用于医疗装置的改善的金属合金

申请号 CN201480067357.X 申请日 2014-10-06 公开(公告)号 CN106029931A 公开(公告)日 2016-10-12
申请人 怡康医疗股份有限公司; 发明人 U·帕特尔; N·罗斯;
摘要 一种用于至少部分地形成医疗装置的方法和过程。本 发明 总体上涉及至少部分地由新型 合金 制成的医疗装置,该医疗装置具有相比过去的医疗装置改善的性质。用来至少部分地形成医疗装置的新型合金改善了此类医疗装置的一个或多个性质(例如,强度、耐久性、硬度、 生物 稳定性 、弯曲性、 摩擦系数 、径向强度、柔韧性、拉伸强度、拉伸伸长率、纵向加长、应 力 应变性质、改善的弹回性质、 射线不透性 、热敏感性、 生物相容性 、改善的疲劳寿命、抗裂性、抗裂纹扩展性等)。
权利要求

1.一种用于形成医疗装置的方法,所述方法包括以下步骤:
a)选择金属合金,所述金属合金包括占大部分重量百分比的钼;
b)通过以下方式加工所述金属合金:1)使所述金属合金或形成所述金属合金的金属熔
融,或者2)使所述金属合金的金属粉末或金属的金属粉末固结;以及
c)将所述加工后的金属合金至少部分地形成为整形外科装置或正畸装置,所述整形外
科装置选自下列:矫形针、矫形棒、矫形柱、矫形笼、骨板、椎弓根螺钉、关节系统、骨锚、骨间隔件、脊柱植入物椎间盘、脊柱球、张带、骨植入物、以及假体植入物、牙齿修复体、牙科植入物、牙冠、牙桥、牙套、假牙、牙齿间隔件、牙齿固位器、牙板、腭扩张器、正畸头帽、正畸弓丝、牙齿矫正器、以及四眼扩弓簧,所述形成的步骤包括:I)将所述加工后的金属合金挤出或浇铸到所述整形外科装置或所述正畸装置中或者形成所述整形外科装置或所述正畸
装置的中间形状;或者II)由所述加工后的金属合金形成金属条,然后将所述金属条轧制焊接到所述整形外科装置或所述正畸装置中或者形成所述整形外科装置或所述正畸装置
的中间形状。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述金属合金形成形式为杆或管的所述中
间形状,并且还包括以下步骤:
i)由减缩机构拉细所述杆或管的所述外部横截面积;
ii)在将所述杆或管拉细之后,在退火温度下,在气减少环境或惰性环境中将所述杆
或管退火;
iii)使所述退火后的杆或管以至少约100℃/分钟的速率冷却;
iv)在将所述杆或管退火之后,由所述减缩机构拉细所述杆或管的所述横截面积;以及
v)将所述杆或管在一退火温度下进行至少另外一次退火,所述退火温度是比所述杆或
管的先前退火的至少一个退火温度低的温度。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,形成所述加工金属合金的所述步骤包括将
金属粉末以等静压的方式压制在一起且随后在受控气氛中烧结所述金属粉末以形成所述
加工金属合金的过程,所述加工金属合金具有所述金属合金的最小理论密度的约0.7-0.95的平均密度,所述加工金属合金具有约12-14gm/cc的平均密度,所述受控气氛包括惰性气氛、氧气减少气氛或真空
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,形成所述加工金属合金的所述步骤包括:
a)形成所述金属合金的铸锭;b)将所述铸锭通过模具挤出以形成所述加工金属合金。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述金属合金包括40重量%至99.9重量%
的钼和选自下列的一种或多种金属或化合物:、氧化铈、铬、钴、、金、铪、、氧化镧、铅、镁、镍、铌、锇、铂、稀土金属、铼、、钽、锝、、钨、、钇、氧化钇、锌、锆、氧化锆。
6.根据权利要求2-4所述的方法,其特征在于,所述金属合金包括40重量%至99.9重
量%的钼和选自下列的一种或多种金属或化合物:钙、碳、氧化铈、铬、钴、铜、金、铪、铁、氧化镧、铅、镁、镍、铌、锇、铂、稀土金属、铼、银、钽、锝、钛、钨、钒、钇、氧化钇、锌、锆、氧化锆。
7.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,包括在至少一个拉细步骤之前将所述加工
金属合金氮化以在所述加工金属合金上形成氮化物层的步骤,所述氮化的步骤包括:a)使所述加工金属合金的至少一部分暴露于氮化气体,所述氮化气体包括氮气、氮气和氢气、或它们的组合;以及b)使所述加工金属合金的至少一部分在小于约400℃的温度下暴露于氮化气体至少约1分钟。
8.根据权利要求3-6所述的方法,其特征在于,包括在至少一个拉细步骤之前将所述加
工金属合金氮化以在所述加工金属合金上形成氮化物层的步骤,所述氮化的步骤包括:a)使所述加工金属合金的至少一部分暴露于氮化气体,所述氮化气体包括氮气、氮气和氢气、或它们的组合;以及b)使所述加工金属合金的至少一部分在小于约400℃的温度下暴露于氮化气体至少约1分钟。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,包括在将所述加工金属合金退火之前移除
所述加工金属合金上的所述氮化物层的步骤。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,包括在将所述加工金属合金退火之前移
除所述加工金属合金上的所述氮化物层的步骤。
11.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,由减缩机构拉细所述加工金属合金的所
述横截面积的所述步骤在每次所述加工金属合金由所述减缩机构加工时将所述横截面积
减小不超过约20%。
12.根据权利要求3-10所述的方法,其特征在于,由减缩机构拉细所述加工金属合金的
所述横截面积的所述步骤在每次所述加工金属合金由所述减缩机构加工时将所述横截面
积减小不超过约20%。
13.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,将所述加工金属合金退火的所述步骤包
括以下步骤:a)当加工金属合金具有大于约0.015英寸的壁厚时,将所述加工金属合金在至少约1480℃的退火温度下退火至少约5分钟的时间段;b)当所述加工金属合金具有约
0.008-0.015英寸的壁厚时,将所述加工金属合金在约1450-1480℃的退火温度下退火至少约5分钟的时间段;以及c)当所述加工金属合金具有小于约0.008英寸的壁厚时,将所述加工金属合金在小于约1450℃的退火温度下退火至少约5分钟的时间段。
14.根据权利要求3-12所述的方法,其特征在于,将所述加工金属合金退火的所述步骤
包括以下步骤:a)当加工金属合金具有大于约0.015英寸的壁厚时,将所述加工金属合金在至少约1480℃的退火温度下退火至少约5分钟的时间段;b)当所述加工金属合金具有约
0.008-0.015英寸的壁厚时,将所述加工金属合金在约1450-1480℃的退火温度下退火至少约5分钟的时间段;以及c)当所述加工金属合金具有小于约0.008英寸的壁厚时,将所述加工金属合金在小于约1450℃的退火温度下退火至少约5分钟的时间段。
15.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述医疗装置的所述金属合金具有4-
14ASTM的平均晶粒尺寸。
16.根据权利要求3-14所述的方法,其特征在于,所述医疗装置的所述金属合金具有4-
14ASTM的平均晶粒尺寸。
17.一种由金属合金形成的呈整形外科装置或正畸装置形式的医疗装置,所述金属合
金包括40重量%至99.9重量%的钼和选自下列的一种或多种金属或化合物:钙、碳、氧化铈、铬、钴、铜、金、铪、铁、氧化镧、铅、镁、镍、铌、锇、铂、稀土金属、铼、银、钽、锝、钛、钨、钒、钇、氧化钇、锌、锆、氧化锆。
18.根据权利要求17所述的医疗装置,其特征在于,所述医疗装置的所述金属合金具有
4-14ASTM的平均晶粒尺寸。
19.根据权利要求17所述的医疗装置,其特征在于,所述金属合金选自下列:MoHfC、
MoY2O3、MoCe2O、MoW、MoTa、MoZrO2、MoLa2O3、以及MoRe合金。
20.根据权利要求18所述的医疗装置,其特征在于,所述金属合金选自下列:MoHfC、
MoY2O3、MoCe2O、MoW、MoTa、MoZrO2、MoLa2O3、以及MoRe合金。

说明书全文

用于医疗装置的改善的金属合金

[0001] 本发明要求以下序列号的美国临时申请的优先权:提交于2013年10月9日的第61/888,643号;提交于2013年10月24日的第61/895,072号;以及2013年11月26日的第61/908,
896号,这些专利申请以引用方式并入本文中。
[0002] 本发明总体上涉及医疗装置,并且特别地涉及至少部分地由新型合金形成的医疗装置。

发明内容

[0003] 本发明总体上涉及至少部分地由新型合金制成的医疗装置,该医疗装置具有相比过去的医疗装置改善的性质。用来至少部分地形成医疗装置的新型合金改善了此类医疗装置的一个或多个性质(例如,强度、耐久性、硬度、生物稳定性、弯曲性、摩擦系数、径向强度、柔韧性、拉伸强度、拉伸伸长率、纵向加长、应应变性质、改善的弹回性质、射线不透性、热敏感性、生物相容性、改善的疲劳寿命、抗裂性、抗裂纹扩展性等)。新型合金的所述一个或多个改善的物理性质可在医疗装置中实现而不必增加医疗装置的堆积体积、体积和/或重量,并且在一些情况下,甚至当医疗装置的体积、堆积体积和/或重量相比至少部分地由传统的不锈或钴和铬合金材料形成的医疗装置减小时,也可获得这些改善的物理性质。然而,应当理解,新型合金可包括诸如不锈钢、钴和铬等的金属。
[0004] 用来至少部分地形成医疗装置的新型合金可因此:1)增加医疗装置的射线不透性,2)增加医疗装置的径向强度,3)增加医疗装置的屈服强度和/或极限拉伸强度,4)改善医疗装置的应力应变性质,5)改善医疗装置的压握和/或伸展性质,6)改善医疗装置的弯曲性和/或柔性,7)改善医疗装置的强度和/或耐久性,8)增加医疗装置的硬度,9)改善医疗装置的纵向加长性质,10)改善医疗装置的弹回性质,11)改善医疗装置的摩擦系数,12)改善医疗装置的热敏性质,13)改善医疗装置的生物稳定性和/或生物相容性性质,14)增加医疗装置的抗疲劳性,15)抵抗医疗装置中的开裂和抵抗裂纹的扩展,和/或16)使得能够制造更小、更薄和/或重量更轻的医疗装置。该医疗装置总体上包括一种或多种材料,该材料赋予医疗装置所需性质,以便经受生产医疗装置所需的制造过程。这些制造过程可包括但不限于激光切割、蚀刻、压接、退火拉拔、皮尔格式轧管、电、电抛光、化学抛光、清洁、酸洗、离子束沉积或植入、溅射涂布、真空沉积等。
[0005] 在本发明的另一个非限制性方面中,可包括新型合金的医疗装置为整形外科装置、PFO(卵圆孔未闭)装置、支架、瓣膜、脊柱植入物、血管植入物、移植物导丝、护套、支架导管、电生理导管、海波管、导管、缝钉、切割装置、任何类型的植入物、起搏器、牙科植入物、骨植入物、用于修复、置换和/或支撑骨(例如,肩峰、寰椎、枢椎、跟骨、腕骨、骨、尾骨、上髁、肱骨内上髁、股骨、腓骨、额骨、大转子、肱骨、髂骨、坐骨、下颌骨、上颌骨、掌骨、跖骨、枕骨、鹰嘴、顶骨、膝盖骨、趾骨、桡骨、肋骨、骶骨、肩胛骨、胸骨、距骨、跗骨、颞骨、胫骨、尺骨、颧骨等)和/或软骨的假体植入物或装置、针、杆、螺钉、柱、融合器、板、椎弓根螺钉、顶盖、铰链、关节系统、丝、锚固件、间隔件、轴、脊柱植入物、锚固件、圆盘、球、张力带、锁定连接器、或其它结构组件,该组件在身体中用来支撑身体(例如但不限于人体)中的结构、安装身体(例如但不限于人体)中的结构和/或修复身体(例如但不限于人体)中的结构。在一个非限制性应用中,医疗装置为牙科植入物、牙科填充物、牙科牙顶盖、牙桥、牙套、牙科洁齿设备、和/或在牙科或整形外科领域中使用的任何其它医疗装置。在另一个非限制性应用中,医疗装置为支架。在又一个非限制性应用中,医疗装置为脊柱植入物。在再一个非限制性应用中,医疗装置为假体装置。虽然本发明将具体地参照医疗装置进行描述,但应当理解,新型合金可在经受可导致开裂和疲劳失效的应力的其它部件(例如,机动车零件、弹簧、航空零件、工业机械等)中使用。
[0006] 在本发明的又一个非限制性方面中,纳米管(CNT)可任选地并入金属材料中以形成新型合金。用来形成新型合金的金属为非限制性的。新型合金中使用的一种或多种金属通常具有合金基质,并且CNT被并入合金基质的晶粒结构内;然而,这不是必需的。应认为,CNT的某些部分将跨越金属材料的晶粒边界并且嵌入相邻晶粒中,由此在晶粒之间形成附加的键合。当新型合金在动态应用中使用时,循环应力被施加在合金上。在多个循环的某个点处,新型合金将由于沿着晶粒边界引发和传播的疲劳失效而开裂。应认为,横跨晶粒的CNT的附接将防止或拖延裂纹扩展和疲劳失效。此外,当晶粒尺寸较大时,CNT变得完全嵌入晶粒中。晶粒的孪生由于完全嵌入或部分地嵌入晶粒结构内的CNT的存在而受到限制。另外,CNT提供更好的表面腐蚀抵抗性。通过将CNT添加到金属粉末或各种金属粉末的混合物以制备多组分合金,包括CNT的新型合金可通过粉末冶金来制备。然后,可将混合物在高等静压下压缩成预成型件,其中粉末的颗粒熔合在一起,从而将CNT捕集在新型合金的基质中。预成型件可接着在惰性气氛或还原气氛中和将允许金属组分熔合和硬化的温度下被烧结。根据所需的晶粒结构,熔合的金属可接着被退火,或者进一步加工成最终形状,然后再退火。在不将新型合金包封在惰性气氛或还原气氛中和/或在真空下的情况下,任何时候新型合金都不应被加热至300℃以上。也可通过若干种其它常规方式来加工材料。一种具体的方式将是通过金属注塑成型或金属模制技术,其中金属和CNT与粘结剂混合以形成浆料。浆料接着在压力下被喷入具有所需形状的模具中。浆料在模具中凝固,然后被移除。粘结剂接着在多个步骤中被烧结掉,留下致密的金属-CNT复合物。新型合金可以在惰性气氛或还原气氛中和/或在真空下被加热至高达1500℃。大多数元素金属和合金具有疲劳寿命,这限制了其在动态应用中的使用,在动态应用中,循环荷载在材料的使用期间被施加。新型合金延长了医疗装置的疲劳寿命。新型合金被认为具有增强的疲劳寿命,增强了在新型合金中的金属的晶粒边界之间的结合强度,由此抑制、防止或拖延了导致疲劳失效的开裂的引发和扩展。例如,在整形外科脊柱应用中,脊柱杆植入物在患者的寿命期内经受反复循环,并可潜在地造成脊柱杆开裂。在这样的装置中通常使用;然而,钛具有低的抗疲劳性。抗疲劳性可通过将钛金属与CNT以上述方式合金化来改善。如果需要较高的强度和较高的抗疲劳性,那么CNT可与钼铼合金合金化以获得这样的特性。在将至少约0.05重量%、典型地至少约0.5重量%、并且更典型地约0.5-5重量%的CNT添加到新型合金的金属材料中的情况下,新型合金可显示具有增强的疲劳寿命。
[0007] 在本发明的又一个和/或备选的非限制性方面中,形成本发明的金属合金的金属包括但不限于、铼、钼、、铬、钴、、金、铪、铁、铅、镁、镍、铌、锇、铂、稀土金属、钽、锝、钛、钨、、钇、锌、锆、和/或此类金属中的一者或多者的合金(例如,不锈钢、MoRe合金、CoCr合金、TaW合金等)。虽然新型合金描述为包括一种或多种金属,但可以理解,新型合金中的金属中的一些或全部可由选自下列的一种或多种材料替代:陶瓷、塑料、热塑性塑料、热固性塑料、橡胶、层合物、非织造物等。
[0008] 在本发明的再一个和/或备选的非限制性方面中,形成本发明的金属合金的金属包括但不限于钼和一种或多种合金剂,合金剂例如但不限于钙、碳、化铈、铬、钴、铜、金、铪、铁、氧化镧、铅、镁、镍、铌、锇、铂、稀土金属、铼、银、钽、锝、钛、钨、钒、钇、氧化钇、锌、锆、氧化锆、和/或此类组分中的一者或多者的合金(例如,MoHfC、MoY2O3、MoCs2O、MoW、MoTa、MoZrO2、MoLa2O3、MoRe合金等)。虽然新型合金描述为包括一种或多种金属和/或金属氧化物,但可以理解,新型合金中的金属和/或金属氧化物中的一些或全部可由选自由下列的一种或多种材料替代:陶瓷、塑料、热塑性塑料、热固性塑料、橡胶、层合物、非织造物等。
[0009] 在本发明的另一个和/或备选的非限制性方面中,医疗装置大体上设计为包括至少约25重量%的新型金属合金;然而,这不是必需的。在本发明的一个非限制性实施例中,医疗装置包括至少约40重量%的新型金属合金。在本发明的另一个和/或备选的非限制性实施例中,医疗装置包括至少约50重量%的新型金属合金。在本发明的又一个和/或备选的非限制性实施例中,医疗装置包括至少约60重量%的新型金属合金。在本发明的再一个和/或备选的非限制性实施例中,医疗装置包括至少约70重量%的新型金属合金。在本发明的还有另一个和/或备选的非限制性实施例中,医疗装置包括至少约85重量%的新型金属合金。在本发明的另一个和/或备选的非限制性实施例中,医疗装置包括至少约90重量%的新型金属合金。在本发明的又一个和/或备选的非限制性实施例中,医疗装置包括至少约95重量%的新型金属合金。在本发明的再一个和/或备选的非限制性实施例中,医疗装置包括约
100重量%的新型金属合金。
[0010] 在本发明的又一个和/或备选的非限制性方面中,用来形成医疗装置的全部或一部分的新型金属合金:1)不被包覆、金属喷涂电镀和/或形成(例如,经冷加工、热加工等)到另一金属上,或者2)未将另一金属或金属合金金属喷涂、电镀、包覆和/或形成到新型金属合金上。应当理解,在一些应用中,当形成医疗装置的全部或一部分时,本发明的新型金属合金可以被包覆、金属喷涂、电镀和/或形成到另一金属上,或者另一金属或金属合金可以被电镀、金属喷涂、包覆和/或形成到新型金属合金上。
[0011] 在本发明的再一个和/或备选的非限制性方面中,新型合金可用来在医疗装置的一部分或全部上形成涂层。例如,新型合金可用作在人工关节的铰接点上的涂层。当它们发生微振磨损(即,在相对运动期间刮擦)时,这样的涂层可提供更好的耐磨性、耐刮擦性的益处,和/或避免从铰接表面浸出有害的金属离子(即,Co、Cr等)。如可以理解的,新型合金可具有其它或另外的优点。如还可以理解的,新型合金可被涂布在其它或另外类型的医疗装置上。新型合金的涂层厚度是非限制性的。在一个非限制性示例中,提供了一种包层杆形式的医疗装置,其中,杆芯由金属或新型合金(例如,铁、CoCr合金、钛合金、不锈钢、MoHfC、MoY2O3、MoCs2O、MoW、MoTa、MoZrO2、MoRe合金等)或陶瓷或复合材料形成,并且包层杆的另一层由新型合金形成。杆的芯和另一层可各自形成杆的总横截面的50-99%。如还可以理解的,新型合金可形成其它或另外类型的医疗装置的外层。涂层可用来在具体位置处在医疗装置上形成硬表面并且遍布该表面。新型合金的基体硬度可以低至300HV和/或高至500HV。
然而,在高硬度下,这些特性可能不是期望的。在完全退火的材料的特性为所需的、但仅表面需要被硬化(如在本发明中那样)的情况中,本发明包括一种可提供较软金属合金和较硬的外表面或外壳两者的益处的方法。一个非限制性示例为整形外科螺钉,其中较软的铁合金对于高延展性和机加工便利性而言是所需的。同时,硬的外壳是成品螺钉所需的。虽然内部硬度可在从250HV至550HV的范围内,但当使用新型合金(例如,MoHfC、MoY2O3、MoCs2O、MoW、MoTa、MoZrO2、MoRe合金、Co-Cr合金、Ta-W合金等)时外部硬度可从350HV至1000HV变化。
[0012] 在本发明的还有另一个和/或备选的非限制性方面中,新型合金可用来形成医疗装置的一部分或全部的芯。例如,医疗装置可呈杆的形式。杆的芯可由新型合金形成,然后芯的外部可接着涂以一种或多种其它材料(例如,另一种类型的金属或新型合金、聚合物涂层、陶瓷涂层、复合材料涂层等)。这样的杆可以例如用于整形外科应用,例如但不限于脊柱杆和/或椎弓根螺钉系统。在医疗装置的芯中使用新型合金的非限制性益处可包括减小医疗装置的大小、增加医疗装置的强度、和/或维持或降低医疗装置的成本。如可以理解的,新型合金可具有其它或另外的优点。如还可以理解的,新型合金可形成其它或另外类型的医疗装置的芯。新型合金的芯大小和/或厚度为非限制性的。在一个非限制性示例中,提供了一种包层杆形式的医疗装置,其中,杆的芯由新型合金形成,并且包层杆的另一层由金属或新型合金(例如,CoCr合金、钛合金、不锈钢、MoHfC、MoY2O3、MoCs2O、MoW、MoTa、MoZrO2、MoRe合金、Ta-W合金等)形成。杆的芯和另一层可各自形成杆的总横截面的50-99%。如还可以理解的,新型合金可形成其它或另外类型的医疗装置的芯。
[0013] 在本发明的另一个和/或备选的非限制性方面中,新型合金用来形成医疗装置的全部或一部分。特别地,新型合金包括铼和钼。新型合金可包括一种或多种其它金属,例如但不限于钙、铬、钴、铜、金、铪、铁、铅、镁、镍、铌、锇、铂、稀土金属、银、钽、锝、钛、钨、钒、钇、锌、锆、和/或它们的合金。在一个非限制性配方中,新型合金包括至少约20重量%的铼、至少20重量%的钼,新型合金中的铼和钼的总含量为至少50重量%,并且新型合金可任选地包括选自下列的一种或多种金属:铪、铌、锇、铂、锝、钛、钨、钒和锆。在该非限制性配方中,一种或多种任选金属的总含量大体上达45重量%。
[0014] 在本发明的另一个和/或备选的非限制性方面中,新型合金用来形成医疗装置的全部或一部分。特别地,新型合金包括钼和一种或多种合金剂,例如但不限于钙、碳、氧化铈、铬、钴、铜、金、铪、铁、氧化镧、铅、镁、镍、铌、锇、铂、稀土金属、铼、银、钽、锝、钛、钨、钒、钇、氧化钇、锌、锆、氧化锆、和/或此类组分中的一者或多者的合金(例如,MoHfC、MoY2O3、MoCs2O、MoW、MoTa、MoZrO2、MoLa2O3、MoRe合金等)。在一个非限制性配方中,新型合金包括40重量%至99.9重量%的钼(例如,40重量%、40.01重量%、40.02重量%……99.88重量%、
99.89重量%、99.9重量%)和它们之间的任何值或范围。
[0015] 在本发明的又一个和/或备选的非限制性方面中,用来形成医疗装置的全部或一部分的新型合金为这样的新型合金:即,其包括40重量%至99.9重量%(例如,40重量%、
40.01重量%、40.02重量%……99.88重量%、99.89重量%、99.9重量%)和它们之间的任何值或范围的钼,以及可选地0.01重量%至5重量%的(例如,0.01重量%、0.011重量%、
