CN107595449A - 一种降低电化学腐蚀的可降解金属支架制备方法及其制得的金属支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种降低电化学腐蚀的可降解金属支架制备方法，包括如下步骤：通过激光切割在圆筒型管材的管壁上，雕刻成镂空网状结构的支架本体，通过分子沉积或原子沉积将高密度金属膜施加到整个所述支架本体表面，将显影丝缠绕至所述支架本体的非应力区。本发明的技术效果主要体现在：可降解金属支架的非应力区缠绕显影丝不会造成支架的损伤，不会产生应力腐蚀和应力腐蚀裂纹；缠绕显影丝不会改变支架原有的设计形状；显影标记与高密度金属膜的密度差、电位序差变小，防止电偶腐蚀的情况产生。

Description

一种降低电化学腐蚀的可降解金属支架制备方法及其制得的 金属支架

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种用于血管腔内狭窄治疗的、可吸收的可显影金属支架。

背景技术

随着人们饮食习惯的改变，工作、生活压力不断增大，环境污染日益严重，患心脑血管疾病的人群逐渐增多。冠心病是发病率较高的疾病之一。目前，多采用植入支架的方式治疗冠脉狭窄等冠心病，支架在应用过程中逐渐改进、发展，从起初的金属裸支架(BMS)(术后狭窄率15～30％)，到药物洗脱支架(DES)的开发与应用(术后狭窄率10％左右)，随着临床应用的不断积累发现，惰性金属支架平台在植入后远期存在发生晚期血栓及再狭窄的风险。因此，可以在有效服役期后逐渐被人体吸收的可降解支架受到广泛关注。

近年来，镁基金属(纯镁和镁合金)因具有非常低的电极电位，在体液环境中非常活泼，易发生腐蚀，进而在体内被安全吸收代谢，实现生物降解。镁合金具有较优的力学性能，镁元素更是人体内生长、代谢所必须的微量元素。上述特点使其受到人们的青睐，有望成为新一代可降解植入材料而得到临床应用。

例如，中国专利CN102220529A公开了一种可生物降解血管支架用Mg-Zn-Y-Nd镁合金，其具有优异的耐蚀性能和良好的塑性。中国专利CN103418035A公开了一种可调控镁合金血管支架降解速率的表面涂层的制备方法。这两个专利都是侧重于解决镁合金作为血管支架材料所表现出的耐腐蚀性差的问题。镁合金材料因其自身比重低，在X射线下不可视，因此，镁合金血管支架在植入过程及术后随访过程中的准确定位成为目前又一亟待解决的问题。在镁合金血管支架上制备显影标记，来实现支架在X射线下的定位是一种简便、易行且有效的方法。

目前可降解金属支架采用的显影方式为可降解金属支架上嵌入显影标记，例如中国专利CN10603425A所揭示，血管支架本体为镂空型圆柱网状，支架本体的两端分别设置有显影标记片，显影标记片上设置有显影标记孔，显影标记孔内设置有显影物，显影物一般为金、铂等重金属，制备时将该显影物通过压力直接压入显影标记孔内，这种技术主要存在问题：1.为了显影，显影物一般密度会较大，而镁基金属材料具有很低的电极电位，因此显影物与可降解金属支架的密度差和电位序差大；当显影物与可降解金属支架相接触时，其即会作为阳极发生腐蚀(电偶腐蚀)。2.显影物通过压力挤压嵌入可降解金属支架内，与可降解金属支架接触的位置会发生应力腐蚀和应力腐蚀裂纹。因此这两种缺点会加快可降解金属支架的电化学腐蚀，进而影响可降解金属支架内皮化的时间。

为了解决这一技术问题，中国专利CN10547105A揭示了一种技术，通过高分子粘结剂将显影标记装配到预留显影环内，避免显影物质与镁合金基体之间发生电偶腐蚀。这一技术由于引入新的物质，所以具有一定的医疗风险不确定性。

或者，也有其他的解决方式，如中国专利CN102429750B揭示，至少一层丝材在血管支架的支架波杆上整体地缠绕，所述丝材由显影材料制成，这一技术会导致支架波杆与显影金属丝直接接触，加快显影物质与可降解支架机体之间的电化学腐蚀，导致支架波杆的过早断裂。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种改进的显影技术，有效防止金属支架的电偶腐蚀及电化学腐蚀。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为采用一种降低电化学腐蚀的可降解金属支架制备方法，包括如下步骤：

