高安全性无镍金属药物洗脱血管支架及其制造方法
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 授权; |
| 专利有效性 | 有效专利 | 当前状态 | 授权 |
| 申请号 | CN202010364623.2 | 申请日 | 2020-04-30 |
| 公开(公告)号 | CN111840659A | 公开(公告)日 | 2020-10-30 |
| 申请人 | 中科益安医疗科技(北京)股份有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 李文; 白树功; | 第一发明人 | 李文 |
| 权利人 | 中科益安医疗科技(北京)股份有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 中科益安医疗科技(北京)股份有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：北京市 | 城市 | 当前专利权人所在城市：北京市顺义区 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：北京市顺义区空港开发区B区安祥大街2号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：101300 |
| 主IPC国际分类 | A61L31/02 | 所有IPC国际分类 | A61L31/02 ; A61L31/14 ; A61L31/16 ; A61L31/08 ; C22C38/58 ; C22C38/44 ; C22C38/02 ; C22C38/42 ; C23C8/26 ; C25F3/24 |
| 专利引用数量 | 21 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 12 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 中原信达知识产权代理有限责任公司 | 专利代理人 | 鲁雯雯; 金龙河; |
| 摘要 | 本 发明 涉及高安全性无镍金属药物洗脱血管 支架 及其制造方法。通过逐级渗氮的方式在制备支架管材时进一步提高材料的氮含量，得到氮含量达到0.8～1.2％的高氮无镍奥氏体不锈 钢 作为支架金属平台材料。通过采用滚动线 接触 式电化学 抛光 ，使支架的表面通过不同取向的晶粒形成微米级凸凹结构，提高了支架金属材料与药物涂层的结合 力 。该血管支架具有高疲劳寿命、高 生物 安全性和高药物涂层与基体结合力的特性。 | ||
| 权利要求 | 1.一种无镍金属药物洗脱血管支架，其特征在于， |
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| 说明书全文 | 高安全性无镍金属药物洗脱血管支架及其制造方法技术领域[0001] 本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及具有长使用寿命和高安全性的无镍金属药物洗脱血管支架及其制造方法。 背景技术[0002] 支架植入术是目前治疗血管狭窄的最有效且安全的手段，经过30多年的发展，支架植入术和支架制造技术已基本成熟。冠脉支架一般采用在金属支架表面制备药物涂层的方法，通过球囊扩张，使支架固定于血管靶病变部位，对病变血管起长期物理支撑的作用，参与血管的血运。但支架植入后仍会有部分患者出现支架段再狭窄、血栓和支架晚期失效。其原因可能与下面因素有关：(1)支架植入过程和植入初期，支架表面的药物涂层脱落产生血栓；(2)支架的长期疲劳导致的支架断裂或塌陷(目前支架设计寿命为10年)；(3)金属过敏患者支架内再狭窄的发生率较高，而金属过敏者以镍过敏居多。 [0003] 为进一步提高支架植入后的安全性和使用寿命，同时为了避免镍过敏引发的支架段再狭窄，材料研究者一直致力于开发更高生物安全性、更好力学性能的支架金属材料。中国科学院金属研究所自主研发的不添加有害镍元素的高氮无镍不锈钢(专利文献1)的成分组成为：Cr：17～22％，Mn：12～20％，Mo：1～3％，Cu：0.5～1.5％，N：0.4～0.7％，Ni：≤0.02％，C：≤0.03％，Si：≤0.75％，S：≤0.01％，P:≤0.025％，Fe：余量。