0.012重量%……4.998重量%、4.999重量%、5重量%)和它们之间的任何值或范围的CNT。
[0016] 在本发明的还有另一个和/或备选的非限制性方面中,用来形成医疗装置的全部或一部分的新型合金为这样的新型合金,即,其包括钼和诸如但不限于下列的一种或多种合金剂:钙、碳、氧化铈、铬、钴、铜、金、铪、铁、氧化镧、铅、镁、镍、铌、锇、铂、稀土金属、铼、银、钽、锝、钛、钨、钒、钇、氧化钇、锌、锆、氧化锆、和/或此类组分中的一者或多者的合金(例如,MoHfC、MoY2O3、MoCs2O、MoW、MoTa、MoZrO2、MoLa2O3、MoRe合金等)。据发现,向钼合金添加受控量的合金剂形成具有改善的物理特性的新型合金。例如,向钼合金添加受控量的碳、氧化铈、铪、氧化镧、铼、钽、钨、氧化钇、氧化锆可导致:1)合金的屈服强度增加,2)合金的拉伸伸长率增加,3)合金的延展性增加,4)合金的晶粒尺寸减小,5)合金中的游离碳、氧和/或氮的量减少,和/或6)在合金形成为医疗装置期间合金形成微裂纹的趋势降低。
[0017] 在本发明的又一个和/或备选的非限制性方面中,用来形成医疗装置的全部或一部分的新型合金为包括至少约90重量%的钼和铼以及可选地达约5重量%的CNT的新型合
金。在一个非限制性组合物中,新型合金中的钼和铼的含量为至少约95重量%。在另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金中的钼和铼的含量为至少约97重量%。在又一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金中的钼和铼的含量为至少约98重量%。在再一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金中的钼和铼的含量为至少约99重量%。在还有另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金中的钼和铼的含量为至少约99.5重量%。如可以理解的,可以使用新型金属合金的铼和钼含量的其它重量百分比。
[0018] 在一个非限制性组合物中,新型合金的纯度平使得产生新型合金的固态溶液。固态溶液或均匀溶液被限定为包括两种或更多种原生金属的新型合金,并且各原生金属的合并重量百分比为至少约95重量%。原生金属为不是金属杂质的新型合金的金属组分。包括作为原生金属的铼和钼的新型合金的固态溶液是包括至少约95重量%的铼和钼的合金。
在一个非限制性组合物中,新型合金的铼含量为至少约10重量%。在另一个非限制性组合物中,新型合金的铼含量为至少约30重量%。在再一个非限制性组合物中,新型合金的铼含量为至少约40重量%。在另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金的铼含量为约45重量%。在又一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金的铼含量为约45-50重量%。在再一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金的铼含量为约47-48重量%。在还有另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金的铼含量为约47.6-49.5重量%。在还有另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金的铼含量为约10-60重量%。如可以理解的,可以使用新型合金的铼含量的其它重量百分比。在本发明的另一个和/或备选的实施例中,根据本发明的新型合金的钼含量为至少约35重量%。在一个非限制性组合物中,新型合金的钼含量为至少约20重量%。在另一个非限制性组合物中,新型合金的钼含量为至少约40重量%。在再一个非限制性组合物中,新型合金的钼含量为至少约45重量%。在又一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金的钼含量为至少约50重量%。在再一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金的钼含量为约50-60%。在还有另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金的钼含量为约50-56重量%。在还有另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金的钼含量为约40-90重量%。在另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金的钼含量为约35-90重量%,并且新型合金的铼含量为约35-90重量%。在又一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金的钼含量为约35-90重量%,并且新型合金的铼含量为约
35-90重量%,新型合金的组合铼含量和钼含量为约50-99.95重量%。如可以理解的,可以使用新型合金的钼含量的其它重量百分比。
[0019] 在本发明的还有另一个和/或备选的非限制性方面中,用来形成医疗装置的全部或一部分的新型合金为包括至少约90重量%的钼和铼和可选地至少一种附加金属的新型
合金,该附加金属包括铪、铌、锇、铂、锝、钛、钨、钒和/或锆。据发现,向钼和铼合金添加受控量的铪、铌、锇、铂、锝、钛、钨、钒和/或锆形成相比主要包括钼和铼的新型合金具有改善的物理特性的新型合金。例如,向钼和铼合金添加受控量的铪、铌、锇、铂、锝、钛、钨、钒和/或锆可导致:1)相比主要包括钼和铼的新型合金,合金的屈服强度增加;2)相比主要包括钼和铼的新型合金,合金的拉伸伸长率增加;3)相比主要包括钼和铼的新型合金,合金的延展性增加;4)相比主要包括钼和铼的新型合金,合金的晶粒尺寸减小;5)相比主要包括钼和铼的新型合金,合金中的游离碳、氧和/或氮的量减少;和/或6)相比由主要包括钼和铼的新型合金形成的医疗装置的形成,在合金形成医疗装置期间,合金形成微裂纹的趋势降低。在一个非限制性组合物中,新型合金中的钼和铼以及所述至少一种附加金属的含量为至少约90重量%。在另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金中的钼和铼以及所述至少一种附加金属的含量为至少约95重量%。在又一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金中的钼和铼以及所述至少一种附加金属的含量为至少约98重量%。在再一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金中的钼和铼以及所述至少一种附加金属的含量为至少约99重
量%。在还有另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金中的钼和铼以及所述至少一种附加金属的含量为至少约99.5重量%。在另一个非限制性组合物中,新型合金中的钼和铼以及所述至少一种附加金属的含量为至少约99.9重量%。在又一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金中的钼和铼以及所述至少一种附加金属的含量为至少约99.95重
量%。如可以理解的,可以使用新型合金中的钼和铼以及所述至少一种附加金属的含量的其它重量百分比。
[0020] 在一个非限制性组合物中,新型合金的纯度水平使得生产铼和钼以及所述至少一种附加金属的固态溶液。包括作为原生金属的铼和钼以及钛、钇和/或锆的所述至少一种附加金属的新型合金的固态溶液是包括至少约95-99重量%的铼和钼以及所述至少一种附加金属的合金。应认为,小于95重量%的钼和铼以及所述至少一种附加金属的纯度水平不利地影响在形成和/或使用医疗装置过程中有用或所需的新型合金的一种或多种物理特性。在本发明的一个实施例中,根据本发明的新型合金的铼含量为至少约40重量%。在一个非限制性组合物中,新型合金的铼含量为至少约45重量%。在又一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金的铼含量为约45-50重量%。在再一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金的铼含量为约47-48重量%。如可以理解的,可以使用新型合金的铼含量的其它重量百分比。在本发明的另一个和/或备选的实施例中,新型合金的钼含量为至少约40重量%。
在一个非限制性组合物中,新型合金的钼含量为至少约45重量%。在另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金的钼含量为至少约50重量%。在又一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金的钼含量为约50-60%。在再一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金的钼含量为约50-56重量%。如可以理解的,可以使用新型合金的钼含量的其它重量百分比。新型合金中的铪、铌、锇、铂、锝、钛、钨、钒和/或锆的合并含量大体上小于45重量%,典型地小于约25重量%,更典型地小于约10重量%,再更典型地小于约5重量%,还更典型地不超过约1重量%,并且再更典型地不超过约0.5重量%。
[0021] 在本发明的又一个和/或备选的非限制性方面中,用来形成医疗装置的全部或一部分的新型金属合金为包括至少约90重量%的钼和铼的新型金属合金。在一个非限制性组合物中,新型金属合金中的钼和铼的含量为至少约95重量%。在另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金中的钼和铼的含量为至少约97重量%。在又一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金中的钼和铼的含量为至少约98重量%。在再一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金中的钼和铼的含量为至少约99重量%。在还有另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金中的钼和铼的含量为至少约99.5重量%。在另一个非限制性组合物中,新型金属合金中的钼和铼的含量为至少约99.9重量%。在又一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金中的钼和铼的含量为至少约99.95重
量%。在再一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金中的钼和铼的含量为至少约
99.99重量%。如可以理解的,可以使用新型金属合金的铼和钼含量的其它重量百分比。
[0022] 在一个非限制性组合物中,新型金属合金的纯度水平为这样以便生产新型金属合金的固态溶液。固态溶液或均匀溶液被限定为包括两种或更多种原生金属的金属合金,并且原生金属的合并重量百分比为至少约95w%,典型地至少约99重量%,更典型地至少约99.5重量%,甚至更典型地至少约99.8重量%,并且还甚至更典型地至少约99.9重量%。原生金属为不是金属杂质的金属合金的金属组分。包括作为原生金属的铼和钼的新型金属合金的固态溶液是包括至少约95-99重量%的铼和钼的合金。应认为,小于95重量%的钼和铼的纯度水平不利地影响在形成和/或使用医疗装置过程中有用或所需的金属合金的一种或多种物理特性。
[0023] 在本发明的一个实施例中,根据本发明的新型金属合金的铼含量为至少约35重量%。在一个非限制性组合物中,新型金属合金的铼含量为至少约40重量%。在另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金的铼含量为约45重量%。在又一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金的铼含量为约45-50重量%。在再一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金的铼含量为约47-48重量%。在还有另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金的铼含量为约47.6-49.5重量%。如可以理解的,可以使用新型金属合金的铼含量的其它重量百分比。在本发明的另一个和/或备选的实施例中,根据本发明的新型金属合金的钼含量为至少约35重量%。在一个非限制性组合物中,新型金属合金的钼含量为至少约40重量%。在另一个非限制性组合物中,新型金属合金的钼含量为至少约45重量%。在又一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金的钼含量为至少约
50重量%。在再一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金的钼含量为约50-60%。
在还有另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金的钼含量为约50-56重量%。
在另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金的钼含量为约35-90重量%,并且新型金属合金的铼含量为约35-90重量%。在又一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金的钼含量为约35-90重量%,并且新型金属合金的铼含量为约35-90重量%,并且新型金属合金的合并铼含量和钼含量为约50-100重量%。如可以理解的,可以使用新型金属合金的钼含量的其它重量百分比。
[0024] 在本发明的还有另一个和/或备选的非限制性方面中,用来形成医疗装置的全部或一部分的新型金属合金为包括至少约90重量%的钼和铼以及至少一种附加金属的新型
金属合金,所述至少一种附加金属包括钛、钇和/或锆。据发现,向钼和铼合金添加受控量的钛、钇和/或锆形成相比主要包括钼和铼的金属合金具有改善的物理特性的金属合金。例如,向钼和铼合金添加受控量的钛、钇和/或锆可导致:1)相比主要包括钼和铼的金属合金,合金的屈服强度增加;2)相比主要包括钼和铼的金属合金,合金的拉伸伸长率增加;3)相比主要包括钼和铼的金属合金,合金的延展性增加;4)相比主要包括钼和铼的金属合金,合金的晶粒尺寸减小;5)相比主要包括钼和铼的金属合金,合金中的游离碳、氧和/或氮的量减少;和/或6)相比由主要包括钼和铼的金属合金形成的医疗装置的形成,在合金形成医疗装置期间,合金形成微裂纹的趋势降低。在一个非限制性组合物中,新型金属合金中的钼和铼以及所述至少一种附加金属的含量为至少约90重量%。在另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金中的钼和铼以及所述至少一种附加金属的含量为至少约95重量%。
在又一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金中的钼和铼以及所述至少一种附加金属的含量为至少约98重量%。在再一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金中的钼和铼以及所述至少一种附加金属的含量为至少约99重量%。在还有另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金中的钼和铼以及所述至少一种附加金属的含量为至少约99.5重量%。在另一个非限制性组合物中,新型金属合金中的钼和铼以及所述至少一种附加金属的含量为至少约99.9重量%。在又一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金中的钼和铼以及所述至少一种附加金属的含量为至少约99.95重量%。在再一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金中的钼和铼以及所述至少一种附加金属的含量为至少约99.99重量%。如可以理解的,可以使用新型金属合金中的钼和铼以及所述至少一种附加金属的含量的其它重量百分比。
[0025] 在一个非限制性组合物中,新型金属合金的纯度水平为使得产生铼和钼以及所述至少一种附加金属的固态溶液。包括作为原生金属的铼和钼以及钛、钇和/或锆的所述至少一种附加金属的新型金属合金的固态溶液是包括至少约95-99重量%的铼和钼以及所述至少一种附加金属的合金。应认为,小于95重量%的钼和铼以及所述至少一种附加金属的纯度水平不利地影响在形成和/或使用医疗装置过程中有用或所需的金属合金的一种或多种物理特性。在本发明的一个实施例中,根据本发明的新型金属合金的铼含量为至少约40重量%。在一个非限制性组合物中,新型金属合金的铼含量为至少约45重量%。在又一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金的铼含量为约45-50重量%。在再一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金的铼含量为约47-48重量%。如可以理解的,可以使用新型金属合金的铼含量的其它重量百分比。在本发明的另一个和/或备选的实施例中,新型金属合金的钼含量为至少约40重量%。在一个非限制性组合物中,新型金属合金的钼含量为至少约45重量%。在另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金的钼含量为至少约50重量%。在又一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金的钼含量为约50-60%。在再一个和/或备选的非限制性组合物中,新型金属合金的钼含量为约50-56重量%。如可以理解的,可以使用新型金属合金的钼含量的其它重量百分比。
[0026] 新型金属合金中钛、钇和锆的合并含量小于约5重量%,典型地不超过约1重量%,并且更典型地不超过约0.5重量%。新型金属合金中更高重量百分比含量的钛、钇和/或锆可开始不利地影响新型金属合金的脆性。当钛包括在新型金属合金中时,钛含量典型地小于约1重量%,更典型地小于约0.6重量%,甚至更典型地约0.05-0.5重量%,还甚至更典型地约0.1-0.5重量%。如可以理解的,可以使用新型金属合金的钛含量的其它重量百分比。当锆包括在新型金属合金中时,锆含量典型地小于约0.5重量%,更典型地小于约0.3重
量%,甚至更典型地约0.01-0.25重量%,还甚至更典型地约0.05-0.25重量%。如可以理解的,可以使用新型金属合金的锆含量的其它重量百分比。当钛和锆包括在新型金属合金中时,钛与锆的重量比为约1-10:1,典型地约1.5-5:1,并且更典型地约1.75-2.5:1。当钇被包括在新型金属合金中时,钇含量典型地小于约0.3重量%,更典型地小于约0.2重量%,并且甚至更典型地约0.01-0.1重量%。如可以理解的,可以使用新型金属合金的钇含量的其它重量百分比。认为:在新型金属合金中包括钛、钇和/或锆导致捕集在新型金属合金的固态溶液中的氧的减少。捕集的氧的减少能够实现新型金属合金中较小晶粒尺寸的形成和/或新型金属合金的延展性的增强。相比仅具有钼和铼的合金,新型金属合金中捕集的氧的减少也可增加新型金属合金的屈服强度(即,2-10%的增加)。还认为:在新型金属合金中包括钛、钇和/或锆造成新型金属合金中捕集的游离碳减少。认为:在新型金属合金中包括钛、钇和/或锆以在该新型金属合金中形成具有游离碳的碳化物。该碳化物的形成也被认为改善了新型金属合金的延展性,并且也降低了在金属合金形成为医疗装置(例如,医疗装置等)期间开裂的发生率。因此,相比仅具有钼和铼的合金,新型金属合金显示具有增加的拉伸伸长率(即,1-8%的增加)。还认为:在新型金属合金中包括钛、钇和/或锆造成新型金属合金中捕集的游离氮的减少。认为:在新型金属合金中包括钛、钇和/或锆以在新型金属合金中形成具有游离碳和游离氮的碳氮化物。该碳氮化物的形成也被认为改善了新型金属合金的延展性,并且也降低了在金属合金形成为医疗装置(例如,医疗装置等)期间开裂的发生率。
因此,相比仅具有钼和铼的合金,新型金属合金显示具有增加的拉伸伸长率(即,1-8%的增加)。也认为:新型金属合金中游离碳、氧和/或氮的量的减少增加了新型金属合金的密度(即,1-5%的增加)。新型金属合金中碳化物、碳氮化物和/或氧化物的形成导致在新型金属合金中形成分散的第二相颗粒,从而有利于在金属合金中形成小的晶粒尺寸。
[0027] 在本发明的又一个和/或备选的非限制性方面中,新型合金包括小于约5重量%的其它金属和/或杂质。新型合金的高纯度水平导致形成更均质的合金,继而导致贯穿新型合金更均匀的密度,并且也导致新型合金的所需的屈服强度和极限拉伸强度。新型合金的密度大体上为至少约12gm/cc,并且典型地至少约13-13.5gm/cc。新型合金的这种基本上均匀的高密度显著地改善了新型合金的射线不透性。在一个非限制性组合物中,新型合金包括小于约1重量%的其它金属和/或杂质。在另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金包括小于约0.5重量%的其它金属和/或杂质。在又一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金包括小于约0.4重量%的其它金属和/或杂质。在再一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金包括小于约0.2重量%的其它金属和/或杂质。在还有另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金包括小于约0.1重量%的其它金属和/或杂质。在另一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金包括小于约0.05重量%的其它金属和/或杂质。在又一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金包括小于约0.02重量%的其它金属和/或杂质。在再一个和/或备选的非限制性组合物中,新型合金包括小于约0.01重量%的其它金属和/或杂质。如可以理解的,在新型合金中可存在其它金属和/或杂质的量的其它重量百分比。
