内取出支架，用酒精冲洗并用压缩空气干燥。

本发明可以其他具体形式实施，而不脱离其实质或基本特性。所述实施例在所有方面均被考虑为是为了说明，而不是进行限制。因而本发明的范围由所附权利要求书而非前述说明来限定。所有在权利要求书的意思和等价范围内的变化都将包含在其范围之内。

Claims (11)

1.一种电抛光金属支架的方法，包括：

a）在设备的一个或多个导电适配器中的每个上附接支架，所述设备包括：

至少一个具有纵轴线的长形构件，所述至少一个长形构件中的每个包括导电适配器，该导电适配器能够可拆除地附接至金属支架并与金属支架电接触；

电解液；

连续阴极，其配置成当所述至少一个长形构件和阴极浸入所述电解液时紧邻所述至少一个长形构件中的每个定位；

附接至所述阴极的阴极电流传导构件；

阳极电流传导构件，其中每个所述长形构件导电地与所述阳极电流传导构件电连接；

b）将所述至少一个支架浸入所述电解液中；

c）在所述阴极电流传导构件和所述阳极电流传导构件之间提供电压差；

d）从所述溶液中取出所述至少一个支架并用酒精冲洗；和

e）可选地，重复b）、c）和d）的操作；

其中，所述电解液包含0.1至5个重量百分数的聚乙二醇、25至60个重量百分数的硫酸二甲酯、15至50个重量百分数的乙醇和均衡配比的甲醇，并且其中，所述电解液在-20℃与0℃之间的温度被提供，并且所提供的电压在7伏到40伏的范围内。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述电压以20到60秒的间隔被施加。

3.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

f）从所述设备中取出所述至少一个支架；

g）冲洗所述至少一个支架；

h）将所述至少一个支架浸入钝化溶液中；

i）从所述钝化溶液中取出所述至少一个支架并冲洗所述至少一个支架；和

j）将所述至少一个支架放入液体中并对所述液体施加超声波能量。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤b）、c）和d）被重复3至5次。

5.如权利要求3所述的方法，其中所述钝化溶液包括硝酸。

6.如权利要求3所述的方法，其中所述超声波能量在室温下被施加给所述液体。

7.一种电解液，其包含0.1至5个重量百分数的聚乙二醇、25至60个重量百分数的硫酸二甲酯、15至50个重量百分数的乙醇和均衡配比的甲醇。

8.如权利要求7所述的电解液，其中所述聚乙二醇是PEG 1000。

9.如权利要求7所述的电解液，包含0.5至1个重量百分数的聚乙二醇。

10.如权利要求7所述的电解液，包含35至39个重量百分数的硫酸二甲酯。

11.如权利要求7所述的电解液，包含25至30个重量百分数的乙醇和均衡配比的甲醇。