S1、金属支架的制备步骤，通过激光切割在圆筒型管材的管壁上，雕刻成镂空网状结构的支架本体，并完成抛光；

S2、金属支架表面镀高密度金属膜的制备步骤，通过分子沉积或原子沉积将高密度金属膜施加到整个所述支架本体表面；

S3、显影丝的缠绕步骤，将显影丝缠绕至所述支架本体的非应力区。

优选的，S1还包括如下步骤：S10、金属支架的非应力区显影标记孔的制备步骤，通过激光切割支架本体时，在支架两侧的非应力区均匀切割出显影标记孔。

优选的，S3中、将显影丝缠绕至所述支架本体的非应力区的显影标记孔内。

优选的，所述高密度金属膜的沉积材料为金，铂，铱或钛，或者它们的任何组合组成。

优选的，S2还包括如下步骤：S20、对已经完成高密度金属膜沉积的金属支架进行毛化处理，并在其外层上施加药物层，包括将药剂混合物通过超声喷涂施加至所述金属层上步骤，所述药剂混合物包括选自PLA，PLGA或PVDF或它们的任何组合的聚合物，有效药物以及溶剂，以及等待所述溶剂挥发的步骤。

一种根据上述制备方法所制得的金属支架，包括：

网状支架本体结构，由可降解材质构成；

包覆膜，包覆在该网状体外围；

显影标记，附加在该网状体结构上，用以提供人体造影时识别该金属支架在人体之植入位置。

优选的，所述金属支架为镁合金血管支架。

优选的，所述包覆膜为通过分子沉积或原子沉积方式所形成的高密度金属膜，所述高密度金属膜的沉积材料为金，铂，铱或钛，或者它们的任何组合组成。

优选的，所述显影标记材料包括金、铂、钽、锇、铼、钨、铱、铑或上述材料的合金。

优选的，所述网状支架本体的非应力区设有显影标记孔，所述显影标记缠绕于所述显影标记孔上。

本发明的技术效果主要体现在：

1、可降解金属支架的非应力区缠绕显影丝不会造成支架的损伤，不会产生应力腐蚀和应力腐蚀裂纹；

2、缠绕显影丝不会改变支架原有的设计形状；

3、显影标记与高密度金属膜的密度差、电位序差变小，防止电偶腐蚀的情况产生。

附图说明

图1是本发明优选实施例的金属支架的示意图；

图2是本发明第二实施例的金属支架的示意图；

图3是本发明第三实施例的金属支架的示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

电势序(galvanicseries)，亦称“电位序”。不同的金属发生双金属腐蚀的可能性部分的取决于它们在电势序中的相对位置，两种金属在电势序中相距越远，这种可能性就越大。本发明基于该原理，揭示了一种降低电化学腐蚀可降解金属支架的制备方法，包括如下步骤：

S1、金属支架的制备步骤，通过激光切割在圆筒型管材的管壁上，雕刻成镂空网状结构的支架本体，并完成抛光；

S2、金属支架表面镀高密度金属膜的制备步骤，通过分子沉积或原子沉积将高密度金属膜施加到整个所述支架本体表面，对所述金属支架形成包覆；

S3、显影丝的缠绕步骤，将显影丝缠绕至所述支架本体的非应力区，形成显影标记。

为了减缓支架本体的降解速度，同时减缓显影标记位置的电化学腐蚀，本发明提出了步骤S2的过程。在本发明实施例中，所述金属支架采用镁合金血管支架。所述高密度金属膜的沉积材料为金，铂，铱或钛，或者它们的任何组合组成，优先钛。所述显影丝的材料包括金、铂、钽、锇、铼、钨、铱、铑或上述材料的合金。由下表可知：

Figure 2Galvanic Series in Seawater(insert galvanic series image.gif)

由于高密度金属膜与显影丝之间的密度差和电位序差小于镁合金血管支架与显影丝之间的密度差和电位序差，因此，能大大降低电偶腐蚀的风险产生。

如图1所述的实施例中，显影丝2缠绕至所述支架本体1的波杆的非应力区。如图2所述的实施例中，显影丝2缠绕至所述支架本体1的波杆的非应力区的显影标记孔内。则本发明的步骤S1中还包括如下步骤：S10、金属支架的非应力区显影标记孔的制备步骤，通过激光切割支架本体时，在支架两侧的非应力区均匀切割出显影标记孔。如图3所述的实施例中，显影标记区3附加在网状支架本体上，切割成交错的圆孔，显影丝2呈“十”字缠绕至所述支架本体1的波杆的非应力区的显影标记孔内。