[0028] 在本发明的再一个和/或备选的非限制性方面中,新型合金包括一定量的碳和氧;然而,这不是必需的。据发现,这两种元素影响新型合金的形成特性和脆性。新型合金的碳和氧的受控原子比也可用来最大程度减小在新型合金形成为医疗装置期间和/或在医疗装置在身体通道中使用和/或膨胀期间新型合金形成微裂纹的趋势。新型合金中碳与氧的原子比的控制使得可以在新型合金中重新分布氧,以便最大程度减小在新型合金形成为医疗装置期间和/或在医疗装置在身体通道中使用和/或膨胀期间新型合金中产生微裂纹的趋
势。认为:新型合金中碳与氧的原子比最大程度减小在新型合金中产生微裂纹的趋势,提高新型合金的伸长的程度,这两者均可影响在形成和/或使用医疗装置过程中有用或所需的新型合金的一种或多种物理特性。碳与氧的原子比可以低至约0.2:1。在一个非限制性配方中,新型合金中的碳与氧原子比大体上为至少约0.4:1(即,约0.3:1的重量比)。在另一个非限制性配方中,新型合金中的碳与氧原子比大体上为至少约0.5:1(即,约0.375:1的重量比)。在又一个非限制性配方中,新型合金中的碳与氧原子比大体上为至少约1:1(即,约
0.75:1的重量比)。在再一个非限制性配方中,新型合金中的碳与氧原子比大体上为至少约
2:1(即,约1.5:1的重量比)。在还有另一个非限制性配方中,新型合金中的碳与氧原子比大体上为至少约2.5:1(即,约1.88:1的重量比)。在又一个非限制性配方中,新型合金中的碳与氧原子比大体上为至少约3:1(即,约2.25:1的重量比)。在再一个非限制性配方中,新型合金的碳与氧原子比大体上为至少约4:1(即,约3:1的重量比)。在还有另一个非限制性配方中,新型合金的碳与氧原子比大体上为至少约5:1(即,约3.75:1的重量比)。在又一个非限制性配方中,新型合金中的碳与氧原子比大体上为约2.5-50:1(即,约1.88-37.54:1的重量比)。在另一个非限制性配方中,新型合金中的碳与氧原子比大体上为约2.5-20:1(即,约
1.88-15:1的重量比)。在另一个非限制性配方中,新型合金中的碳与氧原子比大体上为约
2.5-13.3:1(即,约1.88-10:1的重量比)。在又一个非限制性配方中,新型合金中的碳与氧原子比大体上为约2.5-10:1(即,约1.88-7.5:1的重量比)。在再一个非限制性配方中,新型合金中的碳与氧原子比大体上为约2.5-5:1(即,约1.88-3.75:1的重量比)。如可以理解的,可以使用新型合金中碳与氧的其它原子比。
[0029] 通过将碳有意地添加到新型合金,直到获得所需的碳与氧的比率,可以调整碳与氧的比率。通常,新型合金的碳含量小于约0.2重量%。过大的碳含量会不利地影响新型合金的物理特性。在一个非限制性配方中,新型合金的碳含量小于新型合金的约0.1重量%。在另一个非限制性配方中,新型合金的碳含量小于新型合金的新型合金的约0.05重量%。
在又一个非限制性配方中,新型合金的碳含量小于新型合金的约0.04重量%。当碳不是有意地添加到新型合金的新型合金时,新型合金可包括至多约150ppm的碳,典型地至多约
100ppm的碳,并且更典型地小于约50ppm的碳。新型合金的氧含量可根据用来形成新型合金的新型合金的过程参数而变化。一般来讲,氧含量将保持在非常低的水平。在一个非限制性配方中,氧含量小于新型合金的约0.1重量%。在另一个非限制性配方中,氧含量小于新型合金的约0.05重量%。在又一个非限制性配方中,氧含量小于新型合金的约0.04重量%。在再一个非限制性配方中,氧含量小于新型合金的约0.03重量%。在还有另一个非限制性配方中,新型合金包括多达约100ppm的氧。在另一个非限制性配方中,新型合金包括多达约
75ppm的氧。在又一个非限制性配方中,新型合金包括多达约50ppm的氧。在再一个非限制性配方中,新型合金包括多达约30ppm的氧。在还有再一个非限制性配方中,新型合金包括小于约20ppm的氧。在再一个非限制性配方中,新型合金包括小于约10ppm的氧。如可以理解的,新型合金中可存在其它量的碳和/或氧。应认为,当新型合金中的氧含量超出某个量时,通过严格地控制碳与氧的比率,新型合金将具有在医疗装置(例如,医疗装置等)的形成期间和在医疗装置已插入患者体内之后形成微裂纹的非常低的趋势。在一个非限制性布置
中,当新型合金的新型合金中的氧含量大于约100ppm时,新型合金中的碳与氧原子比为至少约2.5:1。
[0030] 在本发明的还有另一个和/或备选的非限制性方面中,新型合金包括受控量的氮;然而,这不是必需的。新型合金中较大量的氮会不利地影响新型合金的延展性。这又会不利地影响新型合金的伸长特性。新型合金中过高的氮含量可能开始造成新型合金的延展性不可接受地降低,由此不利地影响在形成和/或使用医疗装置的过程中有用或所需的新型合金的一种或多种物理特性。在一个非限制性配方中,新型合金包括小于约0.001重量%的氮。在另一个非限制性配方中,新型合金包括小于约0.0008重量%的氮。在又一个非限制性配方中,新型合金包括小于约0.0004重量%的氮。在再一个非限制性配方中,新型合金包括小于约30ppm的氮。在还有另一个非限制性配方中,新型合金包括小于约25ppm的氮。在又一个非限制性配方中,新型合金包括小于约10ppm的氮。在再一个非限制性配方中,新型合金的新型合金包括小于约5ppm的氮。如可以理解的,新型合金中可存在其它量的氮。
[0031] 在新型合金中碳、氧和氮的关系也是重要的。应认为,氮含量应小于新型合金中碳或氧的含量。在一个非限制性配方中,碳与氮的原子比为至少约2:1(即,约1.71:1的重量比)。在另一个非限制性配方中,碳与氮的原子比为至少约3:1(即,约2.57:1的重量比)。在又一个非限制性配方中,碳与氮的原子比为约4-100:1(即,约3.43-85.7:1的重量比)。在再一个非限制性配方中,碳与氮的原子比为约4-75:1(即,约3.43-64.3:1的重量比)。在又一个非限制性配方中,碳与氮的原子比为约4-50:1(即,约3.43-42.85:1的重量比)。在再一个非限制性配方中,碳与氮的原子比为约4-35:1(即,约3.43-30:1的重量比)。在还有另一个非限制性配方中,碳与氮的原子比为约4-25:1(即,约3.43-21.43:1的重量比)。在另一个非限制性配方中,氧与氮的原子比为至少约1.2:1(即,约1.37:1的重量比)。在另一个非限制性配方中,氧与氮的原子比为至少约2:1(即,约2.28:1的重量比)。在又一个非限制性配方中,氧与氮的原子比为约3-100:1(即,约3.42-114.2:1的重量比)。在再一个非限制性配方中,氧与氮的原子比为至少约3-75:1(即,约3.42-85.65:1的重量比)。在还有另一个非限制性配方中,氧与氮的原子比为至少约3-55:1(即,约3.42-62.81:1的重量比)。在再一个非限制性配方中,氧与氮的原子比为至少约3-50:1(即,约3.42-57.1:1的重量比)。
[0032] 在本发明的另一个和/或备选的非限制性方面中,当医疗装置至少部分地由新型合金形成时,新型合金的若干物理特性积极地影响医疗装置。在本发明的一个非限制性实施例中,用来形成医疗装置的新型合金管的平均维氏硬度大体上为至少约234DHP(即,在
77°F下至少约60的洛氏A硬度,在77°F下至少约19的洛氏C硬度);然而,这不是必需的。在该实施例的一个非限制性方面中,用来形成医疗装置的新型合金的平均硬度大体上为至少约
248DHP(即,在77°F下至少约62的洛氏A硬度,在77°F下至少约22的洛氏C硬度)。在该实施例的另一个和/或附加的非限制性方面中,用来形成医疗装置的新型合金的平均硬度大体上为约248-513DHP(即,在77°F下约62-76的洛氏A硬度,在77°F下约22-50的洛氏C硬度)。在该实施例的又一个和/或附加的非限制性方面中,用来形成医疗装置的新型合金的平均硬度大体上为约272-458DHP(即,在77°F下约64-74的洛氏A硬度,在77°F下约26-46的洛氏C硬度)。当钛、钇和/或锆包括在钼和铼的合金中时,新型合金的平均硬度通常增大。钨和钽合金通常也具有比钼和铼的纯合金略大的新型合金的平均硬度。在钨和钽合金以及包括钛、钇和/或锆的钼和铼合金中,平均硬度大体上为在77°F下至少约60(HRC),典型地在77°F下至少约70(HRC),并且更典型地在77°F下约80-100(HRC)。在本发明的另一个和/或备选的非限制性实施例中,用来形成医疗装置的新型合金的平均极限拉伸强度大体上为至少约
60UTS(ksi);然而,这不是必需的。在该实施例的一个非限制性方面中,用来形成医疗装置的新型合金的平均极限拉伸强度大体上为至少约70UTS(ksi),典型地约80-320UTS(ksi),并且更典型地约100-310UTS(ksi)。当新型合金呈管或实心丝形式时,新型合金的平均极限拉伸强度可以一定程度地变化。当新型合金呈管形式时,新型合金管的平均极限拉伸强度大体上为约80-150UTS(ksi),典型地至少约110UTS(ksi),并且更典型地110-140UTS(ksi)。
当新型合金呈实心丝形式时,新型合金丝的平均极限拉伸强度大体上为约120-310UTS
(ksi)。在本发明的又一个和/或备选的非限制性实施例中,用来形成医疗装置的新型合金的平均屈服强度为至少约70ksi;然而,这不是必需的。在该实施例的一个非限制性方面中,用来形成医疗装置的新型合金的平均屈服强度为至少约80ksi,并且典型地约100-140ksi。
在本发明的再一个和/或备选的非限制性实施例中,用来形成医疗装置的新型合金的平均晶粒尺寸不大于约4ASTM(例如,ASTM 112-96);然而,这不是必需的。小至约14-15ASTM的晶粒尺寸可被实心;然而,晶粒尺寸典型地大于15ASTM。新型合金的小晶粒尺寸使得医疗装置能够具有所需的伸长和延展特性,所述特性可用于允许医疗装置被形成、压握和/或膨胀。
在该实施例的一个非限制性方面中,用来形成医疗装置的新型合金的平均晶粒尺寸为约
5.2-10ASTM,典型地约5.5-9ASTM,更典型地约6-9ASTM,还更典型地约6-9ASTM,甚至更典型地约6.6-9ASTM,并且还甚至更典型地约7-8.5ASTM;然而,这不是必需的。
[0033] 在本发明的还有另一个和/或备选的非限制性实施例中,用来形成医疗装置的新型合金的平均拉伸伸长率为至少约25%。新型合金的至少25%的平均拉伸伸长率是重要
的,以使得医疗装置在定位在身体通道的治疗区域中时能够正确地膨胀。在医疗装置的形成、压握和/或膨胀期间,不具有至少约25%的平均拉伸伸长率的医疗装置可能形成微裂纹和/或断裂。在该实施例的一个非限制性方面中,用来形成医疗装置的新型合金的平均拉伸伸长率为约25-35%。新型合金中的铼和钼或钨和钽的独特组合与实现合金的所需的纯度和组合物以及新型合金的所需晶粒尺寸结合导致:1)在大约室温下具有所需的高延展性的医疗装置;2)具有所需量的拉伸伸长率的医疗装置;3)具有高的射线不透性的新型合金的均质或固态溶液;4)减少或防止当将新型合金管定尺寸并且/或者切割以形成医疗装置时新型合金管的微裂纹的形成和/或断裂;5)减少或防止当医疗装置被压握到囊体和/或其它类型的医疗装置上以插入身体通道内时医疗装置的微裂纹的形成和/或断裂;6)减少或防止当医疗装置在身体通道内弯曲和/或膨胀时医疗装置的微裂纹的形成和/或断裂;7)具有所需的极限拉伸强度和屈服强度的医疗装置;8)当医疗装置已膨胀时,医疗装置可具有非常薄的壁厚度,并且仍然具有使身体通道保持在开放状态所需的期望的径向力;和/或9)当医疗装置被压握到递送系统上和/或在身体通道中膨胀时,医疗装置显示具有较少的弹回量。
[0034] 在本发明的又一个和/或备选的非限制性方面中,新型合金至少部分地由型锻工艺形成;然而,这不是必需的。在一个非限制性实施例中,医疗装置包括一个或多个杆或管,在所述一个或多个杆或管上执行型锻以至少部分地或完全地实现医疗装置的一个或多个
部分的最终尺寸。型锻模具可成形为配合医疗装置的最终尺寸;然而,这不是必需的。在医疗装置中存在具有中空结构的底切(这不是必需的)的情况下,单独的金属件可置于底切中以至少部分地填充间隙。单独的金属件(当使用时)可设计成随后从底切移除;然而,这不是必需的。型锻操作可在医疗装置上待硬化的区域中执行。对于医疗装置的圆形或弯曲部分来说,型锻可以是旋转的。对于医疗装置的非圆形部分来说,医疗装置的该非圆形部分的型锻可由不旋转的型锻模具执行。代替旋转或除了旋转之外,模具可以任选地制造成在径向和/或纵向方向上振荡。医疗装置可以任选地在单个操作中或在多个操作中在多个方向上被型锻,以在医疗装置的所需位置和/或方向上实现硬度。型锻温度对于特定的新型合金(例如,MoRe合金等)可以是变化的。对于MoRe合金来说,如果型锻在空气或氧化环境中进行,型锻温度可以从RT(例如,65-75°F)至约400℃。如果型锻过程在受控的中性或非还原环境(例如,惰性环境)中执行,型锻温度可增加至高达约1500℃。可通过在所需型锻温度下在待硬化的位置处反复地锤打医疗装置来进行型锻过程。在一个非限制性实施例中,在型锻过程期间,允许和/或氮的离子撞击MoRe合金中的铼原子,以便形成ReB2、ReN2和/或
ReN3;然而,这不是必需的。已经发现,ReB2、ReN2和/或ReN3为超硬化合物。在另一个和/或备选的非限制性实施例中,新型合金涂层(例如,MoRe合金涂层)的全部或一部分可涂有另一种新型合金(例如,钛合金等);然而,这不是必需的。在室温下带涂层的新型合金可具有比芯中的新型合金的硬度大的的硬度;然而,这不是必需的。一般来讲,带涂层的合金的熔点小于形成芯的材料的熔点;然而,这不是必需的。例如,如果医疗装置由MoRe形成,MoRe植入物的一个或多个部分可通过浸入诸如钛-5合金的熔融材料中而被涂布。钛-5合金的熔融温度为约1660℃,而MoRe具有约2450℃的熔融温度。由于MoRe的较高熔融温度,钛-5合金在MoRe上的涂布导致MoRe在涂布过程之后保持其形状。在一个非限制性过程中,当金属处于硬化不足的状态时,医疗装置的金属可被机加工和成形为医疗装置。因此,原始的起始材料可以首先退火以软化,然后机加工到金属中形成所需形状。在新型合金成型之后,新型合金可再硬化。医疗装置的金属材料的硬化可改善医疗装置的耐磨性和/或形状保持性。医疗装置的金属材料通常不能通过退火来再硬化,因此需要专的再硬化工艺。此类再硬化可通过本发明的型锻工艺来实现。
[0035] 下面示出了可根据本发明制造的金属合金的若干非限制性实例。
[0036]
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[0051] 在以上实例1-3、14、16-19和20-22中,金属合金主要由铼和钼形成,并且其它金属和/或杂质的含量小于该金属合金的约0.1重量%,碳与氧的原子比为约2.5-10:1(即,约1.88-7.5:1的重量比),金属合金的平均晶粒尺寸为约6-10ASTM,金属合金的拉伸伸长率为约25-35%,金属合金的平均密度为至少约13.4gm/cc,金属合金的平均屈服强度为约98-
122(ksi),金属合金的平均极限拉伸强度为约150-310UTS(ksi),并且平均维氏硬度为372-
653(即,在77°F下约70-80的洛氏A硬度,在77°F下约39-58的平均洛氏C硬度)。在以上实例
4-7、8-11、12、13、15和32-38中,金属合金主要由铼和钼以及钛、钇和/或锆中的至少一种金属形成,并且其它金属和/或杂质的含量小于该金属合金的约0.1重量%,碳与氧的比率为约2.5-10:1,金属合金的平均晶粒尺寸为约6-10ASTM,金属合金的拉伸伸长率为约25-
35%,金属合金的平均密度为至少约13.6gm/cc,金属合金的平均屈服强度为至少约110
(ksi),金属合金的平均极限拉伸强度为约150-310UTS(ksi),并且平均维氏硬度为372-653(即,在77°F下约70-80的平均洛氏A硬度,在77°F下约39-58的平均洛氏C硬度)。在以上实例中识别的剩余合金可包括或者可不包括钛、钇和/或锆。这些合金的特性将类似于以上实例中讨论的合金。在实例32中,钛与锆的重量比为约1.5-3:1。在实例36中,钛与锆的重量比为约1.75-2.5:1。在实例29-32中,钛与锆的重量比为约1-10:1。在实例40中,碳与氧的比率为至少约0.4:1(即,碳与氧的重量比至少约0.3:1),氮含量小于碳含量和氧含量,碳与氮的原子比为至少约4:1(即,约3.43:1的重量比),氧与氮的原子比为至少约3:1(即,约3.42:1的重量比),金属合金的平均晶粒尺寸为约6-10ASTM,金属合金的拉伸伸长率为约25-35%,金属合金的平均密度为至少约13.4gm/cc,金属合金的平均屈服强度为约98-122(ksi),金属合金的平均极限拉伸强度为约100-150UTS(ksi),并且金属合金的平均硬度为在77°F下约
80-100(HRC)。
[0052] 在实例41-46中,金属合金主要由钨和钽形成,并且其它金属和/或杂质的含量小于约0.1重量%,并且典型地小于该金属合金的0.04重量%。
[0053]
[0054]
[0055]
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[0064]
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[0066]
[0067]
[0068] 在以上实例中,碳与氧的原子比可为约2.5-10:1(即,约1.88-7.5:1的重量比),新型合金的平均晶粒尺寸可为约6-10ASTM,新型合金的拉伸伸长率可为约25-35%,新型合金的平均密度可以至少约13.4gm/cc,新型合金的平均屈服强度可为约98-122(ksi),新型合金的平均极限拉伸强度可为约150-310UTS(ksi),并且平均维氏硬度可为372-653(即,在77°F下约70-80的洛氏A硬度,在77°F下约39-58的平均洛氏C硬度)。
[0069]
[0070]
[0071]
[0072]
[0073] 在实例89-102中,应当理解,上述所有范围均包括在该范围之间的值以及以上示出的在该范围之间的其它范围。在以上金属合金中,金属合金的平均晶粒尺寸可为约6-10ASTM,金属合金的拉伸伸长率可为约25-35%,金属合金的平均密度可为至少约13.4gm/cc,金属合金的平均屈服强度可为约98-122(ksi),金属合金的平均极限拉伸强度可为约
100-310UTS(ksi),平均维氏硬度为372-653(即,洛氏A硬度可为在77°F下约70-100,平均洛氏C硬度可为在77°F下约39-58),主要拉伸强度在1000MPa以上,伸长率>10%;并且弹性模量>300GPa;然而,这不是必需的。
[0074] 在本发明的另一个和/或备选的非限制性方面中,相比不锈钢或铬钴合金,医疗装置中所述金属合金的使用可增加医疗装置的强度,因此相比由不同金属形成的医疗装置,在医疗装置中可使用较少量的金属合金来实现类似的强度。因此,所得到的医疗装置可通过使用该金属合金而制造成更小且较不笨重,而不牺牲医疗装置的强度和耐久性。这样的医疗装置可具有较小的轮廓,因此可以插入较小的区域、开口和/或通道中。所述金属合金也可增加医疗装置的径向强度。例如,相比由不锈钢或钴铬合金形成的壁较厚的医疗装置,医疗装置的壁和/或用来形成医疗装置的丝可变得较薄,并且实现类似或改善的径向强度。所述金属合金也可改善医疗装置的应力应变特性、弯曲性和柔韧性,由此增加医疗装置的寿命。例如,医疗装置可在使医疗装置经受弯曲的区域中使用。由于由所述金属合金制成的医疗装置的改善的物理特性,医疗装置在这样频繁弯曲的环境中具有对破裂的改善的抵抗性。附加地或备选地,由于使用所述金属合金而导致的医疗装置的改善的弯曲性和柔韧性可使医疗装置能够更容易地插入身体的各种区域中。所述金属合金也可降低医疗装置在压握和/或膨胀期间弹回的程度。例如,由于使用所述金属合金,医疗装置更好地保持其压握形式和/或在膨胀之后更好地保持其膨胀形式。因此,当医疗装置将安装在递送装置上时(此时,医疗装置被压握),在医疗装置插入身体的各种区域期间,医疗装置更好地保持其较小的轮廓。另外,医疗装置在膨胀之后更好地保持其膨胀后的轮廓,以便有利于医疗装置在治疗区域的成功。除了通过使用所述金属合金改善医疗装置的物理特性之外,所述金属合金相比诸如不锈钢或钴铬合金的标准材料具有改善的射线不可透特性,由此减少或消除对在医疗装置上使用标记材料的需求。例如,所述金属合金被认为比不锈钢或钴铬合金的射线不可透率高至少约10-20%。具体而言,所述金属合金被认为比钴铬合金射线不可透率高至少约33%,并且被认为比不锈钢射线不可透率高至少约41.5%。
[0075] 在本发明的另一个和/或备选的非限制性方面中,医疗装置可包括双稳定构造。在这样的设计中,医疗装置具有两种或更多种稳定构型,包括具有第一横截面形状的第一稳定构型和具有第二横截面形状的第二稳定构型。医疗装置的全部或一部分可包括双稳定构造。双稳定构造可导致医疗装置的形状的大体上均匀的变化,或者医疗装置的一部分可变成一种或多种构型,并且医疗装置的一个或多个其它部分可变成一种或多种其它构型。
[0076] 在本发明的再一个和/或备选的非限制性方面中,医疗装置可包括、包含和/或涂有有利于医疗装置和/或治疗区域的成功的一种或多种药剂。术语“药剂”包括但不限于配制和/或设计成防止、抑制和/或治疗一种或多种临床和/或生物事件和/或促进愈合的物质、医药、生物制剂、兽医产品、药品和类似物或衍生物。可由一种或多种药剂解决的临床事件的非限制性示例包括但不限于:病毒、真菌和/或细菌感染;脉管疾病和/或病症;消化系统疾病和/或病症;生殖疾病和/或病症;淋巴疾病和/或病症;癌症;植入物排异;疼痛;恶心;肿胀;关节炎;骨骼疾病和/或病症;器官衰竭;免疫疾病和/或病症;胆固醇问题;血液疾病和/或病症;部疾病和/或病症;心脏疾病和/或病症;脑部疾病和/或病症;神经痛疾病和/或病症;肾疾病和/或病症;溃烂;肝疾病和/或病症;肠道疾病和/或病症;胆囊疾病和/或病症;胰腺疾病和/或病症;心理疾病;呼吸系统疾病和/或病症;腺疾病和/或病症;皮肤疾病和/或病症;听力疾病和/或病症;口腔疾病和/或病症;鼻部疾病和/或病症;眼部疾病和/或病症;疲劳;遗传疾病和/或病症;烧伤;瘢痕和/或疤痕;创伤;体重疾病和/或病症;成瘾疾病和/或病症;毛发损失;绞痛;肌肉痉挛;组织修复;神经修复;神经再生和/或类似事件。可使用的药剂的非限制性示例包括但不限于5-氟尿嘧啶和/或其衍生物;5-苯基甲硫咪唑和/或其衍生物;ACE抑制剂和/或其衍生物;新抗凝和/或其衍生物;阿昔洛韦和/或其衍生物;通立和/或其衍生物;促肾上腺皮质激素和/或其衍生物;阿霉素和/或其衍生物;调节细胞内Ca2+输送的药剂,例如L型(例如,地尔硫卓、尼非地平、异搏定等)或T型Ca2+通道阻断剂(例如,阿米洛利等);α-类肾上腺素阻断剂和/或其衍生物;阿替普酶和/或其衍生物;基糖苷和/或其衍生物(例如,庆大霉素、妥布霉素等);血管肽素和/或其衍生物;血管抑素类固醇和/或其衍生物;血管紧张素II受体拮抗剂和/或其衍生物;阿尼普酶和/或其衍生物;血管上皮生长因子拮抗剂和/或其衍生物;抗生素;抗凝血剂化合物和/或其衍生物;
纤维化化合物和/或其衍生物;抗真菌化合物和/或其衍生物;抗炎化合物和/或其衍生物;抗侵袭因子和/或其衍生物;抗代谢化合物和/或其衍生物(例如,星形孢菌素、单端孢霉烯族毒素以及改进的白喉和蓖麻素毒素、假单胞菌外毒素等);抗基质化合物和/或其衍生物(例如,秋水仙、三苯氧胺等);抗菌剂和/或其衍生物;抗迁移剂和/或其衍生物(例如,咖啡酸衍生物、尼伐地平等);抗有丝分裂化合物和/或其衍生物;抗肿瘤化合物和/或其衍生物;抗氧化剂和/或其衍生物;抗血小板化合物和/或其衍生物;抗增殖剂和/或其衍生物;
抗凝血剂和/或其衍生物;阿加曲班和/或其衍生物;ap-1抑制剂和/或其衍生物(例如,用于酪氨酸激酶、蛋白激酶C、肌球蛋白轻链激酶、Ca2+/钙调素激酶II、酪蛋白激酶II等);阿司匹林和/或其衍生物;硫唑嘌呤和/或其衍生物;$-雌二醇和/或其衍生物;β-1-抗胶原酶和/或其衍生物;钙通道阻断剂和/或其衍生物;钙调素拮抗剂和/或其衍生物(例如,H7等);卡托普利(CAPTOPRIL)和/或其衍生物;软骨源抑制剂和/或其衍生物;ChIMP-3和/或其衍生物;先锋霉素和/或其衍生物(例如,头孢羟氨苄、头孢唑林、头孢克洛等);氯喹和/或其衍生物;化疗化合物和/或其衍生物(例如,5-氟尿嘧啶、长春新碱、长春碱、顺铂、阿霉素、亚德利亚霉素、三苯氧胺等);胰凝乳蛋白酶抑制剂和/或其衍生物;西拉普利(CILAZAPRIL)和/或其衍生物;氯吡格雷和/或其衍生物;克霉唑和/或其衍生物;秋水仙碱和/或其衍生物;可的松和/或其衍生物;香豆素和/或其衍生物;可艾斯林-A和/或其衍生物;环孢霉素和/或其衍生物;细胞松弛素和/或其衍生物(例如,细胞松弛素A、细胞松弛素B、细胞松弛素C、细胞松弛素D、细胞松弛素E、细胞松弛素F、细胞松弛素G、细胞松弛素H、细胞松弛素J、细胞松弛素K、细胞松弛素L、细胞松弛素M、细胞松弛素N、细胞松弛素O、细胞松弛素P、细胞松弛素Q、细胞松弛素R、细胞松弛素S、球毛壳菌素A、球毛壳菌素B、球毛壳菌素C、球毛壳菌素D、球毛壳菌素E、球毛壳菌素F、球毛壳菌素G、球毛壳菌素J、球毛壳菌素K、德克萨芬茗
(deoxaphomin)、普咯可斯芬茗(proxiphomin)、普咯头芬茗(protophomin)、接柄孢菌素、接柄孢菌素D、接柄孢菌素E、接柄孢菌素F、接柄孢菌素G、爱斯普松弛素(aspochalasin)B、爱斯普松弛素(aspochalasin)C、爱斯普松弛素(aspochalasin)D等);细胞因子和/或其衍生物;地西卢定和/或其衍生物;地塞米松和/或其衍生物;双嘧达莫和/或其衍生物;依米那酶和/或其衍生物;内皮素和/或其衍生物;内皮生长因子和/或其衍生物;表皮生长因子和/或其衍生物;埃博霉素和/或其衍生物;雌氮芥和/或其衍生物;雌激素和/或其衍生物;非诺洛芬和/或其衍生物;氟尿嘧啶和/或其衍生物;氟胞嘧啶和/或其衍生物;毛喉素和/或其衍生物;更昔洛韦和/或其衍生物;糖皮质素和/或其衍生物(例如,地塞米松、倍他米松等);糖蛋白类IIb/IIIa血小板膜受体抗体和/或其衍生物;gm-CSF和/或其衍生物;灰黄霉素和/或其衍生物;生长因子和/或其衍生物(例如,VEGF;TGF;IGF;PDGF;FGF等);生长激素和/或其衍生物;肝素和/或其衍生物;水蛭素和/或其衍生物;透明质酸盐和/或其衍生物;氢化可的松和/或其衍生物;布洛芬和/或其衍生物;免疫抑制剂和/或其衍生物(例如,肾上腺皮质类固醇、环孢霉素等);消炎痛和/或其衍生物;钠/钙反向转运抑制剂和/或其衍生物(例如,阿米洛利等);IP3受体抑制剂和/或其衍生物;钠/氢反向转运抑制剂和/或其衍生物(例如,阿米洛利及其衍生物等);胰岛素和/或其衍生物;干扰素α-2-巨球蛋白和/或其衍生物;康唑和/或其衍生物;来匹卢定和/或其衍生物;赖诺普利(LISINOPRIL)和/或其衍生物;洛伐他汀(LOVASTATIN)和/或其衍生物;华法林和/或其衍生物;甲氟喹和/或其衍生物;金属蛋白酶抑制剂和/或其衍生物;甲氨蝶呤和/或其衍生物;甲硝唑和/或其衍生物;咪康唑和/或其衍生物;单克隆抗体和/或其衍生物;密吐霉素和/或其衍生物;普生和/或其衍生物;一氧化氮和/或其衍生物;硝普盐和/或其衍生物;核酸类似物和/或其衍生物(例如,肽核酸等);
制霉菌素和/或其衍生物;低聚核苷酸和/或其衍生物;紫杉醇和/或其衍生物;青霉素和/或其衍生物;喷他脒羟乙磺酸盐和/或其衍生物;苯茚二酮和/或其衍生物;保泰松和/或其衍生物;磷酸二酯酶抑制剂和/或其衍生物;纤溶酶原激活剂抑制剂-1和/或其衍生物;纤溶酶原激活剂抑制剂-2和/或其衍生物;血小板因子4和/或其衍生物;血小板源性生长因子和/或其衍生物;波立维和/或其衍生物;POSTMI 75和/或其衍生物;泼尼松和/或其衍生物;泼尼松龙和/或其衍生物;普罗布考和/或其衍生物;孕酮和/或其衍生物;前列环素和/或其衍生物;前列腺素抑制剂和/或其衍生物;鱼精蛋白和/或其衍生物;蛋白酶和/或其衍生物;蛋白激酶抑制剂和/或其衍生物(例如,星形孢菌素等);奎宁和/或其衍生物;放射性药和/或其衍生物(例如,Cu-64、Ca-67、Cs-131、Ga-68、Zr-89、Ku-97、Tc-99m、Rh-105、Pd-103、Pd-
109、In-111、I-123、I-125、I-131、Re-186、Re-188、Au-198、Au-199、Pb-203、At-211、Pb-
212、Bi-212、H3P32O4等);雷帕霉素和/或其衍生物;组胺的受体拮抗剂和/或其衍生物;重组水蛭素和/或其衍生物;视黄酸和/或其衍生物;勒法斯(revasc)和/或其衍生物;利福霉素和/或其衍生物;感或抗感低聚核苷酸和/或其衍生物(例如,DNA、RNA、质粒DNA、质粒RNA等);色拉明(seramin)和/或其衍生物;类固醇;色拉明(seramin)和/或其衍生物;血清素和/或其衍生物;血清素阻滞剂和/或其衍生物;链激酶和/或其衍生物;柳氮磺吡啶和/或其衍生物;磺酰胺和/或其衍生物(例如,磺胺甲恶唑等);硫酸化甲壳质衍生物;硫酸化多糖肽聚糖复合物和/或其衍生物;TH1和/或其衍生物(例如,白介素-2、白介素-12和白介素-15、γ干扰素等);硫蛋白酶抑制剂和/或其衍生物;紫杉酚和/或其衍生物(例如,多西他赛、巴卡亭、10-脱乙酰基紫杉酚、7-木糖基-10-脱乙酰基紫杉酚、三尖杉宁碱、10-脱乙酰基-7-表紫杉酚、7表紫杉酚、10-脱乙酰基巴卡亭III、10-脱乙酰基三尖杉宁碱等);抵克立得和/或其衍生物;噻氯匹啶和/或其衍生物;蜱抗凝血剂肽和/或其衍生物;硫蛋白酶抑制剂和/或其衍生物;甲状腺激素和/或其衍生物;金属蛋白酶-1的组织抑制剂和/或其衍生物;金属蛋白酶-2的组织抑制剂和/或其衍生物;组织血浆活化剂;TNF和/或其衍生物;生育酚和/或其衍生物;毒素和/或其衍生物;曲尼司特和/或其衍生物;转化生长因子α和β和/或其衍生物;
曲匹地尔和/或其衍生物;三唑并嘧啶和/或其衍生物;伐哌前列素和/或其衍生物;长春碱和/或其衍生物;长春新碱和/或其衍生物;齐多夫定和/或其衍生物。如可以理解的,药剂可包括以上列举的化合物和/或其它化合物的一种或多种衍生物。在一个非限制性实施例中,药剂包括但不限于曲匹地尔、曲匹地尔衍生物、紫杉酚、紫杉酚衍生物(例如,多西他赛、巴卡亭、10-脱乙酰基紫杉酚、7-木糖基-10-脱乙酰基紫杉酚、三尖杉宁碱、10-脱乙酰基-7-表紫杉酚、7表紫杉酚、10-脱乙酰基巴卡亭III、10-脱乙酰基三尖杉宁碱等)、细胞松弛素、细胞松弛素衍生物(例如,细胞松弛素A、细胞松弛素B、细胞松弛素C、细胞松弛素D、细胞松弛素E、细胞松弛素F、细胞松弛素G、细胞松弛素H、细胞松弛素J、细胞松弛素K、细胞松弛素L、细胞松弛素M、细胞松弛素N、细胞松弛素O、细胞松弛素P、细胞松弛素Q、细胞松弛素R、细胞松弛素S、球毛壳菌素A、球毛壳菌素B、球毛壳菌素C、球毛壳菌素D、球毛壳菌素E、球毛壳菌素F、球毛壳菌素G、球毛壳菌素J、球毛壳菌素K、德克萨芬茗、普咯可斯芬茗、普咯头芬茗、接柄孢菌素D、接柄孢菌素E、接柄孢菌素F、接柄孢菌素G、爱斯普松弛素B、爱斯普松弛素C、爱斯普松弛素D等)、紫杉醇、紫杉醇衍生物、雷帕霉素、雷帕霉素衍生物、5-苯基甲硫咪唑、5-苯基甲硫咪唑衍生物、gm-CSF(粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子)、gm-CSF衍生物、形成一类降血脂剂、组合或其类似物的斯达汀或HMG-CoA还原酶抑制剂、或它们的组合。包括在装置中和/或涂布在装置上的药剂的类型和/或量可变化。当两种或更多种药剂被包括在装置中和/或涂布在装置上时,两种或更多种药剂的量可以相同或不同。包括在装置上、装置中和/或与装置结合的药剂的类型和/或量通常选择成解决一个或多个临床事件。
[0077] 通常,包括在装置上、装置中和/或与装置结合使用的药剂的量为约0.01-100ug/mm2和/或装置的至少约0.01重量%;但可以使用其它量。在本发明的一个非限制性实施例中,装置可部分地或完全地涂布和/或浸渍有一种或多种药剂,以有利于特定医疗程序的成功。在该装置上、该装置中和/或与该装置结合使用的两种或更多种药剂的量可以相同或不同。所述一种或多种药剂可通过多种机制涂布在装置上和/或浸渍在装置中,例如但不限于喷涂(例如,雾化喷涂技术等)、火焰喷涂、粉末沉积、浸涂、流涂、浸旋涂、辊涂(正对和反转)、超声处理、刷涂、等离子沉积、通过气相沉积进行的沉积、MEMS技术和旋转模制沉积。在本发明的另一个和/或备选的非限制性实施例中,包括在装置上、装置中和/或与装置结合的药剂的类型和/或量通常选择成治疗一种或多种临床事件。通常,包括在该装置上、该装置中和/或与该装置结合使用的药剂的量为约0.01-100ug/mm2和/或装置的至少约0.01-100重量%;但可以使用其它量。在该装置上、该装置中和/或与该装置结合使用的两种或更多种药剂的量可以相同或不同。因此,当其包括、包含和/或涂有一种或多种药剂时,医疗装置可包括一种或多种药剂以解决一种或多种医疗需求。在本发明的一个非限制性实施例
中,医疗装置可部分地或完全地涂有一种或多种药剂和/或浸渍有一种或多种药剂,以有利于特定医疗程序的成功。所述一种或多种药剂可通过多种机制涂布在医疗装置上和/或浸渍在医疗装置中,例如但不限于喷涂(例如,雾化喷涂技术等)、浸涂、辊涂、超声处理、刷涂、等离子沉积、通过气相沉积进行的沉积。在本发明的另一个和/或备选的非限制性实施例中,包括在该医疗装置上、该医疗装置中和/或与该医疗装置结合的药剂的类型和/或量通常选择成治疗一种或多种医学治疗。通常,包括在该医疗装置上、该医疗装置中和/或与该医疗装置结合使用的药剂的量为约0.01-100ug/mm2;但可以使用其它量。在该医疗装置上、该医疗装置中和/或与该医疗装置结合使用的两种或更多种药剂的量可以相同或不同。
[0078] 在本发明的另一个和/或备选的非限制性方面中,当在医疗装置上使用时,在医疗装置上和/或医疗装置中的所述一种或多种药剂可通过受控方式释放,使得待治疗的所关注区域在持续的时间段内被供以所需剂量的药剂。如可以理解的,医疗装置上的一种或多种药剂的受控释放并非总是必要的和/或期望的。因此,医疗装置上和/或医疗装置中的药剂中的一种或多种在医疗装置插入治疗区域期间和/或之后可能从医疗装置不可控地释放。还可以理解,医疗装置上和/或医疗装置中的一种或多种药剂可从医疗装置可控制地释放,并且医疗装置上和/或医疗装置中的一种或多种药剂可从医疗装置不可控地释放。还可以理解,医疗装置的一个区域上和/或医疗装置的一个区域中的一种或多种药剂可从医疗装置可控制地释放,并且医疗装置上和/或医疗装置中的一种或多种药剂可从医疗装置上的另一个区域不可控制地释放。因此,医疗装置可设计成使得:1)医疗装置上和/或医疗装置中的全部药剂被可控制地释放,2)医疗装置上和/或医疗装置中的一些药剂被可控制地释放,并且医疗装置上的一些药剂被不可控制地释放,或3)医疗装置上和/或医疗装置中的药剂中没有一种被可控制地释放。医疗装置也可设计成使得所述一种或多种药剂从医疗装置的释放速率相同或不同。医疗装置也可设计成使得所述一种或多种药剂从医疗装置上的一个或多个区域的释放速率相同或不同。可用来控制一种或多种药剂从医疗装置的释放的非限制性布置包括:1)将一种或多种药剂至少部分地涂以一种或多种聚合物,2)将一种或多种药剂至少部分地结合到和/或至少部分地包封到一种或多种聚合物中和/或与一种或
多种聚合物至少部分地结合和/或至少部分地包封在一起,和/或3)将一种或多种药剂插入医疗装置中的孔、通道、腔体等中并且用一种或多种聚合物至少部分地涂布或覆盖这样的孔、通道、腔体等。如可以理解的,可使用其它或另外的布置来控制一种或多种药剂从医疗装置的释放。
[0079] 用来至少部分地控制一种或多种药剂从医疗装置的释放的所述一种或多种聚合物可以是多孔的或无孔的。所述一种或多种药剂可被插入和/或施加到医疗装置上的一个或多个表面结构和/或微结构,和/或用来至少部分地形成医疗装置上的一个或多个表面结构和/或微结构。因此,医疗装置上的所述一种或多种药剂可以:1)涂布在医疗装置的一个或多个表面区域上,2)插入和/或浸入医疗装置的一个或多个表面结构和/或微结构等中,和/或3)形成医疗装置的结构的至少一部分或被包括在所述结构的至少一部分中。当将所述一种或多种药剂涂在医疗装置上时,所述一种或多种药剂可以:1)直接涂在医疗装置的一个或多个表面上,2)与一种或多种涂层聚合物或其它涂层材料混合,然后至少部分地涂在医疗装置的一个或多个表面上,3)至少部分地涂在已经至少部分地涂在医疗装置上的另一种涂层材料的表面上,和/或4)至少部分地包封在a)医疗装置的表面或区域与一种或多种其它涂层材料之间和/或b)两种或更多种其它涂层材料之间。
[0080] 如可以理解的,可以附加地或备选地使用许多其它涂层布置。当所述一种或多种药剂被插入和/或浸入医疗装置的一个或多个内部结构、表面结构和/或微结构中时,1)一种或多种其它涂层材料可至少部分地施加在医疗装置的所述一个或多个内部结构、表面结构和/或微结构上,和/或2)一种或多种聚合物可与一种或多种药剂结合。因此,所述一种或多种药剂可以:1)嵌入医疗装置的结构中;2)定位在医疗装置的一个或多个内部结构中;3)包封在两个聚合物涂层之间;4)包括在基底结构和聚合物涂层之间;5)混合在包括至少一种聚合物涂层的医疗装置的基底结构中;或者6)1、2、3、4和/或5的一种或多种组合。附加地或备选地,医疗装置上的所述一种或多种聚合物的所述一个或多个涂层可包括:1)无孔聚合物的一个或多个涂层;2)一种或多种多孔聚合物和一种或多种无孔聚合物的组合的一个或多个涂层;3)多孔聚合物的一个或多个涂层,或者4)选项1、2和3的一种或多种组合。
[0081] 如可以理解的,不同的药剂可位于不同的聚合物涂层层中和/或之间和/或医疗装置的结构上。如还可以理解的,可以使用许多其它和/或附加的涂层组合和/或构型。一种或多种药剂的浓度、聚合物的类型、医疗装置中的内部结构的类型和/或形状和/或一种或多种药剂的涂层厚度可用来控制一种或多种药剂的释放时间、释放速率和/或剂量;然而,可以使用其它或另外的组合。因此,药剂和聚合物体系组合和在医疗装置上的位置可以是多样的。如还可以理解的,在下列情况之前,一种或多种药剂可沉积在医疗装置的顶部表面上以提供所述一种或多种药剂的初始失控的突释效应:1)所述一种或多种药剂通过包括一种或多种无孔聚合物的聚合物体系的一个或多个层的受控释放,和/或2)所述一种或多种药剂通过聚合物体系的一个或多个层的失控释放。所述一种或多种药剂和/或聚合物可通过多种机制涂布在医疗装置上,这些机制例如但不限于喷涂(例如,雾化喷涂技术等)、浸涂、辊涂、超声处理、刷涂、等离子沉积和/或通过气相沉积进行的沉积。
[0082] 每个聚合物层和/或药剂的层的厚度大体上为至少约0.01μm并且大体上小于约150μm。在一个非限制性实施例中,聚合物层和/或药剂的层的厚度为约0.02-75μm,更特别地约0.05-50μm,并且甚至更特别地约1-30μm。
[0083] 当医疗装置包括有和/或涂有一种或多种药剂使得这些药剂中的至少一种从医疗装置至少部分地可控制地释放时,可减少或消除对长时间全身治疗的需要或使用。在过去,在患者离开医院或其它类型的医疗机构后很长时间内,由患者使用该全身治疗。该全身治疗在外科手术后可持续几天、几周、几个月或者有时超过一年。本发明的医疗装置可施加或插入治疗区域中,并且1)在医疗装置的施加或插入之后仅需要全身治疗的减少的使用和/或延长的使用,或者2)在医疗装置的施加或插入之后不需要使用和/或延长使用全身治疗。
如可以理解的,全身治疗的使用和/或延长使用可在将医疗装置施加或插入治疗区域之后使用。在一个非限制性示例中,在将医疗装置插入患者体内之后,不需要全身治疗。在另一个和/或备选的非限制性示例中,在将医疗装置插入患者体内之后,需要或者使用全身治疗的短期应用。在患者离开医院或其它类型的医疗机构后,或者在患者离开医院或其它类型的医疗机构后一到两天或一到两星期后,可以终止这样的短期应用;然而,应当理解,可以使用其它时间段的全身治疗。由于使用了本发明的医疗装置,可显著地减少或消除在涉及将医疗装置插入治疗区域的医疗程序之后全身治疗的使用。
[0084] 在本发明的另一个和/或备选的非限制性方面中,当需要受控释放时,一种或多种药剂从医疗装置的受控释放可通过使用一个或多个无孔聚合物层来实现;然而,其它和/或附加的机制可用来可控制地释放所述一种或多种药剂。所述一种或多种药剂通过穿过一个或多个无孔的聚合物层的分子扩散而至少部分地可控制地释放。当使用一个或多个无孔聚合物层时,所述一个或多个聚合物层通常为生物相容性聚合物;然而,这不是必需的。所述一种或多种无孔聚合物可施加到医疗装置,而不使用化学药剂、溶剂和/或催化剂;然而,这不是必需的。在一个非限制性示例中,无孔聚合物可通过(但不限于)气相沉积和/或等离子沉积至少部分地施加。无孔聚合物可被选择以便仅在从气相冷凝后聚合和固化;然而,这不是必需的。所述一个或多个无孔聚合物层的施加可以在温度不增加到环境温度(例如,65-90°F)以上的情况下实现;然而,这不是必需的。无孔聚合物体系可在涂布到医疗装置上之前与一种或多种药剂混合和/或涂布在此前不包括一种或多种药剂的医疗装置上;然而,这不是必需的。一个或多个无孔聚合物层的使用允许准确控制药剂从医疗装置的释放。一种或多种药剂通过无孔聚合物的受控释放至少部分地在分子水平上利用药剂通过该无孔聚
合物的扩散的运动性来控制。在一个非限制性示例中,所述一个或多个无孔聚合物层可包括但不限于聚酰胺、聚对二甲苯(例如,聚对二甲苯C、聚对二甲苯N)和/或聚对二甲苯衍生物。
[0085] 在本发明的又一个和/或备选的非限制性方面中,当需要受控释放时,一种或多种药剂从医疗装置的受控释放可通过使用与一种或多种药剂形成化学键的一种或多种聚合物来实现。在一个非限制性示例中,至少一种药剂包括曲匹地尔、曲匹地尔衍生物或其盐,其被共价地键合到诸如但不限于乙烯-丙烯酸共聚物的至少一种聚合物。乙烯为疏水基团,并且丙烯酸为亲水基团。在共聚物中乙烯与丙烯酸的摩尔比可用来控制共聚物的疏水性。
一种或多种聚合物的疏水程度也可用来控制一种或多种药剂从所述一种或多种聚合物的
释放速率。可加载到一种或多种聚合物的药剂的量可以是所述一种或多种聚合物中阴离子基团和/或阳离子基团的浓度的函数。对于阴离子药剂来说,可加载到所述一种或多种聚合物上的药剂的浓度总体上是在所述一种或多种聚合物中阳离子基团(例如,胺基等)的浓度的函数并且是可与所述一种或多种药剂的阴离子形态进行离子结合的这些阳离子基团的
分数(部分)。对于阳离子药剂(例如,曲匹地尔等)来说,可加载到所述一种或多种聚合物上的药剂的浓度总体上是在所述一种或多种聚合物中的阴离子基团(即,羧酸基团、磷酸根基团、硫酸根基团和/或其它有机阴离子基团)的浓度的函数并且是可与所述一种或多种药剂的阳离子形态离子结合的这些阴离子基团的分数(部分)。因此,通过控制所述一种或多种聚合物中的疏水和亲水单体的量,通过控制在药剂之间形成盐的效率和/或所述一种或多种聚合物中阴离子/阳离子基团,可改变可结合到所述一种或多种聚合物的一种或多种药剂的浓度。
[0086] 在本发明的又一个和/或备选的非限制性方面中,当需要受控释放时,一种或多种药剂从医疗装置的受控释放可通过使用包括一个或多个诱发交联键的一种或多种聚合物来实现。这些一个或多个交联键可用来至少部分地控制所述一种或多种药剂从所述一种或多种聚合物的释放速率。在所述一种或多种聚合物中的交联可通过多种技术建立,例如但不限于利用催化剂、辐射、热、和/或类似技术。在所述一种或多种聚合物中形成的所述一个或多个交联键可导致所述一种或多种药剂变得部分地或完全地捕集在交联内,和/或与交联形成键。因此,部分地或完全地捕集的药剂花费较长时间从交联释放自身,从而延缓所述一种或多种药剂从所述一种或多种聚合物的释放速率。因此,药剂的量和/或药剂随时间从医疗装置释放的速率可至少部分地由所述一种或多种聚合物中的交联的量或程度来控制。