本发明中，可降解金属支架本体1可基本由镁合金材料制成。可降解金属支架的特点在于：镁的标准电极电位为-2.37V，相对较低，其在含氯离子的人体生理环境下容易降解，并且降解的镁可随新陈代谢被吸收且不会对人体造成损害。此外，由于镁合金制成的支架本体1具有期望的物理性能，在人体组织环境中具有良好的匹配性。对于高密度金属膜而言，其作用一方面在于提高可降解金属支架的可视性，另一方面，其可作为保护层来降低可降解金属支架的降解速度。高密度金属膜由比可降解金属支架本体密度更大的金属材料沉积制成，由于具有更大的密度，其在X射线下具有更佳的可见性。这些金属材料兼顾在X射线下的可视性，与人体的兼容性以及可降解金属支架的降解速度的可控性。在一些实施例中，高密度金属膜的沉积厚度可选择成控制整个可降解金属支架的降解时间，其厚度也可针对特定金属层的降解速度来选择。

本发明中，步骤S2还包括如下步骤：S20、对已经完成高密度金属膜沉积的金属支架通过激光毛化或喷砂等方式进行毛化处理，并在其外层上施加药物层，包括将药剂混合物通过超声喷涂施加至所述金属层上步骤，所述药剂混合物包括选自PLA，PLGA或PVDF或它们的任何组合的聚合物，有效药物以及溶剂，以及等待所述溶剂挥发的步骤。

在一些实施例中，药物层可通过超声喷涂来施加，首先将有效药物如雷帕霉素和聚合物，如PLA(聚乳酸)，PLGA(聚乳酸-羟基乙酸共聚物)或PVDF(聚偏氟乙烯)以及溶剂，如丙酮按一定比例混合并进行搅拌。在一些实施例中，可采用雷帕霉素、PLA(PLGA)和丙酮以质量比2:8:5的比例混合，搅拌30分钟。随后，将药液混合物注入到喷涂机中，调整超声功率至例如2W，调整适当的支架旋转速度至例如60转/分钟，轴向以0-2mm/S的速度往复运动，喷涂一个或多个轴向往复运动周期。待丙酮挥发后，聚合物和有效药物的混合物将覆盖在支架表面上，形成药物层。在一些实施例中，有效药物在支架表面的含量为5-15ug/mm，该含量指支架的每毫米单位长度中的药物含量。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种降低电化学腐蚀的可降解金属支架制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、金属支架的制备步骤，通过激光切割在圆筒型管材的管壁上，雕刻成镂空网状结构的支架本体，并完成抛光；

S2、金属支架表面镀高密度金属膜的制备步骤，通过分子沉积或原子沉积将高密度金属膜施加到整个所述支架本体表面；

S3、显影丝的缠绕步骤，将显影丝缠绕至所述支架本体的非应力区。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S1还包括如下步骤：S10、金属支架的非应力区显影标记孔的制备步骤，通过激光切割支架本体时，在支架两侧的非应力区均匀切割出显影标记孔。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，S3中、将显影丝缠绕至所述支架本体的非应力区的所述显影标记孔内。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高密度金属膜的沉积材料为金，铂，铱或钛，或者它们的任何组合组成。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S2还包括如下步骤：S20、对已经完成高密度金属膜沉积的金属支架进行毛化处理，并在其外层上施加药物层，包括将药剂混合物通过超声喷涂施加至所述金属层上步骤，所述药剂混合物包括选自PLA，PLGA或PVDF或它们的任何组合的聚合物，有效药物以及溶剂，以及等待所述溶剂挥发的步骤。

6.根据权利要求1所述的制备方法所制得的金属支架，其特征在于，包括

网状支架本体结构，由可降解材质构成；

包覆膜，包覆在该网状体外围；

显影标记，附加在该网状体结构上，用以提供人体造影时识别该金属支架在人体之植入位置。

7.根据权利要求6所述的金属支架，其特征在于，所述金属支架为镁合金血管支架。

8.根据权利要求6所述的金属支架，其特征在于，所述包覆膜为通过分子沉积或原子沉积方式所形成的高密度金属膜，所述高密度金属膜的沉积材料为金，铂，铱或钛，或者它们的任何组合组成。

9.根据权利要求6所述的金属支架，其特征在于，所述显影标记之材料包括金、铂、钽、锇、铼、钨、铱、铑或上述材料的合金。

10.根据权利要求6所述的金属支架，其特征在于，所述网状支架本体的非应力区设有显影标记孔，所述显影标记缠绕于所述显影标记孔上。