[0087] 在本发明的又一个和/或备选的方面中,多种聚合物可涂布在医疗装置上和/或用来形成医疗装置的至少一部分。由于多种原因可在医疗中使用所述一种或多种聚合物,例如但不限于:1)形成医疗装置的一部分,2)改善医疗装置的物理特性(例如,改善强度、改善耐久性、改善生物相容性、减少摩擦等),3)在医疗装置上的一个或多个表面结构上形成保护涂层,4)在医疗装置上至少部分地形成一个或多个表面结构,和/或5)至少部分地控制一种或多种药剂从医疗装置的释放速率。如可以理解的,所述一种或多种聚合物可具有在医疗装置上的其它或另外的用途。所述一种或多种聚合物可以是多孔的、无孔的、生物稳定的、可生物降解的(即,在体内溶解、降解、被吸收、或它们的任何组合)、和/或生物相容的。当医疗装置涂有一种或多种聚合物时,该聚合物可包括:1)无孔聚合物的一个或多个涂层;
2)一种或多种有孔聚合物和一种或多种无孔聚合物和组合的一个或多个涂层;3)一种或多种有孔聚合物的一个或多个涂层和一种或多种无孔聚合物的一个或多个涂层;4)有孔聚合物的一个或多个涂层;或5)选项1、2、3和4的一个或多个组合。聚合物层中的一者或多者的厚度可以相同或不同。当聚合物的一个或多个层被涂布在医疗装置的至少一部分上时,所述一个或多个涂层可通过多种技术施加,这些技术例如但不限于气相沉积和/或等离子沉积、喷涂、浸涂、辊涂、超声处理、雾化、刷涂和/或类似技术;然而,可以使用其它或另外的涂层技术。可涂布在医疗装置上和/或用来至少部分地形成医疗装置的所述一种或多种聚合物可以是:被认为是可生物降解的、可生物再吸收的或生物可侵蚀的聚合物;被认为是生物稳定的聚合物;和/或可以经改性得以生物可降解和/或生物可吸收的聚合物。被认为是可生物降解的、可生物再吸收的或生物可侵蚀的聚合物的非限制性示例包括但不限于:脂族聚酯;聚(乙醇酸)和/或其共聚物(例如,聚(三亚甲基碳酸酯乙交酯);聚(己内酯乙交酯);
聚(乳酸)和/或其异构体(例如,聚-L(乳酸)和/或聚-D乳酸)和/或其共聚物(例如,DL-
PLA),有和没有添加剂(例如,磷酸钙玻璃),和/或其它共聚物(例如,聚己内酯丙交酯、聚丙交酯乙交酯、聚乳酸乙二醇);聚乙二醇;聚乙二醇二丙烯酸酯;聚丙交酯;聚琥珀酸亚烷基酯;聚丁烯二乙醇酸酯;聚羟基丁酸酯(PHB);聚羟基戊酸酯(PHV);聚羟基丁酸酯/聚羟基戊酸酯共聚物(PHB/PHV);聚(羟基丁酸酯-共-戊酸酯);聚羟基脂肪酸
(polyhydroxyalkaoates)(PHA);聚己内酯;聚(己内酯-聚乙二醇)共聚物;聚戊内酯;聚酸酐;聚原酸酯和/或与聚酸酐的共混物;聚(酸酐-共-酰亚胺);聚碳酸酯(脂族);聚羟基酯;
聚对二氧环己酮;聚酸酐;聚酸酐酯;聚氰基丙烯酸酯;聚(烷基2-氰基丙烯酸酯);聚氨基酸;聚磷腈;聚丙烯延胡索酸酯;聚(丙烯延胡索酸酯-共-乙二醇);聚延胡索酸酯酸酐;纤维蛋白原;纤维蛋白;明胶;纤维素和/或纤维素衍生物和/或纤维素聚合物(例如,醋酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、丁酸纤维素、纤维素醚、硝酸纤维素、丙酸纤维素、赛璐玢);脱乙酰壳多糖和/或脱乙酰壳多糖衍生物(例如,脱乙酰壳多糖NOCC、脱乙酰壳多糖NOOC-G);海藻酸盐;多糖;淀粉;淀粉酶;胶原;聚羧酸;聚(乙基酯基-共-碳酸羧酸酯)(和/或其它酪氨酸衍生的聚碳酸酯);聚(亚胺基碳酸酯);聚(BPA-碳酸亚氨酯);聚(三亚甲基碳酸酯);聚(碳酸亚氨酯-聚酰胺)共聚物和/或其它假聚氨基酸;聚乙二醇;聚环氧乙烷;聚环氧乙烷/聚对苯二甲酸丁二酯共聚物;聚(ε-己内酯-二甲基三亚甲基碳酸酯);聚酰胺酯;聚氨基酸及其常规的合成聚合物;聚草酸亚烷基酯;聚烷基碳酸酯;聚己二酸酸酐;尼龙共聚酰胺;NO-羧甲基脱乙酰壳多糖NOCC);羧甲基纤维素;共聚(醚-酯)(例如,PEO/PLA葡聚糖);聚缩酮;可生物降解的聚醚;可生物降解的聚酯;聚二氢吡喃;聚缩肽;聚酯类(L-酪氨酸-衍生)和/或游离酸聚酯类;聚酰胺(例如,尼龙6-6、聚己内酰胺);聚(丙烯延胡索酸-共-乙二醇)(例如,延胡索酸酸酐);透明质酸酯;聚-对二氧杂环己酮;多肽和蛋白;聚磷酸酯;聚磷酸酯氨基甲酸酯;多糖;假-聚氨基酸;淀粉;三元共聚物;(乙交酯、丙交酯或二甲基三亚甲基碳酸酯的共聚物);人造丝;人造丝三醋酸酯;胶乳;和/或以上的共聚物、共混物和/或复合物。被认为生物稳定的聚合物的非限制性示例包括但不限于:聚对二甲苯;聚对二甲苯c;聚对二甲苯f;
聚对二甲苯n;聚对二甲苯衍生物;来酸酐聚合物;磷酰胆碱;聚异丁烯酸正丁酯(PBMA);
聚乙烯-聚乙酸乙烯酯共聚物(PEVA);PBMA/PEVA共混物或共聚物;聚四氟乙烯 和
衍生物;聚对苯二甲酰对苯二胺 聚醚醚酮(PEEK);聚(苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙
烯)(TransluteTM);四甲基二氧烷(侧链或共聚物);聚酰亚胺多硫化物;聚对苯二甲酸乙二酯;聚甲基丙烯酸甲酯;聚乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物;苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS);苯乙烯丙烯腈(SAN);丙烯酸类聚合物和/或共聚物(例如,丙烯酸正丁酯、异丁烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-羟基丙基酯、聚羟乙基、甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物);糖胺聚糖;醇酸树脂;弹性蛋白;聚醚砜;环氧树脂;聚甲;聚烯;硅酮聚合物;甲烷聚合物;聚异丁烯;乙烯-α烯烃共聚物;聚乙烯;聚丙烯腈;氟代硅氧烷;聚环氧丙烷;芳族聚乙烯(例如,聚苯乙烯);聚乙烯醚(例如,聚乙烯甲醚);聚乙烯酮;聚亚乙烯基卤化物(例如,聚偏二氟乙烯、聚偏二氯乙烯);
聚乙烯基吡咯烷酮;聚乙烯基吡咯烷酮/醋酸乙烯基酯共聚物;聚乙烯基吡啶α1-蛋白酶抑制剂或丝-弹性蛋白聚合物(SELP);硅酮;硅橡胶;聚氨酯(聚碳酸酯聚氨酯、硅酮氨基甲酸乙酯聚合物)(例如,chronoflex类、bionate类);乙烯基卤化物聚合物和/或共聚物(例如,聚氯乙烯);聚丙烯酸;丙烯酸亚乙酯共聚物;乙烯-醋酸乙烯共聚物;聚乙烯醇;聚羟基烷基甲基丙烯酸酯;聚乙烯酯(例如,聚醋酸乙烯酯);和/或以上的共聚物、共混物和/或复合物。
可通过改性而生物可降解和/或生物可吸收的聚合物的非限制性示例包括但不限于:透明质酸(hyanluron);聚碳酸酯;聚原碳酸酯;乙烯单体的共聚物;聚缩醛;生物可降解的聚氨酯;聚丙烯酰胺;多异氰酸酯;聚酰胺;和/或以上的共聚物、共混物和/或复合物。如可以理解的,可以使用以上列举的聚合物中的一种或多种的其它和/或附加的聚合物和/或衍生
物。所述一种或多种聚合物可通过多种机制涂布在医疗装置上,例如但不限于喷涂(例如,雾化喷涂技术等)、浸涂、辊涂、超声处理、刷涂、等离子沉积和/或通过气相沉积进行的沉积。每个聚合物层的厚度大体上为至少约0.01μm,并且大体上小于约150μm;然而,可以使用其它厚度。在一个非限制性实施例中,聚合物层和/或药剂的层的厚度为约0.02-75μm,更特别地约0.05-50μm,并且甚至更特别地约1-30μm。如可以理解的,可以使用其它厚度。在一个非限制性实施例中,医疗装置包括和/或涂有聚对二甲苯、PLGA、POE、PGA、PLLA、PAA、PEG、脱乙酰壳多糖和/或这些聚合物中的一种或多种的衍生物。在另一个和/或备选的非限制性实施例中,医疗装置包括和/或涂有无孔聚合物,其包括但不限于聚酰胺、聚对二甲苯C、聚对二甲苯N和/或聚对二甲苯衍生物。在又一个和/或备选的非限制性实施例中,医疗装置包括和/或涂有聚环氧乙烷、聚乙二醇、和聚环氧丙烷、硅酮、甲烷、四氟乙烯的聚合物(包括TEFLON牌聚合物)、四甲基二硅氧烷等。
[0088] 在本发明的另一个和/或备选的非限制性方面中,当包括和/或涂有一种或多种药剂时,医疗装置可包括和/或可涂有在医疗装置的不同区域中相同或不同的和/或在医疗装置的不同区域中具有不同量和/或浓度的一种或多种药剂。例如,医疗装置可以:1)在医疗装置的至少一部分上涂有和/或包括一种或多种生物制剂,并且医疗器械的至少另一部分没有涂布药剂和/或包括药剂;2)在医疗装置的至少一部分上涂有和/或包括一种或多种生物制剂,其不同于在医疗装置的至少另一部分上的一种或多种生物制剂;3)在医疗装置的至少一部分上涂有和/或包括一种或多种生物制剂,其浓度不同于在医疗装置至少另一部分上的一种或多种生物制剂的浓度;等。
[0089] 在本发明的又一个和/或备选的非限制性方面中,医疗装置的一个或多个表面可经处理以实现涂布在该医疗装置上的所述一种或多种药剂和一种或多种聚合物的所需的
涂层特性。这样的表面处理技术包括但不限于清洗、打磨、修平、蚀刻(化学蚀刻、等离子蚀刻等)等。当采用蚀刻工艺时,可以采用各种气体用于这样的表面处理过程,例如但不局限于二氧化碳、氮气、氧气、 氦气、氢气等。等离子蚀刻工艺可用来清洁医疗装置的
表面、改变医疗装置的表面特性以便影响医疗装置表面的粘附特性、润滑特性等。如可以理解的,在将一种或多种药剂和/或聚合物涂布在医疗装置的表面上之前可以使用其它或附加的表面处理工艺。在一个非限制性制造过程中,医疗装置的一个或多个部分被清洁和/或等离子蚀刻;然而,这不是必需的。等离子蚀刻可用来清洁医疗装置的表面,和/或在医疗装置上形成一个或多个的非平滑表面以有利于一个或多个药剂涂层和/或一个或多个聚合物涂层在医疗装置上的粘附。等离子蚀刻的气体可包括二氧化碳和/或其它气体。一旦医疗装置的一个或多个表面区域已被处理,聚合物和/或药剂的一个或多个涂层即可施加到医疗装置的一个或多个区域。例如,1)可以在医疗装置的外表面和/或内表面上涂布一个或多个多孔或无孔聚合物层;2)可以在医疗装置的外表面和/或内表面上涂布一个或多个药剂层;
或者3)可以在医疗装置的外表面和/或内表面上涂布包括一种或多种药剂的一个或多个多孔或无孔聚合物层。所述一个或多个药剂层可通过多种技术(例如,浸涂、辊涂、刷涂、喷涂、颗粒雾化等)施加到医疗装置。一种非限制性涂布技术是通过声波薄雾涂布过程,其中,超声波用来破碎药剂液滴并形成非常细小的液滴的薄雾。这些细小液滴具有约0.1-3微米的平均液滴直径。细小液滴的薄雾有利于形成均匀的涂层厚度,并可增加在医疗装置上的覆盖面积。
[0090] 在本发明的还有另一个和/或备选的非限制性方面中,医疗装置的一个或多个部分可以:1)包括相同或不同的药剂;2)包括相同量或不同量的一种或多种药剂;3)包括相同或不同的聚合物涂层;4)包括一个或多个聚合物涂层的相同或不同的涂层厚度;5)使医疗装置的一个或多个部分可控地释放和/或不可控地释放一种或多种药剂;和/或6)使医疗装置的一个或多个部分可控地释放一种或多种药剂并且使医疗装置的一个或多个部分不可
控地释放一种或多种药剂。
[0091] 在本发明的再一个和/或备选的非限制性方面中,医疗装置可包括有利于使医疗装置能够在身体通道中适当地定位的标记材料。标记材料典型地设计成对电磁波(例如,X-射线、微波、可见光、红外波、紫外波等);声波(例如,超声波等);磁波(例如,MRI等);和/或其它类型的电磁波(例如,微波、可见光、红外波、紫外波等)是可见的。在一个非限制性实施例中,标记材料对X-射线是可见的(即,射线不可透)。标记材料可形成医疗装置的全部或一部分和/或涂布在医疗装置的一个或多个部分(扩口部分和/或本体部分;在医疗装置的端部;在本体部分和扩口部分的过渡处或附近等)上。标记材料的位置可以在医疗装置上的一个或多个位置上。包括标记材料的一个或多个区域的尺寸可以相同或不同。标记材料可以按限定的距离相互间隔以便在医疗装置上形成斑点状的标尺以有利于医疗装置在身体通
道中的定位。标记材料可以是刚性或柔性材料。标记材料可以是生物稳定的或可生物降解的材料。当标记材料为刚性材料时,标记材料通常由金属材料(例如,金属带、金属镀层等)形成;然而,可以使用其它或附加的材料。至少部分地形成医疗装置的金属可起到标记材料的作用;然而,这不是必需的。当标记材料是柔性材料时,标记材料通常由一种或多种聚合物形成,该聚合物自身是标记材料和/或包括一种或多种金属粉末和/或金属化合物。在一个非限制性实施例中,柔性标记材料包括与聚对二甲苯、PLGA、POE、PGA、PLLA、PAA、PEG、脱乙酰壳多糖和/或这些聚合物中的一种或多种的衍生物结合的一种或多种金属粉末。在另一个和/或备选的非限制性实施例中,柔性标记材料包括、钡、铋、钴、铜、铬、金、铁、不锈钢、钛、钒、镍、锆、铌、铅、钼、铂、钇、钙、稀土金属、铼、锌、银、衰竭的放射性元素、钽和/或钨中的一种或多种金属和/或金属粉末;和/或它们的化合物。标记材料可涂有聚合物保护材料;然而,这不是必需的。当标记材料涂有聚合物保护材料时,聚合物涂层可用于:1)至少部分地将标记材料与体液隔离;2)有利于标记材料保持在医疗装置上;3)在医疗程序期间至少部分地保护标记材料免受损害;和/或4)在医疗装置上提供所需的表面轮廓。如可以理解的,聚合物涂层可具有其它或另外的用途。聚合物保护涂层可以是生物稳定的聚合物或可生物降解的聚合物(例如,降解和/或被吸收)。当使用时,保护涂层聚合物材料的涂层厚度典型地小于约300微米;然而,可以使用其它厚度。在一个非限制性实施例中,保护涂层材料包括聚对二甲苯、PLGA、POE、PGA、PLLA、PAA、PEG、脱乙酰壳多糖和/或这些聚合物中的一种或多种的衍生物。
[0092] 在本发明的另一个和/或备选的非限制性方面中,医疗装置或医疗装置的一个或多个区域可以通过利用一种或多种微机电制造(MEMS)技术(例如,微机加工、激光微机加工、激光微机加工、微模制等)来构造;然而,可以使用其它或另外的制造技术。
[0093] 医疗装置可包括一个或多个表面结构(例如,孔、通道、凹坑、肋、狭槽、凹口、凸、齿、针、阱、洞、凹槽等)。这些结构可至少部分地通过MEMS(例如,微机加工等)技术和/或其它类型的技术来形成。
[0094] 医疗装置可包括在医疗装置的表面上的一个或多个微结构(例如,微针、微孔、微圆柱体、微锥体、微棱锥、微管、微平行六面体、微棱柱、微半球、齿、肋、脊、棘齿、铰链、拉链、类似于束线带的结构等)。如本文所定义的,微结构是具有不超过约2mm、并且典型地不超过约1mm的至少一个尺寸(例如,平均宽度、平均直径、平均高度、平均长度、平均深度等)的结构。如可以理解的,当包括一个或多个表面结构时,医疗装置的1)所有表面结构都可以是微结构,2)所有表面结构都可以是非微结构,或者3)表面结构的一部分可以是微结构,并且一部分可以是非微结构。可形成于医疗装置上的结构的非限制性示例在美国专利公开第2004/0093076号和第2004/0093077号中示出,这些专利以引用方式并入本文中。通常,微结构在形成时从外表面延伸或延伸进入外表面不超过约400微米,并且更典型地小于约300微米,并且更典型地约15-250微米;然而,可以使用其它尺寸。可以将微结构聚集在一起或者分配遍及医疗装置的表面。可以采用类似形状和/或尺寸的微结构和/或表面结构,或者可以采用不同形状和/或尺寸的微结构。当一个或多个表面结构和/或微结构设计成从医疗装置的表面延伸时,所述一个或多个表面结构和/或微结构可在伸出位置中形成和/或设计为以便在将医疗装置部署在治疗区域期间和/或之后从医疗装置延伸。微结构和/或表面结构可设计成包含和/或流体地连接到通道、腔体等;然而,这不是必需的。一旦将医疗装置定位在患者上和/或患者中,所述一个或多个表面结构和/或微结构可用来接合和/或穿透周围组织或器官;然而,这不是必需的。所述一个或多个表面结构和/或微结构可用来有利于形成、保持医疗装置的形状(即,参见美国专利公开第2004/0093076号和第2004/0093077号中的装置)。所述一个或多个表面结构和/或微结构可至少部分地通过MEMS(例如,微机加工、激光微机加工、微模制等)技术形成;然而,这不是必需的。在一个非限制性实施例中,所述一个或多个表面结构和/或微结构可至少部分地由药剂形成和/或由聚合物形成。表面结构和/或微结构中的一者或多者可包括一个或多个内部通道,其可包括一种或多种材料(例
如,药剂、聚合物等);然而,这不是必需的。所述一个或多个表面结构和/或微结构可通过多种过程(例如,机加工、化学改性、化学反应、MEMS(例如,微机加工等)、蚀刻、激光切割等)形成。医疗装置的所述一个或多个涂层和/或一个或多个表面结构和/或微结构可用于多种目的,例如但不限于:1)增加一种或多种药剂、粘合剂、标记材料和/或聚合物到医疗装置的结合和/或粘附;2)改变医疗装置的外观或表面特性;和/或3)控制一种或多种药剂的释放速率。所述一个或多个微结构和/或表面结构可以是生物稳定的、可生物降解的等。至少部分地通过MEMS技术形成的医疗装置的一个或多个区域可以是生物稳定的、可生物降解的等。
医疗装置或医疗装置的一个或多个区域可以用保护材料至少部分地覆盖和/或填充,以便至少部分地保护医疗装置的一个或多个区域、和/或医疗装置上的一个或多个微结构和/或表面结构免受损害。
[0095] 医疗装置的一个或多个区域、和/或医疗装置上的一个或多个微结构和/或表面结构可能在以下情况下遭受损害,即当医疗装置:1)被封装和/或储存时;2)被打开包装时;3)连接到和/或以其它方式固定和/或放置在另一个医疗装置上时;4)被插入治疗区域时;5)由用户操作时;和/或6)在一个或多个微结构和/或表面结构与身体通道内的流体之间形成屏障时。如可以理解的,医疗装置可通过其它或另外的方式遭受损害。保护材料可用来保护医疗装置和一个或多个微结构和/或表面结构不受这样的损害。保护材料可包括上文此前识别的一种或多种聚合物。保护材料可以是1)生物稳定的和/或可生物降解的和/或2)多孔的和/或无孔的。
[0096] 在一个非限制性设计中,聚合物为至少部分地可生物降解的,以便在医疗装置已至少部分地插入治疗区域之后使一个或多个微结构和/或表面结构至少部分地暴露于环境。在另一个和/或附加的非限制性设计中,该保护材料包括但不限于糖(例如,葡萄糖、果糖、蔗糖等)、碳水化合物、盐(例如,NaCl等)、聚对二甲苯、PLGA、POE、PGA、PLLA、PAA、PEG、脱乙酰壳多糖和/或这些材料中的一种或多种的衍生物;然而,可以使用其它和/或另外的材料。在又一个和/或附加的非限制性设计中,该保护材料的厚度总体上小于约300微米、并且典型地小于约150微米;然而,可以使用其它厚度。该保护材料可通过本文此前所述的一种或多种机制涂布。
[0097] 在本发明的还有另一个和/或备选的非限制性方面中,医疗装置可包括和/或用于物理阻碍物。物理阻碍物可包括但不限于粘合剂、护套、磁体、带材、丝、线丝等。物理阻碍物可用来1)将医疗装置的一个或多个区域物理地保持在特定形式或轮廓;2)将医疗装置物理地保持在特定部署装置上;3)保护医疗装置上的一个或多个表面结构和/或微结构;和/或4)在医疗装置上的一个或多个表面区域、表面结构和/或微结构与身体通道中的流体之间形成屏障。如可以理解的,物理阻碍物可具有其它和/或另外的功能。物理阻碍物通常为可生物降解的材料;然而,可以使用生物稳定的材料。物理阻碍物可设计成经受医疗装置的消毒;然而,这不是必需的。物理阻碍物可施加到、包括在一个或多个医疗装置中和/或与一个或多个医疗装置结合使用。附加地或备选地,物理阻碍物可设计成与医疗装置一起使用和/或结合使用有限的时间段,然后1)在医疗装置已部分地或完全地部署之后从医疗装置脱开和/或2)在医疗装置已部分地或完全地部署之后溶解和/或降解;然而,这不是必需的。附加地或备选地,物理阻碍物可被设计和配制成临时用于医疗装置,以有利于部署医疗装置;然而,这不是必需的。在物理阻碍物的一个非限制性用途中,物理阻碍物被设计或配制成将医疗装置至少部分地固定到另一个装置,该另一个装置用来将医疗装置至少部分地输送至一位置以用于治疗。在物理阻碍物的另一个和/或备选的非限制性用途中,物理阻碍物设计或配制成将医疗装置至少部分地保持在特定形状或形式,直到医疗装置被至少部分地定位在治疗位置中。在物理阻碍物的又一个和/或备选的非限制性用途中,物理阻碍物被设计或配制成将一种类型的医疗装置至少部分地保持和/或固定到另一种类型的医疗器械或装置,直到医疗装置被至少部分地定位在治疗位置中。物理阻碍物可另外或备选地设计和配制成与医疗装置一起使用,以有利于医疗装置的使用。在物理阻碍物的一个非限制性用途中,当呈粘合剂形式时,物理阻碍物可配制成将医疗装置至少部分地固定到治疗区域,以便有利于将医疗装置保持在治疗区域。例如,物理阻碍物可在这样的用途中使用,以有利于将医疗装置保持在治疗区域上或治疗区域处,直到医疗装置通过缝合线、缝线、螺钉、针、杆等正确地固定到治疗区域;然而,这不是必需的。附加地或备选地,物理阻碍物可用来有利于将医疗装置保持在治疗区域上或治疗区域处,直到医疗装置已部分地或完全地实现其目的。物理阻碍物通常为生物相容性材料,以免在正确地使用时造成非预期的不利影响。物理阻碍物可以是生物稳定的或可生物降解的(例如,降解和/或被吸收等)。当物理阻碍物包括或具有一种或多种粘合剂时,所述一种或多种粘合剂可通过但不限于喷涂(例如,雾化喷涂技术等)、浸涂、辊涂、超声处理、刷涂、等离子沉积、和/或通过气相沉积而沉积、刷涂、油漆等)在医疗装置上而施加到医疗装置。物理阻碍物可另外或备选地形成医疗装置的至少一部分。
医疗装置的一个或多个区域和/或表面可另外或备选地包括物理阻碍物。物理阻碍物可包括一种或多种生物药剂和/或其它材料(例如,标记材料、聚合物等);然而,这不是必需的。
当物理阻碍物为或包括粘合剂时,粘合剂可配制成可控制地释放粘合剂中的一种或多种生物药剂和/或涂布在医疗装置上和/或包含在医疗装置内;然而,这不是必需的。粘合剂可另外或备选地通过形成到这样的生物药剂的可渗透或不可渗透屏障而控制位于医疗装置上
和/或包含在医疗装置中的一种或多种生物药剂的释放;然而,这不是必需的。粘合剂可包括一种或多种聚合物和/或与一种或多种聚合物混合;然而,这不是必需的。所述一种或多种聚合物可用来:1)控制由所述粘合剂提供的粘附的时间;2)控制粘合剂的降解的速率;
和/或3)控制一种或多种生物药剂从粘合剂释放和/或扩散或渗透通过粘合剂层的速率;然而,这不是必需的。当物理阻碍物包括护套时,护套可设计成部分或完全地环绕医疗装置。
护套可设计成在医疗装置被部署到治疗区域之后从医疗装置物理地移除;然而,这不是必需的。护套可由可生物降解的材料形成,该材料随时间推移至少部分地降解,以至少部分地暴露医疗装置的一个或多个表面区域、微结构和/或表面结构;然而,这不是必需的。护套可包括和/或至少部分地涂有一种或多种生物药剂。护套包括一种或多种聚合物;然而,这不是必需的。所述一种或多种聚合物可用于多种目的,例如但不限于:1)形成护套的一部分;
2)改善护套的物理特性(例如,改善强度、改善耐久性、改善生物相容性、减小摩擦等);和/或3)至少部分地控制一种或多种生物药剂从护套的释放速率。如可以理解的,所述一种或多种聚合物可具有在护套上的其它或另外的用途。
[0098] 在本发明的另一个和/或备选的非限制性方面中,医疗装置可包括双稳定构造。在这样的设计中,医疗装置具有两种或更多种稳定构型,包括具有第一横截面形状的第一稳定构型和具有第二横截面形状的第二稳定构型。医疗装置的全部或一部分可包括双稳定构造。双稳定构造可导致医疗装置的形状的大体上均匀的变化,或者医疗装置的一部分可变成一种或多种构型,并且医疗装置的一个或多个其它部分可变成一种或多种其它构型。
[0099] 在本发明的又一个和/或备选的方面中,医疗装置可以是可膨胀装置,该装置可通过使用一些其它装置(例如,囊体等)膨胀和/或为自膨胀的。可膨胀的医疗装置可由这样的材料制成:该材料不具有或基本上不具有形状记忆特性,或者可由具有形状记忆特性的材料部分地制成。通常,当使用一种或多种形状记忆材料时,形状记忆材料组合物被选择成使得形状记忆材料在低温下(例如,体温以下)保持在未膨胀构型;然而,这不是必需的。当形状记忆材料被加热(例如,至体温)时,可膨胀的本体部段可设计成膨胀以将医疗装置至少部分地密封和固定在身体通道或其它区域中;然而,这不是必需的。
[0100] 在本发明的又一个和/或备选的非限制性方面中,医疗装置可与不在医疗装置上的一种或多种其它生物药剂结合使用。例如,可通过经口腔灌输、注射或服用一种或多种生物药剂而促进医疗装置的成功。这样的生物药剂可以与在医疗装置上和/或医疗装置中的所述一种或多种生物药剂相同和/或不同。在医疗装置已插入治疗区域中之后,常用于在诸如全身治疗的医疗手术之后的患者的全身治疗中的一种或多种生物药剂的这种使用可通
过使用新型合金而减少或消除。虽然本发明的医疗装置可设计成减少或消除对在医疗装置已插入治疗区域中之后长时间的全身治疗的需求,但一种或多种生物药剂的用途可结合医疗装置使用以促进医疗装置的成功和/或减少或防止一种或多种生物问题(例如,医疗装置等的感染、排异)的发生。例如,可以使用用于口服和/或用于其它类型的给药的生物药剂的固体剂型(例如,栓剂等)。这样的固体形式可包括但不限于胶囊、片剂、泡腾片、咀嚼片、药丸、粉末、小药囊、颗粒剂和凝胶。胶囊、片剂、泡腾片、咀嚼片、药丸等的固体形式可具有多种形状,例如但不限于球形、立方形、圆柱形、棱锥形等。在这样的固体剂型中,一种或多种生物药剂可与例如但不限于蔗糖、乳糖或淀粉的至少一种填充材料掺混;然而,这不是必需的。这样的剂型可包括附加的物质,例如但不限于惰性稀释剂(例如,润滑剂等)。当使用胶囊剂、片剂、泡腾片或药丸时,剂型也可包括缓冲剂;然而,这不是必需的。软明胶胶囊可被制备成包含所述一种或多种生物药剂与植物油或其它类型的油结合的混合物;然而,这不是必需的。硬明胶胶囊可包含所述一种或多种生物药剂与例如但不限于乳糖、马铃薯淀粉、玉米淀粉、明胶的纤维素衍生物等的固体载体结合的颗粒剂;然而,这不是必需的。片剂和药丸可制备成具有肠溶包衣,以用于额外时间的释放特性;然而,这不是必需的。用于口服的所述一种或多种生物药剂的液体剂型可包括药用的乳状液、溶液、悬浮液、浆料、酏剂等;
然而,这不是必需的。在一个非限制性实施例中,当一种或多种生物药剂的至少一部分被插入治疗区域中(例如,凝胶形式、糊剂形式等)和/或经口腔提供(例如,药丸、胶囊等)和/或经肛门提供(栓剂等)时,生物药剂中的一者或多者可以被可控制地释放;然而,这不是必需的。在一个非限制性示例中,一种或多种生物药剂可以以固体剂型提供给患者,并且这样的生物药剂中的一者或多者可以从这样的固体剂型可控制地释放。在另一个和/或备选的非限制性示例中,在将医疗装置插入治疗区域中之前、期间和/或之后,将曲匹地尔、曲匹地尔衍生物、紫杉酚、紫杉酚衍生物、细胞松弛素、细胞松弛素衍生物、紫杉醇、紫杉醇衍生物、雷帕霉素、雷帕霉素衍生物、5-苯基甲硫咪唑、5-苯基甲硫咪唑衍生物、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、GM-CSF衍生物、或它们的组合提供给患者。如可以理解的,可以使用其它或另外的生物药剂。
[0101] 可能希望某些类型的生物药剂在被治疗区域中存在延长的时间段,以便利用该生物药剂的全部或几乎全部临床潜力。例如,曲匹地尔和/或曲匹地尔衍生物是具有许多临床属性的化合物,这些临床属性包括但不限于抗血小板效应、抑制平滑肌细胞和单核细胞、成纤维细胞增殖和增加MAPK-1,这继而使激酶、血管扩张药等失活。这些属性可以有效地促进已插入治疗区域处的医疗装置的成功。在一些情况中,曲匹地尔和/或曲匹地尔衍生物的这些积极效果需要在治疗区域中延长,以便实现完全的临床能力。曲匹地尔和/或曲匹地尔衍生物具有约2-4小时的体内半衰期和48小时的肝清除率。为了利用曲匹地尔和/或曲匹地尔衍生物的充分的临床潜力,曲匹地尔和/或曲匹地尔衍生物应在延长的时间段内不间断地被代谢;然而,这不是必需的。通过将曲匹地尔和/或曲匹地尔衍生物插入固体剂型中,曲匹地尔和/或曲匹地尔衍生物可在延长的时间段内以受控方式在患者体内释放,以实现曲匹地尔和/或曲匹地尔衍生物的完全或几乎完全临床能力。
[0102] 在另一个和/或备选的非限制性示例中,一种或多种生物药剂被至少部分地包封在一种或多种聚合物中。所述一种或多种聚合物可以是可生物降解的、不可生物降解的、多孔的和/或无孔的。当所述一种或多种聚合物为可生物降解的时,所述一种或多种可生物降解的聚合物的降解速率可用来至少部分地控制一种或多种生物药剂随时间而释放到身体
通道和/或身体的其它部分中的速率。所述一种或多种生物药剂可被至少部分地包封有不同的聚合物涂层厚度、不同数目的涂层、和/或不同的聚合物,以改变一种或多种生物药剂在身体通道和/或身体的其它部分中随时间而释放的速率。聚合物降解的速率主要取决于以下因素:1)聚合物的水渗透性和溶解度;2)聚合物和/或生物药剂的化学组成;3)聚合物的水解机制;4)包封在聚合物内的生物药剂;5)聚合物的尺寸、形状和表面体积;6)聚合物的孔隙度;7)聚合物的分子量;8)聚合物的交联程度;9)在聚合物和生物药剂之间的化学键合的程度;和/或10)聚合物和/或生物药剂的结构。如可以理解的,其它因素也可影响聚合物的降解速率。当所述一种或多种聚合物为生物稳定的时,所述一种或多种生物药剂从生物稳定的聚合物释放的速率取决于以下因素:1)聚合物的孔隙度;2)生物药剂通过聚合物的生物扩散速率;3)聚合物中交联的程度;4)在聚合物和生物药剂之间的化学键合的程度;
5)聚合物和/或生物药剂的化学组成;6)包封在聚合物中的生物药剂;7)聚合物的尺寸、形状和表面体积;和/或8)聚合物和/或生物药剂的结构。如可以理解的,其它因素也可影响所述一种或多种生物药剂从生物稳定的聚合物的释放的速率。也可使用许多不同的聚合物,例如但不限于脂族聚酯化合物(例如,PLA(即,聚(D,L-乳酸)、聚(L-乳酸))、PLGA(即,聚(丙交酯-共-配醣)等)、POE、PEG、PLLA、聚对二甲苯、脱乙酰壳多糖和/或其衍生物。如可以理解的,所述至少部分地包封的生物药剂可通过除了口腔引入之外的手段引入患者体内,这些手段例如但不限于通过注射、局部施用、静脉内、滴眼剂、鼻喷剂、外科手术插入、栓剂、关节内、眼内、鼻内、皮内、舌下、膀胱内、鞘内、腹腔内、颅内、肌内、皮下、在特定部位直接地等类似手段引入。
[0103] 在本发明的另一个和/或备选的非限制性方面中,用来至少部分地形成医疗装置的新型合金初始地形成为坯料、杆、管等,然后通过一种或多种精修过程精修为最终形式。
金属合金坯料、杆、管等可通过多种技术形成,例如但不限于:1)使所述金属合金和/或形成所述金属合金的金属熔融(例如,真空电弧熔融等),然后将所述金属合金挤出和/或浇铸成坯料、杆、管等;2)使所述金属合金和/或形成所述金属合金的金属熔融,形成金属条,然后将条轧制焊接成坯料、杆、管等;或者3)使所述金属合金的金属粉末和/或形成所述金属合金的金属的金属粉末固结为坯料、杆、管等。当所述金属合金形成为坯料时,坯料的形状和尺寸为非限制性的。当所述金属合金形成为杆或管时,杆或管大体上具有约48英寸或更小的长度;然而,可以形成更长的长度。在一个非限制性布置中,杆或管的长度为约8-20英寸。杆或管的平均外径大体上小于约2英寸(即,小于约3.14平方英寸的横截面积),更典型地小于约1英寸的外径,并且甚至更典型地不超过约0.5英寸的外径;然而,可以形成更大的杆或管直径尺寸。在管的一个非限制性构型中,管具有约0.31英寸加或减约0.002英寸的内径和约0.5英寸加或减约0.002英寸的外径。管的壁厚为约0.095英寸加或减约0.002英寸。
如可以理解的,这仅是可形成的许多不同尺寸的管的一个示例。在一个非限制性过程中,坯料、杆、管等可由金属或金属合金的一个或多个铸锭形成。在一个非限制性过程中,电弧熔融过程(例如,真空电弧熔融过程等)可用来形成坯料、杆、管等。在另一个非限制性过程中,铼粉末和钼粉末、钨和钽粉末、钴和铬粉末可被放置在坩埚(例如,二氧化硅坩埚等)中并在受控气氛(例如,真空环境、一氧化碳环境、氢气和氩气环境、氦气、氩气等)中通过感应熔炼炉加热以形成坯料、杆、管等。如可以理解的,其它金属颗粒可用来形成其它金属合金。可以理解,其它或另外的过程可用来形成坯料、杆、管等。当要形成金属合金的管时,可在挤出过程期间使用紧密配合的杆以形成管;然而,这不是必需的。在另一个和/或附加的非限制性的过程中,所述金属合金的管可由金属合金的条或片材形成。通过轧制片材或条的边缘,然后将片材或条的边缘焊接在一起,可将金属合金的条或片材形成为管。片材或条的边缘的焊接可通过若干种方式来实现,这些方式例如但不限于:a)将边缘保持在一起,然后将边缘在真空中用电子束焊接在一起;b)将金属合金的薄条定位在待焊接的经轧制的条或片材的边缘上方和/或下方,然后将所述一个或多个条沿着经轧制的条或片材边缘焊接,然后磨掉外部条;或者c)将经轧制的片材或条的边缘在真空、氧气减少气氛或惰性气氛中激光焊接
在又一个和/或附加的非限制性过程中,所述金属合金的坯料、杆、管等通过固结金属粉末而形成。在该过程中,钼和铼、钨和钽、钴铬的细小颗粒与任何添加剂一起混合以形成颗粒的均一化的共混物。如可以理解的,其它金属颗粒可用来形成其它金属合金。通常,金属粉末的平均粒度小于约200目(例如,小于74微米)。更大的平均粒度会影响金属粉末的正确混合和/或不利地影响由金属粉末形成的坯料、杆、管等的一个或多个物理特性。在一个非限制性实施例中,金属粉末的平均粒度小于约230目(例如,小于63微米)。在另一个和/或备选的非限制性实施例中,金属粉末的平均粒度为约2-63微米,并且更特别地约5-40微米。如可以理解的,可以使用更小的平均粒度。金属粉末的纯度应被选择为使得金属粉末包含非常低含量的碳、氧和氮。通常,钼金属粉末的碳含量小于约100ppm,钼金属粉末的氧含量小于约50ppm,并且钼金属粉末的氮含量小于约20ppm。通常,铼金属粉末的碳含量小于约
100ppm,铼金属粉末的氧含量小于约50ppm,并且铼金属粉末的氮含量小于约20ppm。通常,具有至少99.9和更典型地至少约99.95的纯度等级的金属粉末应用来获得钼和铼的粉末的所需纯度。类似的纯度在形成钨和钽合金时对于钨和钽是期望的,或者在形成钴铬合金时对于钴和铬是期望的。当钛、钇、锆、和/或一些金属添加剂粉末被添加到金属粉末混合物中时,通常应最大限度减小碳、氧和氮在粉末中的量。通常,具有至少99.8和更典型地至少约
99.9的纯度等级的金属粉末应用来获得任何金属添加剂的粉末的所需纯度。然后将金属粉末的共混物压制在一起以将所述金属合金的固态溶液形成为坯料、杆、管等。通常,压制过程通过等静压制过程进行(即,在金属粉末上施加来自各个侧面的均匀的压力);然而,可以使用其它过程。当金属粉末被等静压地压制在一起时,冷等静压制(CIP)通常用来固结金属粉末;然而,这不是必需的。压制过程可在惰性气氛、氧气减少气氛(例如,氢气、氩气和氢气混合物等)中和/或在真空下执行;然而,这不是必需的。通过将金属粉末压制在一起而实现的坯料、杆、管等的平均密度为坯料、杆、管等的最终平均密度的约80-90%或者所述金属合金的最小理论密度的约70-96%。通常使用至少约300MPa的压制压力。一般来讲,压制压力为约400-700MPa;然而,可以使用其它压力。在金属粉末被压制在一起之后,经压制的金属粉末在高温(例如,2000-3000℃)下烧结以将金属粉末熔合在一起而形成坯料、杆、管等。经固结的金属粉末的烧结可在氧气减少气氛(例如,氦气、氩气、氢气、氩气和氢气混合物等)中和/或在真空下执行;然而,这不是必需的。在高烧结温度下,高氢气气氛将减少在形成的坯料、杆、管等中的碳和氧两者的量。经烧结的金属粉末通常具有所述金属合金的最小理论密度的约90-99%的烧结后平均密度。通常,经烧结的坯料、杆、管等具有至少约8gm/cc、并且典型地至少约8.3gm/cc的最终平均密度,并且可以高达或大于约16gm/cc。经形成的坯料、杆、管等的密度通常将取决于用来形成坯料、杆、管等的金属合金的类型。
[0104] 在本发明的又一个和/或备选的非限制性方面中,当金属合金的实心杆形成时,在减小杆的外部横截面积或直径之前,杆接着被形成为管。杆可通过多种过程形成为管,这些过程例如但不限于切割或钻孔(例如,深钻孔等),或者通过切割(例如,EDM等)。形成于杆中的腔体或通道通常形成为完全穿过杆;然而,这不是必需的。
[0105] 在本发明的再一个和/或备选的非限制性方面中,在坯料、杆、管等已形成之后,坯料、杆、管等可经清洁和/或抛光;然而,这不是必需的。通常,坯料、杆、管等在经进一步加工之前被清洁和/或抛光;然而,这不是必需的。当金属合金的杆形成为管时,形成的管通常在进一步加工之前被清洁和/或抛光;然而,这不是必需的。当将坯料、杆、管等调整尺寸和/或退火时,经调整尺寸和/或退火的坯料、杆、管等通常在每个调整尺寸和/或退火过程之后或在一系列调整尺寸和/或退火过程之后清洁和/或抛光;然而,这不是必需的。坯料、杆、管等的清洁和/或抛光用来从坯料、杆、管等的表面移除杂质和/或污染物。杂质和污染物可在坯料、杆、管等的加工期间变得并入到所述金属合金中。杂质和污染物在坯料、杆、管等中的有害并入可导致在所述金属合金中非所需量的碳、氮和/或氧、和/或其它杂质。在金属合金中包括杂质和污染物可导致该金属合金的过早微裂纹和/或对该金属合金的一个或多个物理特性的不利影响(例如,拉伸伸长率减小,延展性增加,脆度增加等)。金属合金的清洁可通过多种技术实现,例如但不限于:1)使用溶剂(例如,丙酮、甲醇等)和利用Kimwipe或其它合适的毛巾擦拭金属合金;2)通过将金属合金至少部分地浸渍或浸没到溶剂中,然后超声清洁金属合金;和/或3)通过将金属合金至少部分地浸渍或浸没到酸洗溶液中。如可以理解的,金属合金可通过其它或另外的方式清洁。如果金属合金要被抛光,则金属合金通常通过使用抛光溶液来抛光,该抛光溶液通常包括酸性溶液;然而,这不是必需的。在一个非限制性示例中,抛光溶液包括硫酸;然而,可以使用其它或另外的酸。在一种非限制性抛光溶液中,抛光溶液可包括按体积计60-95%的硫酸和5-40%的去离子水(DI水)。通常,包括酸的抛光溶液在溶液制备期间和/或在抛光程序期间将增加温度。因此,抛光溶液通常在溶液制备期间和/或在抛光程序期间被搅拌和/或冷却。抛光溶液的温度典型地约20-100℃,并且典型地大于约25℃。一种可使用的非限制性抛光技术是电抛光技术。当使用电抛光技术时,在抛光过程期间,约2-30V、并且典型地约5-12V的电压被施加到坯料、杆、管等;然而,应当理解,可以使用其它电压。用来抛光金属合金的时间取决于坯料、杆、管等的尺寸和需要从坯料、杆、管等移除的材料的量两者。坯料、杆、管等可通过使用两步骤抛光过程来加工,其中,金属合金件被至少部分地浸入抛光溶液中达给定的时期(例如,0.1-15分钟等),冲洗(例如,DI水等)较短的时间段(例如,0.02-1分钟等),然后翻转并再次至少部分地浸入溶液中与第一时间相同或相似的时长;然而,这不是必需的。在用溶剂(例如,丙酮、甲醇等)冲洗之前,金属合金可被冲洗(例如,DI水等)一段时间(例如,0.01-5分钟等);然而,这不是必需的。金属合金可在洁净表面上被干燥(例如,暴露于大气环境、保持在惰性气体环境中等)。这些抛光程序可被重复,直到实现坯料、杆、管等的所需量的抛光。坯料、杆、管等可被均匀地电抛光或选择性地电抛光。当坯料、杆、管等被选择性地电抛光时,选择性的电抛光可用来获得坯料、杆、管等的不同的表面特性,和/或选择性地暴露坯料、杆、管等的一个或多个区域;然而,这不是必需的。
[0106] 在本发明的还有再一个和/或备选的非限制性方面中,坯料、杆、管等可被调整尺寸至医疗装置的所需尺寸。在一个非限制性实施例中,坯料、杆、管等的横截面积或直径在单个步骤中或通过一系列步骤被减小至最终坯料、杆、管等的尺寸。坯料、杆、管等的外部横截面积或直径的减小可通过无心磨削、车削、电抛光、拉拔过程、磨削、激光切割、剃刮、抛光、EDM切割等来实现。坯料、杆、管等的外部横截面积或直径大小可通过使用一种或多种拉拔过程来减小;然而,这不是必需的。在拉拔过程期间,应当注意不在坯料、杆、管等减小外部横截面积或直径期间在坯料、杆、管等中形成微裂纹。一般来讲,每次坯料、杆、管等被拉过减缩机构(例如,模具等)时,坯料、杆、管等的横截面积不应减小超过约25%。在一个非限制性过程步骤中,每次坯料、杆、管等被拉过减缩机构时,坯料、杆、管等的横截面积减小约0.1-20%。在另一个和/或备选的非限制性过程步骤中,每次坯料、杆、管等被拉过减缩机构时,坯料、杆、管等的横截面积减小约1-15%。在又一个和/或备选的非限制性过程步骤中,每次坯料、杆、管等被拉过减缩机构时,坯料、杆、管等的横截面积减小约2-15%。在再一个非限制性过程步骤中,每次坯料、杆、管等被拉过减缩机构时,坯料、杆、管等的横截面积减小约5-10%。在本发明的另一个和/或备选的非限制性实施例中,金属合金的坯料、杆、管等被拉过模具以减小坯料、杆、管等的横截面积。一般来讲,在将坯料、杆、管等拉过模具之前,坯料、杆、管等的一个端部缩小(锥缩),以便允许其被进给通过模具;然而,这不是必需的。
管拉拔过程通常为通过模具的冷拉拔过程或短芯棒拉拔过程。当使用冷拉拔或长芯棒拉拔过程时,润滑剂(例如,钼糊剂、油脂等)通常被涂布在坯料、杆、管等的外表面上,然后将坯料、杆、管等拉过模具。通常,在冷拉拔过程期间极少使用或不使用热量。在坯料、杆、管等已被拉过模具之后,坯料、杆、管等的外表面通常被用溶剂清洁,以移除润滑剂,从而限制并入金属合金中的杂质的量;然而,这不是必需的。该冷拉拔过程可重复若干次,直到获得坯料、杆、管等的所需的外部横截面积或直径、内部横截面积或直径和/或壁厚。短芯棒拉拔过程可另外或备选地用来对坯料、杆、管等定尺寸。短芯棒拉拔过程通常在拉拔过程期间不使用润滑剂。在坯料、杆、管等拉过模具之前和/或期间,短芯棒拉拔过程通常包括加热步骤以加热坯料、杆、管等。润滑剂的使用的消除可减小在拉拔过程期间杂质被引入金属合金中的发生率。在短芯棒拉拔过程期间,可通过使用真空环境、无氧环境(例如,氢气、氩气和氢气混合物、氮气、氮气和氢气等)或惰性环境来保护坯料、杆、管等免受氧气的损害。一种非限制性的保护环境包括氩气、氢气或氩气和氢气;然而,可以使用其它或另外的惰性气体。如上所述,坯料、杆、管等通常在每次拉拔过程之后被清洁,以从坯料、杆、管等的表面移除杂质和/或其它非所需的材料;然而,这不是必需的。通常,当坯料、杆、管等的温度增加至高于
500℃、且典型地高于450℃、并且更典型地高于400℃时,应将坯料、杆、管等与氧气和氮气隔绝;然而,这不是必需的。当坯料、杆、管等被加热至高于约400-500℃的温度时,坯料、杆、管等具有在氮气和氧气的存在下开始形成氮化物和/或氧化物的趋势。在这些更高温度的环境中,通常使用氢气环境、氩气和氢气环境等。当坯料、杆、管等在低于400-500℃的温度下进行拉拔时,坯料、杆、管等可暴露于空气且极少或没有不利影响;然而,惰性或略微还原性的环境为通常更期望的。
[0107] 在本发明的又一个和/或备选的非限制性方面中,坯料、杆、管等在拉拔过程期间可被氮化;然而,这不是必需的。在坯料、杆、管等上的氮化物层在拉拔过程期间可充当润滑表面,以有利于坯料、杆、管等的拉拔。坯料、杆、管等通常在氮气或氮气混合物(例如,97%的N-3%的H等)的存在下在至少约400℃的温度下被氮化至少约1分钟。在一个非限制性的氮化过程中,坯料、杆、管等在氮气或氮气-氢气混合物的存在下被加热至约400-800℃的温度达约1-30分钟。在本发明的一个非限制性实施例中,坯料、杆、管等的表面在坯料、杆、管等的至少一个拉拔步骤之前被氮化。在该实施例的一个非限制性方面中,坯料、杆、管等的表面在多个拉拔步骤之前被氮化。在本发明的另一个非限制性方面中,在坯料、杆、管等已被退火之后,坯料、杆、管等在被拉拔之前被氮化。在另一个和/或备选的非限制性实施例中,在将杆至管退火之前,坯料、杆、管等被清洁以移除坯料、杆、管等的表面上的氮化物。氮化物可通过多个步骤被移除,例如但不限于喷砂、抛光等。在坯料、杆、管等已被退火之后,在一个或多个拉拔步骤之前,坯料、杆、管等可被再次氮化;然而,这不是必需的。如可以理解的,坯料、杆、管等的整个外表面可被氮化,或者坯料、杆、管等的外表面的一部分可被氮化。氮化坯料、杆、管等的外表面的仅所选部分可用来获得坯料、杆、管等的不同的表面特性;然而,这不是必需的。
[0108] 在本发明的再一个和/或备选的非限制性方面中,坯料、杆、管等在经退火之后被冷却;然而,这不是必需的。一般来讲,坯料、杆、管等在退火之后以相当快的速率冷却,以便抑制或防止金属合金中σ相的形成;然而,这不是必需的。一般来讲,坯料、杆、管等以在退火之后每分钟至少约50℃、典型地在退火之后每分钟至少约100℃、更典型地在退火之后每分钟约75-500℃、甚至更典型地在被退火之后每分钟约100-400℃、还甚至更典型地在退火之后每分钟约150-350℃、并且再甚至更典型地在退火之后每分钟约200-300℃、并且再又甚至更典型地在退火之后每分钟约250-280℃的速率被冷却;然而,这不是必需的。
[0109] 在本发明的还有再一个和/或备选的非限制性方面中,坯料、杆、管等在一个或多个拉拔过程之后被退火。金属合金坯料、杆、管等可在每个拉拔过程之后或在多个拉拔过程之后被退火。金属合金坯料、杆、管等通常在金属合金坯料、杆、管等的约60%的横截面积尺寸减小之前被退火。换句话讲,坯料、杆、管等在退火之前横截面积不应减小超过60%。在拉拔过程期间在坯料、杆、管等退火之前金属合金坯料、杆、管等的横截面积减少过多可导致坯料、杆、管等的微裂纹。在一个非限制性过程步骤中,金属合金坯料、杆、管等在金属合金坯料、杆、管等的横截面积尺寸减小约50%之前被退火。在另一个和/或备选的非限制性过程步骤中,金属合金坯料、杆、管等在金属合金坯料、杆、管等的横截面积尺寸减小之前约45%之前被退火。在又一个和/或备选的非限制性过程步骤中,金属合金坯料、杆、管等在金属合金坯料、杆、管等的横截面积尺寸减小约1-45%之前被退火。在再一个和/或备选的非限制性过程步骤中,金属合金坯料、杆、管等在金属合金坯料、杆、管等的横截面积尺寸减小约5-30%之前被退火。在还有另一个和/或备选的非限制性过程步骤中,金属合金坯料、杆、管等在金属合金坯料、杆、管等的横截面积尺寸减小约5-15%之前被退火。当坯料、杆、管等被退火时,坯料、杆、管等通常被加热至约800-1700℃的温度达约2-200分钟的时期;然而,可以使用其它温度和/或时间。在一个非限制性过程步骤中,金属合金坯料、杆、管等在约
1000-1600℃的温度下被退火约2-100分钟。在另一个非限制性过程步骤中,金属合金坯料、杆、管等在约1100-1500℃的温度下被退火约5-30分钟。退火过程通常发生在惰性环境或氧气减少环境中,以便限制在退火过程期间可能将自身嵌入金属合金中的杂质的量。可在在退火过程期间使用的一种非限制性的氧气减少环境是氢气环境;然而,可以理解,可以使用真空环境,或者一种或多种其它或另外的气体可用来形成氧气减少环境。在退火温度下,含氢气氛可进一步减少坯料、杆、管等中的氧气的量。坯料、杆、管等在其中被退火的室应基本上不含杂质(例如,碳、氧气和/或氮气),以便限制在退火过程期间可能将自身嵌入坯料、杆、管等中的杂质的量。退火室通常由在坯料、杆、管等被退火时不会将杂质施加到坯料、杆、管等的材料形成。可用来形成退火室的非限制性材料包括但不限于钼、铼、钨、钼TZM合金、钴、铬、陶瓷等。当坯料、杆、管等被约束在退火室中时,用来接触金属合金坯料、杆、管等的约束设备通常由在坯料、杆、管等的加工期间不会将杂质引入到所述金属合金的材料形成。可用来至少部分地形成约束设备的材料的非限制性示例包括但不限于钼、钛、钇、锆、铼、钴、铬、钽和/或钨。在又一个和/或备选的非限制性过程步骤中,当坯料、杆、管等的横截面积或直径和/或壁厚变化时,用于退火的参数可随坯料、杆、管等变化。已经发现的是,当退火参数随着坯料、杆、管等的参数变化而变化时,可实现管的良好的晶粒尺寸特性。例如,当壁厚减小时,退火温度相应地降低;然而,可以增加退火的时间。如可以理解的,坯料、杆、管等的退火温度可随着壁厚减小而降低,但退火时间可随着壁厚减小而保持相同或者也减少。在每个退火过程之后,坯料、杆、管等中的金属的晶粒尺寸应不大于4ASTM。一般来讲,晶粒尺寸范围为约4-14ASTM。7-14ASTM的晶粒尺寸可通过本发明的退火过程来实现。应认为,当退火温度随着壁厚减小而降低时,可以获得小的晶粒尺寸。坯料、杆、管等中的金属的晶粒尺寸应尽可能均匀。此外,坯料、杆、管等中的金属的σ相应尽可能多地减少。σ相是在金属合金中的球形、椭圆形或四形的结晶形状。σ相常常由铼和钼两者形成,典型地具有较大浓度的铼。在坯料、杆、管等的最终拉拔之后,可进行坯料、杆、管等的最终退火以实现坯料、杆、管等的最终强化;然而,这不是必需的。当使用时,该最终退火过程通常在约900-1600℃的温度下进行至少约5分钟;然而,可以使用其它温度和/或时间段。
[0110] 在本发明的另一个和/或备选的非限制性方面中,坯料、杆、管等可在被退火之前和/或之后被清洁。清洁过程设计用于从坯料、杆、管等的表面移除杂质、润滑剂(例如,氮化物、钼糊剂、油脂等)和/或其它材料。在坯料、杆、管等的一个或多个表面上的杂质在退火过程期间会变得永久性地嵌入坯料、杆、管等中。这些嵌入的杂质在坯料、杆、管等形成为医疗装置时会不利地影响金属合金的物理特性,和/或会不利地影响医疗装置的操作和/或寿命。在本发明的一个非限制性实施例中,清洁过程包括去润滑或脱脂过程,该过程之后通常是酸洗过程;然而,这不是必需的。在酸洗过程之前的去润滑或脱脂过程通常在已在拉拔过程期间在坯料、杆、管等上使用润滑剂时使用。润滑剂常常包括碳化合物、氮化物、钼糊剂以及其它类型的化合物,如果这样的化合物和/或这样的化合物中的元素在退火过程期间变得与金属合金相关联和/或嵌入金属合金中,该化合物会不利地影响所述金属合金。去润滑或脱脂过程可通过多种技术实现,例如但不限于:1)使用溶剂(例如,丙酮、甲醇等)和利用Kimwipe或其它合适的毛巾擦拭金属合金;2)通过将金属合金至少部分地浸渍或浸没到溶剂中,然后超声清洁该金属合金;3)喷砂清理金属合金;和/或4)化学蚀刻金属合金。如可以理解的,金属合金可通过其它或另外的方式去润滑或脱脂。在金属合金坯料、杆、管等已被去润滑或脱脂之后,坯料、杆、管等可通过使用酸洗过程被进一步清洁;然而,这不是必需的。当使用时,酸洗过程包括使用一种或多种酸来从坯料、杆、管等的表面移除杂质。可被用作酸洗溶液的酸的非限制性示例包括但不限于硝酸、乙酸、硫酸、盐酸和/或氢氟酸。这些酸通常为分析试剂(ACS)级酸。酸溶液和酸浓度被选择以移除坯料、杆、管等的表面上的氧化物和其它杂质,而不损坏或过度蚀刻坯料、杆、管等的表面。包括大量氧化物和/或氮化物的坯料、杆、管等的表面通常需要较强的酸洗溶液和/或较长的酸洗过程时间。酸洗溶液的非限制性示例包括:1)25-60%的DI水、30-60%的硝酸和2-20%的硫酸;2)40-75%的乙酸、
10-35%的硝酸和1-12%的氢氟酸;以及3)50-100%的盐酸。如可以理解的,在酸洗过程期间可使用一种或多种不同的酸洗溶液。在酸洗过程期间,坯料、杆、管等被完全地或部分地浸入酸洗溶液中足够量的时间,以从坯料、杆、管等的表面移除杂质。通常,酸洗的时间段为约2-120秒;然而,可以使用其它时间段。在坯料、杆、管等已被酸洗之后,坯料、杆、管等通常被用水(例如,DI水等)和/或溶剂(例如,丙酮、甲醇等)冲洗以从坯料、杆、管等移除任何酸洗溶液,然后让坯料、杆、管等干燥。坯料、杆、管等可以在冲洗和/或干燥过程期间被保持在保护环境中,以便在坯料、杆、管等被拉拔和/或退火之前抑制或防止氧化物在坯料、杆、管等的表面重新形成;然而,这不是必需的。
[0111] 在本发明的再一个和/或备选的非限制性方面中,用来在退火过程和/或拉拔过程期间接触金属合金坯料、杆、管等的约束设备通常由在坯料、杆、管等的加工期间不会将杂质引入到金属合金的材料形成。在一个非限制性实施例中,当金属合金坯料、杆、管等暴露于高出150℃的温度时,在坯料、杆、管等的加工期间接触金属合金坯料、杆、管等的材料通常由铬、钴、钼、铼、钽和/或钨制成。当金属合金坯料、杆、管等在较低温度(即,150℃或以下)下被加工时,可另外或备选地使用由特氟隆部分制成的材料。
[0112] 在本发明的又一个和/或备选的非限制性方面中,金属合金坯料、杆、管等在形成为所需的形状、外部横截面积或直径、内部横截面积或直径和/或壁厚之后可被切割和/或蚀刻为至少部分地形成医疗装置(例如,支架、椎弓根螺钉、PFO装置、瓣膜、脊柱植入物、血管植入物、移植物、导丝、护套、支架导管、电生理导管、海波管、导管、缝钉、切割装置、牙科植入物、骨植入物、用于修复、置换和/或支撑骨和/或软骨的假体植入物或装置、针、杆、螺钉、柱、融合器、板、顶盖、铰链、关节系统、丝、锚固件、间隔件、轴、锚固件、圆盘、球、张力带、锁定连接器、或其它结构组件,该组件在身体中用来支撑结构、安装结构和/或修复身体中的结构等)的所需构型。坯料、杆、管等可以通过一种或多种过程(例如,无心磨削、车削、电抛光、拉拔过程、磨削、激光切割、剃刮、抛光、EDM切割、蚀刻、微机加工、激光微机加工、激光微机加工、微模制、机加工等)切割或者说是形成。在本发明的一个非限制性实施例中,金属合金坯料、杆、管等至少部分地由激光切割。通常希望激光具有可将金属合金坯料、杆、管等加热至至少约2200-2300℃的温度的光束强度。在该实施例的一个非限制性方面中,脉冲式Nd:YAG掺钕钇铝石榴石(Nd:Y3Al5O12)或CO2激光器用来至少部分地从金属合金坯料、杆、管等切割出医疗装置的图案。在该实施例的另一个和/或备选的非限制性方面中,激光对金属合金坯料、杆、管等的切割可发生在真空环境、氧气减少环境或惰性环境中;然而,这不是必需的。已经发现的是,坯料、杆、管等在无保护环境中的激光切割可导致杂质被引入切割的坯料、杆、管等中,所引入的杂质在坯料、杆、管等的切割期间会引起坯料、杆、管等的微裂纹。一种非限制性的氧气减少环境包括氩气和氢气的组合;然而,真空环境、惰性环境或其它或另外的气体可用来形成氧气减少环境。在该实施例的又一个和/或备选的非限制性方面中,金属合金坯料、杆、管等被稳定化,以便在切割过程期间限制或防止坯料、杆、管等的振动。用来稳定化坯料、杆、管等的设备可由钼、铼、钨、钽、钴、铬、钼TZM合金、陶瓷等形成,以便在切割过程期间不将污染物引入到坯料、杆、管等;然而,这不是必需的。在坯料、杆、管等的切割期间,在坯料、杆、管等中的振动会导致当坯料、杆、管等被切割时坯料、杆、管等中微裂纹的形成。在坯料、杆、管等的切割期间振动的平均振幅大体上不超过坯料、杆、管等的壁厚的约150%;然而,这不是必需的。在该实施例的一个非限制性方面中,振动的平均振幅不超过坯料、杆、管等的壁厚的约100%。在该实施例的另一个非限制性方面中,振动的平均振幅不超过坯料、杆、管等的壁厚的约75%。在该实施例的又一个非限制性方面中,振动的平均振幅不超过坯料、杆、管等的壁厚的约50%。在该实施例的再一个非限制性方面中,振动的平均振幅不超过坯料、杆、管等的壁厚的约25%。在该实施例的还有另一个非限制性方面中,振动的平均振幅不超过坯料、杆、管等的壁厚的约15%。
[0113] 在本发明的还有另一个和/或备选的非限制性方面中,在形成为所需的医疗装置之后,金属合金坯料、杆、管等可被清洁、抛光、消毒、氮化等以用于医疗装置的最终加工。在本发明的一个非限制性实施例中,医疗装置被电抛光。在该实施例的一个非限制性方面中,医疗装置在暴露于抛光溶液之前被清洁;然而,这不是必需的。当使用时,清洁过程可通过多种技术实现,例如但不限于:1)使用溶剂(例如,丙酮、甲醇等)和利用Kimwipe或其它合适的毛巾擦拭医疗装置;和/或2)通过将医疗装置至少部分地浸渍或浸没到溶剂中,然后超声清洁医疗装置。如可以理解的,医疗装置可通过其它或另外的方式被清洁。在该实施例的另一个和/或备选的非限制性方面中,抛光溶液可包括一种或多种酸。抛光溶液的一个非限制性配方包括约10-80体积%的硫酸。如可以理解的,可以使用其它抛光溶液组合物。在该实施例的又一个和/或备选的非限制性方面中,在电抛光过程期间,约5-12伏被导向至医疗装置;然而,可以使用其它电压水平。在该实施例的再一个和/或备选的非限制性方面中,医疗装置用水和/或溶剂冲洗,然后允许干燥以移除医疗装置上的抛光溶液。
[0114] 相比由其它材料形成的医疗装置,使用新型合金来形成医疗装置的全部或一部分可导致若干优点。这些优点包括但不限于:
[0115] ·新型合金具有相比不锈钢或铬钴合金增加的强度,因此相比由不同的金属形成的医疗装置,可以在医疗装置中使用更少量的新型合金来实现类似的强度。因此,所得到的医疗装置可通过使用新型合金而制造成更小且较不笨重,而不牺牲医疗装置的强度和耐久性。医疗装置也可具有较小的轮廓,因此可以插入较小的区域、开口和/或通道中。新型合金的增加的强度也导致医疗装置的增加的径向强度。例如,相比由不锈钢或钴铬合金形成的壁较厚的医疗装置,医疗装置的壁和/或用来形成医疗装置的丝可变得较薄,并且实现类似或改善的径向强度。
[0116] ·相比不锈钢或铬钴合金,新型合金具有医疗装置的改善的应力应变特性、弯曲特性、伸长特性和/或柔韧特性,因此导致医疗装置的寿命增加。例如,医疗装置可在使医疗装置经受重复弯曲的区域中使用。由于由新型合金制成的医疗装置的改善的物理特性,医疗装置在这样频繁弯曲的环境中具有对破裂的改善的抵抗力。这些改善的物理特性至少部分地由新型合金的组合物、新型合金的晶粒尺寸、新型合金的碳、氧和氮含量和/或新型合金的碳/氧比率所引起。
[0117] ·相比不锈钢或铬钴合金,在医疗装置的压握和/或膨胀期间,新型合金具有减小程度的弹回。由于使用新型合金,由新型合金形成的医疗装置更好地保持其压握形式和/或在膨胀之后更好地保持其膨胀形式。因此,当医疗装置将被安装在递送装置上时(此时,医疗装置被压握),在医疗装置插入身体通道期间,医疗装置更好地保持其较小的轮廓。另外,医疗装置在膨胀之后更好地保持其膨胀后的轮廓,以便有利于医疗装置在治疗区域的成功。
[0118] ·新型合金相比诸如不锈钢或钴铬合金的标准材料具有改善的射线不可透特性,由此减少或消除对在医疗装置上使用标记材料的需求。例如,新型合金比不锈钢或钴铬合金射线不可透率高至少约10-20%。
[0119] ·新型合金比不锈钢或钴铬合金对身体刺激性更小,因此可导致减少的炎症、更快的愈合、增加的医疗装置的成功率。当医疗装置在身体通道中膨胀时,可能发生对通道内部的一些轻微损害。当身体开始愈合这样的轻微损害时,相比诸如不锈钢或钴铬合金的其它金属,身体对新型合金的存在的不良反应更小。
[0120] 本发明的一个非限制性目标是提供一种至少部分地由新型合金形成的医疗装置。
[0121] 本发明的另一个和/或备选的非限制性目的是提供一种具有提高的手术成功率的医疗装置。
[0122] 本发明的又一个和/或备选的非限制性目的是提供一种由改善医疗装置的物理特性的材料形成的医疗装置。
[0123] 本发明的再一个和/或备选的非限制性目的是提供一种至少部分地由新型合金形成的医疗装置,该新型合金具有增加的强度,并且也可用作标记材料。
[0124] 本发明的还有另一个和/或备选的非限制性目的是提供一种至少部分地包括新型合金的医疗装置,该新型合金使得与现有医疗装置相比所述医疗装置能够用较少的材料形成,而不牺牲医疗装置的强度。
[0125] 本发明的还有另一个和/或备选的非限制性目的是提供一种制造简单且性价比高的医疗装置。
[0126] 本发明的另一个和/或备选的非限制性目的是提供一种至少部分地涂有一个或多个聚合物涂层的医疗装置。
[0127] 本发明的又一个和/或备选的非限制性目的是提供一种涂有一种或多种生物药剂的医疗装置。
[0128] 本发明的再一个和/或备选的非限制性目的是提供一种具有一个或多个聚合物涂层以至少部分地控制一种或多种生物药剂的释放速率的医疗装置。
[0129] 本发明的还有再一个和/或备选的非限制性目的是提供一种包括一个或多个表面结构和/或微结构的医疗装置。
[0130] 本发明的又一个和/或备选的非限制性目的是提供一种用于使新型合金形成为医疗装置的方法和过程。
[0131] 本发明的另一个和/或备选的非限制性目的是提供一种医疗装置,该装置包括一个或多个表面结构、微结构和/或内部结构以及至少部分地覆盖和/或保护这样的结构的保护涂层。
[0132] 本发明的又一个和/或备选的非限制性目的是提供一种包括一个或多个标记的医疗装置。
[0133] 本发明的再一个和/或备选的非限制性目的是提供一种医疗装置,该装置包括一个或多个物理阻碍物和/或与一个或多个物理阻碍物一起使用。
[0134] 本发明的还有另一个和/或备选的非限制性目的是提供一种医疗装置,该装置可结合不在该医疗装置之上或之中的一种或多种生物药剂使用。
[0135] 本发明的另一个和/或备选的非限制性目的是提供一种用于形成新型合金的方法和过程,该方法和过程在将合金加工成医疗装置期间抑制或防止微裂纹的形成。
[0136] 本发明的又一个和/或备选的非限制性目的是提供一种包括CNT的医疗装置。
[0137] 本发明的另一个和/或备选的非限制性目的是提供一种用于形成新型合金的方法和过程,该方法和过程在将合金加工成医疗装置期间抑制或防止将杂质引入到合金中。
[0138] 本发明的另一个和/或备选的非限制性目的是提供一种用于形成新型合金的方法和过程,该方法和过程抑制或防止裂纹扩展和/或疲劳失效。
[0139] 本发明的又一个和/或备选的非限制性目的是提供一种在整形外科中使用的医疗装置(例如,整形外科装置;针;杆;螺钉;柱;融合器;板;椎弓根螺钉;顶盖;铰链;关节系统;
丝;锚固件;间隔件;轴;脊柱植入物;锚固件;圆盘;球;张力带;锁定连接器;骨植入物;假体植入物或装置,用于修复、置换和/或支撑骨;等),该医疗装置可以是或可以不是可膨胀的。
[0140] 本发明的又一个和/或备选的非限制性目的是提供一种呈用于插入身体通道中的植入物形式的医疗装置(例如,PFO装置、支架、瓣膜、脊柱植入物、血管植入物、移植物、导丝、护套、支架导管、电生理导管、海波管、导管等),该医疗装置可以是或可以不是可膨胀的。
[0141] 本发明的还有另一个和/或备选的非限制性目的是提供一种在牙科和正畸科使用的医疗装置(例如,牙齿修复体、牙科植入物、牙冠、牙桥、牙套、假牙、丝、锚固件、间隔件、固位器、管、销、螺钉、柱、杆、板、腭扩张器、正畸头帽、正畸弓丝、牙齿对准器、四眼扩弓簧等)。
在牙科和正畸科使用的一种非限制性医疗装置呈牙科植入物的形式。用于插入骨中的牙科植入物大体包括具有连接布置(例如,互锁螺纹等)的植入物锚固件。牙科植入物可包括:设置在基台的远端周围的多个键,该远端能够固定到假体牙或牙科用具;可植入的锚固件,其具有近端和远端;多个凹的键槽,其被限定到锚固件的近端中,键槽能够联接到基台的凸键,从而防止基台和锚固件的相对旋转;然而,这不是必需的。牙科植入物可任选地包括贮存孔,其垂直于限定在锚固件的远侧部分中的纵向孔。贮存孔被切割穿过锚固件的一部分,形成很锋利的切割边缘,以变成自攻的。贮存孔也可任选地用作在螺纹切割过程期间形成的骨屑的贮存器。一种非限制性牙科植入物描述于U.S.7,198,488中,该专利以引用方式并入本文中。牙科植入物具有圆柱形的锚固头部,其与螺钉元件一体地形成。螺钉元件通常由具有粗糙表面的本发明的金属合金或钛制成,并且将被拧入受体颚骨中。可由本发明的金属合金形成的锚固头部适于将假体牙安装在其上。
[0142] 本发明的另一个和/或备选的非限制性目的是提供一种用于形成新型金属合金的方法和过程,该方法和过程在将合金加工成医疗装置期间抑制或防止将杂质引入到合金
中。
[0143] 在阅读并遵循本说明书之后,这些和其它优点对于本领域的技术人员将变得明显。
[0144] 本发明的其它或另外的特征公开于下列专利中:US 7,488,444;US 7,452,502;US 7,540,994;US 7,452,501;US 8,398,916;US序列第12/373,380号;US序列第61/816,357号;US序列第61/959,260号;US序列第61/871,902号;US序列第61/881,499号;PCT/US2013/
045543;和PCT/US2013/062804,这些专利均以引用方式并入本文中。
[0145] 本发明的其它或另外的特征公开于下列专利中:US 7,488,444;US 7,452,502;US 7,540,994;US 7,452,501;US 8,398,916;US序列第12/373,380号;US序列第61/816,357号;US序列第61/959,260号;US序列第61/871,902号;US序列第61/881,499号;PCT/US2013/
045543;PCT/US2013/062804和PCT/US2014/033262,这些专利均以引用方式并入本文中。
[0146] 在与附图结合在一起阅读并遵循本说明书之后,这些和其它优点对于本领域的技术人员将变得明显。

附图说明

[0147] 现在可以对附图进行参考,附图示出了本发明可以在物理形式上和某些部件及部件布置中呈现的各实施例,在附图中:
[0148] 图1是呈未膨胀支架形式的非限制性医疗装置的部段的透视图,其允许将支架递送至身体通道中;以及
[0149] 图2是根据本发明的一个非限制性过程,其用于由钼和铼合金、钴铬、钨和钽合金、或其它类型的金属合金制造医疗装置。

具体实施方式

[0150] 现在参看附图,其中所示内容的目的仅仅是示出本发明的优选实施例,而不是为了限制优选实施例,图1公开了用于在身体通道中使用的支架形式的医疗装置。支架具体地可用于心血管领域中;然而,支架可用于其它医学领域中,例如但不限于整形外科、心脏病学、肺病学、泌尿学、肾病学、消化科、妇科、耳鼻喉科或外科领域。附加地或备选地,医疗装置不限于支架,因此可以采用许多其它医疗装置的形式(例如,整形外科植入物、整形外科装置、PFO(卵圆孔未闭)装置、瓣膜、脊柱植入物、血管植入物、移植物、导丝、护套、支架导管、电生理导管、海波管、导管、缝钉、切割装置、任何类型的植入物、起搏器、牙科植入物、骨植入物、用于修复、置换和/或支撑骨和/或软骨的假体植入物或装置、针、杆、螺钉、柱、融合器、板、椎弓根螺钉、脊柱杆、顶盖、铰链、关节系统、丝、锚固件、间隔件、轴、锚固件、圆盘、球、张力带、锁定连接器、或其它结构组件(该组件在身体中用来支撑结构、安装结构和/或修复身体中的结构)、牙齿修复体、牙冠、牙桥、牙套、假牙、固位器、管、销、腭扩张器、正畸头帽、正畸弓丝、牙齿对准器、四眼扩弓簧等)。
[0151] 当用于血管应用时,支架可用来解决各种医学问题,例如但不限于再狭窄、动脉硬化症、动脉粥样化形成、心绞痛、缺血性疾病、充血性心力衰竭或与急性心肌梗塞相关联的肺水肿、动脉硬化症、血栓形成、控制高血压的血压、血小板粘附、血小板聚集、平滑肌细胞增殖、血管并发症、伤口、心肌梗塞、肺血栓栓塞、脑血栓栓塞、血栓性静脉炎、血小板减少症或出血性疾病。
[0152] 如图1所示,支架20呈可膨胀支架的形式,该支架包括至少一个管形本体构件30,本体构件30具有第一端部32、第二端部34、以及设置在第一和第二端部之间的构件结构36。如可以理解的,支架可由连接在一起的多个本体构件形成。本体构件30具有第一外部横截面积或直径,其允许将本体构件递送到身体通道中。本体构件的第一外部横截面积或直径示出为沿着本体构件的纵向长度基本上恒定的。如可以理解的,本体构件可具有沿着本体构件的纵向长度的至少一部分变化的第一外部横截面积或直径。本体构件也具有未示出的第二膨胀的外部横截面积或直径。第二外部横截面积或直径通常可在尺寸上变化;然而,第二外部横截面积或直径可以是尺寸上不可变的。支架可通过多种方式(例如,通过囊体)膨胀。可囊体膨胀的支架通常预安装或压握到血管形成术囊体导管上。囊体导管接着经由导丝定位到患者体内。一旦支架正确地定位,囊体导管就充胀至合适的压力以进行支架膨胀。
在支架已膨胀之后,囊体导管缩瘪并撤出,使支架部署在治疗区域处。
[0153] 支架的一个或多个表面可被处理,以便具有大体上平滑的表面;然而,这不是必需的。一般来讲,支架的一个或多个端部通过锉削、磨光、抛光、磨削、涂布和/或类似方式来处理,以移除或减少粗糙和/或锋利表面的数目;然而,这不是必需的。当支架被定位在身体通道中和/或在身体通道中膨胀时,端部的平滑表面减小了对周围组织的潜在损害。
[0154] 支架可被至少部分地涂有一种或多种治疗剂(未示出)。一种或多种聚合物(未示出)可与所述一种或多种治疗剂结合使用,以便:1)有利于所述一种或多种治疗剂结合到支架;和/或2)至少部分地控制一种或多种治疗剂从支架的释放。
[0155] 现在参看图2,示出了一个用于形成如图1所示的支架或一些其它类型的医疗装置的非限制性过程。医疗装置可由不同类型的金属合金形成。本发明特别地涉及由难以处理的金属合金形成诸如支架的医疗装置的全部或一部分,所述合金为例如钼、钛、钇、锆、铼、钽、钴、铬和/或钨的合金。
[0156] 当医疗装置由1)钼和铼合金、2)添加少量其它金属(例如,钛、钇、和/或锆)的钼和铼合金、3)钨和钽、4)添加少量其它金属的钨和钽、5)钴和铬、或一些其它金属合金形成时,由这样的金属合金形成的医疗装置可根据本发明以多种方式形成。过程步骤100显示,选择该合金的金属粉末以形成医疗装置的管、杆或一些其它结构。金属合金的粉末大体上构成医疗装置的大部分重量百分比;然而,这不是必需的。金属粉末的纯度选择为使金属粉末中的碳、氧和氮含量最小化;然而,这不是必需的。
[0157] 在选定金属粉末之后,各金属粉末基本上均匀地混合在一起,如在过程步骤110中所示。在金属粉末混合在一起之后,将金属粉末等静压地固结,以形成用于医疗装置的管、杆或一些其它形式。在一些情况中,金属粉末可形成为医疗装置(例如,螺钉等)的最终或几乎最终形式。一个非限制性的等静压固结过程为冷等静压制(CIP)过程。等静压固结过程通常发生在真空环境(例如,小于约1-105托等)、氧气减少环境或惰性气氛中;然而,这不是必需的。由等静压固结过程获得的金属管的平均密度是包括所述金属合金的最终医疗装置的最终平均密度的约80-90%。
[0158] 金属合金的一种非限制性组合物是具有约44-48重量%的铼和约52-56重量%的钼的固态溶液。一种非限制性金属合金可包括约44.5-47.5重量%的Re和52.5-55.5重量%的Mo(Re加Mo的重量百分比为至少约99.9%)和不超过约0.2重量%的杂质。管的另一种非限制性组合物为具有约44-48重量%的铼、约52-56重量%的钼、至多约0.5重量%的Ti、Y和/或Zr、以及不超过约0.2重量%的杂质的固态溶液。一种非限制性金属合金可包括大部分重量百分比的Mo和Re以及选自Ti、Y和/或Zr的附加金属。一种非限制性金属合金组合物包括约44-48重量%的Re、约52-56重量%的Mo、以及至多约0.5重量%的Ti、Y和/或Zr。另一种非限制性金属合金组合物包括约44.5-47.5重量%的Re、52.5-55.5重量%的Mo(Mo加Re加Ti、Y和/或Zr的重量百分比为至少约99.9%)、0.3-0.4重量%的Ti、0.06-0.1重量%的Zr、0-0.05重量%的Y、1-3:1的Ti:Zr的重量比、以及不超过约0.2重量%的杂质。
[0159] 在选定金属粉末并将它们压制在一起之后,将金属粉末烧结以将金属粉末熔合在一起并形成用于医疗装置的管、杆或一些其它形式。金属粉末的烧结发生在对于特定金属合金合适的温度下。对于Mo-Re合金来说,可以使用约5-120分钟的约2000-2500℃的烧结温度;然而,可以使用其它温度和/或烧结时间。金属粉末的烧结通常发生在氧气减少环境中,以抑制或防止杂质变得嵌入金属合金中和/或以进一步减少碳和/或氧在金属合金中的量;然而,这不是必需的。在烧结过程之后,所述金属合金的固态溶液通常具有所述金属合金的最小理论密度的约90-99%的烧结后平均密度。通常,对于Mo-Re烧结金属合金来说,最终平均密度为约13-14gm/cc。通常将需要较高的烧结温度(例如,2000-3000℃),并且在形成钨和钽合金时将获得较大的平均密度(例如,大于14gm/cc)。对于其它类型的合金来说,金属合金的烧结温度和时间以及最终平均密度可以不同。
[0160] 当金属粉末形成为杆或管时,形成的杆或管的长度通常为约48英寸或更小;然而,可以形成更长的长度。一般来讲,当最终医疗装置将为支架或杆时,首先形成管。对于其它类型的医疗装置来说,可以不形成管。在一个非限制性布置中,杆或管的长度为约8-20英寸。杆或管的平均同心度偏差通常为约1-18%以用于形成支架。在一个非限制性管构型中,管具有约0.31英寸(即,0.0755平方英寸的横截面积)加或减约0.002英寸的内径和约0.5英寸(即,0.1963平方英寸的横截面积)加或减约0.002英寸的外径。管的壁厚为约0.095英寸加或减约0.002英寸。如可以理解的,这仅是可形成的许多不同尺寸的管的一个示例。
[0161] 在另一个备选的管形成过程中,首先由金属合金的一个或多个铸锭形成金属合金的杆。这些铸锭可通过电弧熔融过程形成;然而,其它或另外的过程可用来形成金属铸锭。通过将铸锭挤出通过模具以形成具有所需外部横截面积或直径的杆,铸锭可形成为杆。形成的杆的长度通常为约48英寸或更小;然而,可以形成更长的长度。在一个非限制性布置中,杆或管的长度为约8-20英寸。在杆形成之后,杆通过EDM而空心化以形成管。中空的管的内部横截面积或直径通过EDM线切割过程切割至精确地内部横截面积或直径。如可以理解的,杆可被拉拔至中间尺寸,然后由EDM空心化至管,然后进一步拉拔至所需尺寸。在一个非限制性管构型中,管具有约0.2-0.4英寸加上或减去约0.005英寸的内径和约0.4-0.6英寸加上或减去约0.005英寸的外径。管的壁厚为约0.001-0.15英寸,并且大体上约0.001-0.1英寸,并且典型地约0.04-0.1英寸加上或减去约0.005英寸。如可以理解的,这仅是可形成的许多不同尺寸的管的一个示例。
[0162] 在管形成之后,可将管拉拔至所需的外径和/或壁厚。当管被拉拔时,退火温度和时间大体上基于管的壁厚来调整。例如,钼和铼合金的退火温度应为对于具有从0.050至0.015”的壁厚的拉拔管来说约1500℃达30分钟、对于具有从0.015至0.080”的壁厚的拉拔管来说1475℃达30分钟、以及对于具有从0.005至0.002”的壁厚的拉拔管来说约1425℃达
30分钟。温度和/或退火时间上轻微的差异可以用于钨和钽合金或其它类型的金属合金。退火温度通常对于较薄的壁来说降低,以便获得用于管材的较小晶粒结构。对于Mo-Re合金来说,退火过程可任选地发生在氢气气氛或真空中。对于Mo-Re合金来说,在每个退火过程之后,管材的晶粒尺寸应不大于约ASTM晶粒号6,并且典型地不大于ASTM晶粒号8。Mo-Re合金的管的最终晶粒尺寸可以高达ASTM晶粒号14。对于其它金属合金来说,晶粒尺寸可以是不同的。在最终管中的晶粒尺寸应为大体上均匀的。对于Mo-Re合金来说,最终管通常具有最少量的σ相,该σ相具有大体上球形、椭圆形或四角形的形状。当管材主要由钼和铼形成时,σ相大体上由铼和钼两者构成,且具有较重浓度的铼。当形成除了杆或管之外的形状时,形成的金属合金也可经受一个或多个退火步骤,以实现金属合金的所需特性。
[0163] 形成的管、杆或其它金属合金结构在形成之后可被清洁和/或抛光;然而,这不是必需的。管、杆或其它金属合金结构的清洁和/或抛光用来从管、杆或其它金属合金结构的表面移除杂质和/或污染物,和/或从管、杆或其它金属合金结构的表面移除粗糙区域。在管、杆或其它金属合金结构的加工期间,杂质和污染物(例如,碳、氧、润滑剂等)会变得结合到金属合金中。在金属合金中包括杂质和污染物可导致金属合金的过早微裂纹和/或对金属合金的一个或多个物理特性的不利影响。管、杆或其它金属合金结构的清洁可通过多种技术实现,例如但不限于:1)使用溶剂(例如,丙酮、甲醇等)和利用Kimwipe或其它合适的毛巾擦拭金属合金;和/或2)通过将金属合金至少部分地浸渍或浸没到溶剂中,然后超声清洁金属合金。如可以理解的,管、杆或其它金属合金结构可通过其它或另外的方式清洁。当被抛光时,管、杆或其它金属合金结构通常通过使用抛光溶液来抛光,该抛光溶液通常包括酸性溶液;然而,这不是必需的。在一个非限制性示例中,抛光溶液包括硫酸;然而,可以使用其它或另外的酸。在一种非限制性抛光溶液中,抛光溶液可包括按体积计60-95%的硫酸和5-40%的去离子水(DI水)。抛光溶液可在溶液的制备期间和/或在抛光程序期间温度增加。
一种可使用的非限制性抛光技术是电抛光技术。用来抛光金属合金的时间取决于管、杆或其它金属合金结构的尺寸和需要从管、杆或其它金属合金结构移除的材料的量两者。管、杆或其它金属合金结构可通过使用两步骤抛光过程来加工,其中,金属合金件被至少部分地浸入抛光溶液中达给定的时期(例如,0.1-15分钟等),冲洗(例如,DI水等)较短的时间段(例如,0.02-1分钟等),然后翻转并再次至少部分地浸入溶液中与第一时间相同或相似的时长;然而,这不是必需的。在用溶剂(例如,丙酮、甲醇等)冲洗之前,管、杆或其它金属合金结构可被冲洗(例如,DI水等)一段时间(例如,0.01-5分钟等);然而,这不是必需的。管、杆或其它金属合金结构可在清洁表面上被干燥(例如,暴露于大气环境,保持在惰性气体环境中等)。这些抛光程序可被重复,直到实现管、杆或其它金属合金结构的所需量的抛光。通常,在管、杆或其它金属合金结构已首先被形成和/或空心化之后,管、杆或其它金属合金结构的内表面(即,管的内部通道)和外表面被抛光。管、杆或其它金属合金结构的内表面和外表面的抛光技术可以相同或不同。至少在一个拉拔过程之后,管、杆或其它金属合金结构的内表面和/或外表面通常也被抛光。如可以理解的,在每个拉拔过程之后,和/或在每个退火过程之前,管、杆或其它金属合金结构的内表面和/或外表面可被抛光。浆液珩磨抛光过程可用来抛光管、杆或其它金属合金结构的内表面和/或外表面;然而,可以使用其它或另外的过程。
[0164] 在管已形成(例如,烧结过程、挤出过程等)并且任选地清洁之后,管接着被拉过模具一次或多次,以将管的内部和外部横截面积或直径以及管的壁厚减小至所需尺寸。如在过程步骤130中所示,管可任选地通过使用例如但不限于短芯棒拉拔过程的拉拔过程来减小尺寸。在拉拔过程期间,管被加热。在拉拔过程期间,管可在例如但不限于氧气减少环境或惰性环境的氧减少的环境中被保护。一种非限制性氧气减少环境包括氩气和约1-10体积%的氢气。当拉拔过程的温度小于约400-450℃时,保护管不受氧损害的需求显著减少。
因此,发生在低于约400-450℃的温度下的拉拔过程可任选地发生在空气中。在较高的温度下,管大体上在氧气减少环境或一环境下被拉拔。通常,Mo-Re合金的拉拔温度不超过约
500-550℃。在拉拔过程期间可使用芯轴移除过程,以便管改善拉拔后的管的形状和/或均匀度;然而,这不是必需的。每次管被短芯棒拉拔时管被拉细的外部横截面积或直径的量典型地不超过约10-20%。在拉拔过程期间控制拉细的程度有利于防止微裂纹的形成。在每个拉拔过程之后,管可被清洁;然而,这不是必需的。在拉拔过程期间,管的内表面可用紧密配合的杆至少部分地填充。当使用紧密配合杆时,在管被拉过模具之前,金属杆被插入管中。
紧密配合杆通常有利于在拉拔过程期间保持管的均匀形状和尺寸。紧密配合杆通常为未合金化的金属杆;然而,这不是必需的。可用来形成紧密配合杆的金属的非限制性示例为钽和铌。当使用紧密配合杆时,紧密配合杆可用于每个拉拔过程或用于选定的拉拔过程。在管的高温退火之前,紧密配合杆在使用时被从管移除。管可被加热以有利于从管移除紧密配合杆;然而,这不是必需的。当管被加热以移除紧密配合杆时,Mo-Re合金管通常不加热至高于约1000℃,并且典型地约600-800℃;然而,可以使用其它温度。当管被加热至高于约400-
450℃时,真空、氧气减少环境或惰性环境通常用来将管与大气环境隔绝。如还可以理解的,紧密配合管可另外或备选地在管的形成期间在挤出过程期间使用。一般来讲,在紧密配合杆被从管移除之后,管的内表面和/或外表面被抛光;然而,这不是必需的。
[0165] 在拉细管之前,管通常暴露于氮化步骤;然而,这不是必需的。据发现,当管被拉细至更小的横截面积或直径时,在氮化过程之后形成于管的表面上的氮化物层充当管的润滑层。氮化过程在超过400℃的温度下发生在含氮气氛中。通常,氮化过程在约450-600℃的温度下为约5-15分钟。氮气氛可以是基本上纯净的氮气氛、氮-氢混合物等。
[0166] 在管在烧结过程之后从其原始的外部横截面积或直径拉细超过约35-45%之前,可选地将管退火,如在过程步骤150中所示。如果管在初始地退火之后将被进一步拉细,后续退火过程通常在管的外部横截面积或直径自前一退火过程起被拉细超过约35-45%之前完成。因此,在管的外部横截面积或直径自初始地被烧结或被此前退火起被拉细超过约35-
45%之前,管通常被退火至少一次。这种受控退火有利于防止在拉拔过程期间微裂纹的形成。Mo-Re管的退火过程通常在约1400-1600℃的温度下在真空环境、惰性气氛或氧气减少环境(例如,氢气、氩气、氩气和1-10%的氢气等)中进行约5-60分钟的时段;然而,可以使用其它温度和/或时间。在退火过程期间使用氧气减少环境可用来减少管中的氧气的量。管在其中被退火的室应基本上不含杂质,例如但不限于碳、氧气和/或氮气。退火室通常由在管被退火时不会将杂质施加到管的材料形成。可用来形成退火室的一种非限制性材料为钼
TZM合金。当管的横截面积或直径和厚度在拉拔过程期间变化时,用于退火管的参数可保持恒定或变化。已经发现的是,当退火参数在拉拔过程期间变化时,可实现管的良好的晶粒尺寸特性。在一个非限制性加工布置中,具有约0.015-0.05英寸的壁厚的Mo-Re管的退火温度大体上为约1480-1520℃,持续约5-40分钟的时间段。在另一个非限制性加工布置中,具有约0.008-0.015英寸的壁厚的Mo-Re管的退火温度大体上为约1450-1480℃,持续约5-60分钟的时间段。在另一个非限制性加工布置中,具有约0.002-0.008英寸的壁厚的Mo-Re管的退火温度大体上为约1400-1450℃,持续约15-75分钟的时间段。因此,当壁厚减小时,退火温度相应地降低;然而,可以增加退火的时间。如可以理解的,管的退火温度可随着壁厚减小而降低,但退火时间可随着壁厚减小而保持相同或者也减少。在每个退火过程之后,管中的金属的晶粒尺寸应不大于4ASTM、典型地不大于6ASTM、更典型地不大于7ASTM、并且甚至更典型地不大于约7.5ASTM。7-14ASTM的晶粒尺寸可通过本发明的退火过程来实现。应认为,当退火温度随着壁厚减小而降低时,可以获得小的晶粒尺寸。管中的金属的晶粒尺寸应尽可能均匀。此外,管中的金属的σ相应尽可能多地减少。σ相是在Mo-Re金属合金中的球形、椭圆形或四角形的结晶形状。σ相常常由铼和钼两者形成,典型地具有较大浓度的铼。在管的最终拉拔之后,可以进行管的最终退火以实现管的最终加强;然而,这不是必需的。当使用时,Mo-Re合金的该最终退火过程通常在约1425-1500℃的温度下进行约20-40分钟;然而,可以使用其它温度和/或时间段。晶粒结构可通过使用最终退火过程来改变。
[0167] 在每个退火过程之后,管、杆或其它结构可任选地以很快的速率冷却,以便抑制或防止金属合金中西格玛相的形成;然而,这不是必需的。通常,Mo-Re合金管以约100-400℃/分钟、并且更典型地约200-300℃/分钟的速率冷却。管可通过多种方式冷却(例如,使退火后的管经受冷却气体和/或冷却液体、将退火后的管放入冷藏环境中等)。
[0168] 在每个退火过程之前,管、杆或其它结构任选地被清洁和/或酸洗以从管的表面移除氧化物和/或其它杂质,如在过程步骤140中所示。通常,通过首先使用溶剂(例如,丙酮、甲醇等)和利用Kimwipe(擦拭纸)或其它合适的毛巾擦拭金属合金,并且/或者通过将管至少部分地浸渍或浸没到溶剂中,然后超声清洁该金属合金,来清洁管、杆或其它结构。如可以理解的,管、杆或其它结构可通过其它和/或另外的方式来清洁。在管、杆或其它结构已通过使用溶剂清洁之后,管、杆或其它结构任选地通过使用酸洗过程被进一步清洁。酸洗过程包括使用一种或多种酸来从管、杆或其它结构的表面移除杂质。可用作酸洗溶液的酸的非限制性示例包括但不限于硝酸、乙酸、硫酸、盐酸和/或氢氟酸。酸溶液和酸浓度以及酸洗的时间被选择以移除管表面上的氧化物和其它杂质,而不损坏或过度蚀刻管、杆或其它结构的表面。在酸洗过程期间,管、杆或其它结构被完全地或部分地浸入酸洗溶液中达足够量的时间,以从管、杆或其它结构的表面移除杂质。在管、杆或其它结构已被酸洗之后,通常利用溶剂(例如,丙酮、甲醇等)冲洗管、杆或其它结构,以从管、杆或其它结构移除任何酸洗溶液,然后让管、杆或其它结构干燥。在管被退火之前管、杆或其它结构的清洁从管、杆或其它结构的表面移除杂质和/或其它材料,这些材料在退火过程期间可能变得永久性地嵌入管、杆或其它结构中。这些嵌入的杂质在管、杆或其它结构形成为医疗装置时会不利地影响金属合金的物理特性,和/或会不利地影响医疗装置的操作和/或寿命。如可以理解的,在退火之后和在短芯棒拉拔过程中拉细之前,可再次清洁和/或酸洗管、杆或其它结构;然而,这不是必需的。
[0169] 过程步骤130-150可在必要时重复,直到杆或管被拉细至所需尺寸。在一个非限制性过程中,在被烧结后初始地形成的管具有约0.31英寸加上或减去约0.002英寸的内径、约0.5英寸加上或减去约0.002英寸的外径、以及约0.095英寸加上或减去约0.002英寸的壁
厚。在充分地拉细该管之后,该管具有约0.070英寸的外径、约0.0021-0.00362英寸的壁厚、以及小于约10%的平均同心度偏差。对于可以在血管系统中成功使用的支架来说,当由其它类型的金属合金形成时,这样小的尺寸在此之前是不可能的。通常,支架的壁厚必须为至少约0.0027-0.003英寸,或者支架将不具有足够的径向力以在膨胀后将支架保持在膨胀状态。认为本发明的金属合金能够具有小至约0.0015英寸的壁厚,并且仍然具有足够的径向力以在膨胀后将支架保持在膨胀状态。因此,当管形成为支架时,管的壁厚可被拉细至小于约0.0027英寸以形成支架。如可以理解的,这仅是可通过本发明的过程形成的许多不同尺寸的管的一个示例。
[0170] 一旦将杆或管拉细至其最终尺寸,杆或管通常经清洁(过程步骤140)、退火(过程步骤150),然后再次清洁(过程步骤160)。过程步骤160的清洁步骤可包括仅溶剂清洁,或者也可包括酸洗。
[0171] 在管、杆或其它结构已在过程步骤160中被清洁之后,管、杆或其它结构可任选地被切割成所需医疗装置(例如,如图1中所示支架)的形式。管、杆或其它结构的切割可通过使用激光实现;然而,这不是必需的。当使用激光时,用来切割管、杆或其它结构的激光被选择成使得它具有所需的光束强度。当切割Mo-Re合金时,激光的所需光束强度应足以获得至少约2350℃的切割温度。可使用的激光器的非限制性示例包括脉冲式Nd:YAG掺钕钇铝石榴石(Nd:Y3Al5O12)或CO2激光器。激光对管、杆或其它结构的切割可发生在氧气减少环境中,例如,氩气和1-10体积%的氢气环境;然而,可以使用真空环境、惰性环境或另一种类型的氧气减少环境。在管、杆或其它结构的切割期间,通常将管、杆或其它结构进行稳定,以便在切割过程期间抑制或防止管、杆或其它结构的振动,该振动可导致当管、杆或其它结构被切割时管中微裂纹的形成。管、杆或其它结构可由在切割过程期间不会将污染物引入到管、杆或其它结构的设备来稳定;然而,这不是必需的。在管、杆或其它结构的切割期间振动的平均振幅典型地不超过管、杆或其它结构的壁厚的约50%。因此,对于具有约0.0024英寸的壁厚的管来说,管在切割过程期间的振动的平均振幅不超过约0.0012英寸。
[0172] 在医疗装置已被切割之后,可将医疗装置进一步加工;然而,这不是必需的。所述一个或多个过程可包括但不限于:1)电抛光医疗装置;2)处理医疗装置的一个或多个表面以形成大体上平滑的表面和/或其它类型的表面(例如,锉削、磨光、抛光、磨削、涂布、氮化等);3)利用一种或多种治疗剂至少部分地涂布医疗装置;4)利用一种或多种聚合物至少部分地涂布医疗装置;5)在医疗装置的一个或多个部分上形成一个或多个表面结构和/或微结构;6)在医疗装置的一个或多个部分上插入一个或多个标记;和/或7)对医疗装置的拉直过程。
[0173] 因此将看到,在从前面的描述变得显而易见的目的之中的上述目的将被高效地实现,并且由于可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对上述构造做出某些改变,意图将以上描述中包含的以及在附图中显示的所有内容解释为说明性的而不是限制性的。已经参照优选和备选的实施例描述了本发明。对于本领域技术人员来说,在阅读并理解了本文提供的本发明的详细讨论时,修改和更改将变得显而易见。本发明意图包括落入本发明的范围内的所有这样的修改和更改。还应当理解,以下权利要求书意图覆盖本文所述的本发明的全部一般和特定特征以及本发明范围的全部叙述,作为一种语言表达,该叙述可以说成落入本发明的范围内。
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