该材料具有高强度、高疲劳强度、高耐腐蚀和组织稳定等特点，作为植入材料具有明显的优势。 [0004] 在支架结构设计和制造技术方面，人们也都在不断追求支架的支撑强度等力学性能的合理匹配，使支架具有更好的临床操作性和临床安全性。在提高药物涂层与基体的结合强度方面，支架制造者们通过表面改性、制备梯度涂层等方法，以求使支架表面的药物涂层更牢固。东北大学的“一种金属材料表面毛化处理的方法”(专利文献2)、四川大学的“具有微米-纳米粗糙结构表面的钛或钛合金材料及制备方法”(专利文献3)等技术对于提高表面积、增加支架与涂层结合牢固度均具有一定的作用。 [0005] 现有技术文献 [0006] 专利文献 [0007] 专利文献1：CN1519387A [0008] 专利文献2：CN101255593A [0009] 专利文献3：CN103668390A 发明内容[0010] 发明所要解决的问题 [0011] 对于铬-锰-氮类高氮无镍奥氏体不锈钢而言，由于锰的饱和蒸气压很高，材料在进行高温热处理时，锰会从约束力较低的自由表面挥发，在表面形成贫锰层。在用于血管支架的薄壁管材的制备过程中，随着热处理次数的增加，管材表面贫锰层不断变厚，当壁厚与贫锰层达到一定比例时，管材开裂。 [0012] 另外，薄壁管材的制备中必然经历形变和热处理这两个过程。由于材料变形抗力大，常规工艺制备的管材难以实现高尺寸精度且易产生裂纹。而且，普通热处理工艺会导致管材表面形成贫锰层，改变表面材料成分、表面不能形成稳定奥氏体且会导致变形过程中的开裂。由此，产品难以满足血管支架领域对不锈钢管材高精度、高稳定性的要求。鉴于上述方面，专利文献1的高氮无镍不锈钢仍存在改善的余地。 [0014] 鉴于现有技术所存在的上述问题，本发明的目的在于，提供具有更长使用寿命和更高安全性的血管支架及其制造方法。 [0015] 用于解决问题的方法 [0016] 为解决上述问题，本发明人对于支架管材以及管材的表面处理方法进行了深入研究，首次得到了以下的发现。利用高氮无镍不锈钢材料的高疲劳强度、高耐腐蚀性能、高组织稳定性以及不含有害镍元素的特性，并进一步通过支架结构设计以及支架金属平台表面的粗糙化处理工艺，能够得到具有更长使用寿命和更高安全性的血管支架。 [0017] 本发明是基于以上的发现而完成的，即，本发明的主旨如下。 [0018] 1.一种无镍金属药物洗脱血管支架，其特征在于， [0019] 所述支架的金属平台材料为高氮无镍奥氏体不锈钢，该金属平台材料的成分组成以重量％计为：Cr：17～20％，Mn：14～18％，Mo：1～3％，N：0.8～1.2％，Si：≤0.75％，Cu：≤0.25％，C：≤0.03％，Si：≤0.01％，P：≤0.025％，Ni：≤0.05％，Fe：余量，[0020] 所述金属平台材料的抗拉强度为1100MPa以上，固溶态时的疲劳强度为570MPa以上，20％冷变形时的疲劳强度为750MPa以上， [0022] 并且，所述金属平台材料在冷变形量达50％时，仍具有单一奥氏体组织，晶粒度≥7级。 [0023] 2.根据上述1所述的无镍金属药物洗脱血管支架，其中，所述支架的所有变形点在压握和扩张变形时的变形量为15～25％，所述支架变形部位的疲劳强度为750MPa以上。 [0024] 3.根据上述1或2所述的无镍金属药物洗脱血管支架，其中，在所述支架金属平台的表面不同取向的晶粒形成微米级凸凹结构，晶粒间的高度差为0.1～0.5μm。 [0025] 4.根据上述1或2所述的无镍金属药物洗脱血管支架，其用于心脑血管。 [0026] 5.根据上述4所述的无镍金属药物洗脱血管支架，其用于冠状动脉。 [0027] 6.一种无镍金属药物洗脱血管支架的制造方法，其特征在于，在支架管材制备时，将氮含量＜0.7重量％的高氮无镍奥氏体不锈钢管坯，通过冷变形和热处理相结合的方式，在管材成型和控制尺寸精度的同时，提高管材中的氮含量至0.8～1.2％并实现表面层无锰挥发， [0028] 在单道次内，实施梯度递减的2～3次冷变形，道次累计变形量≤50％，单次冷变形量≤30％， [0030] 7.根据上述6所述的无镍金属药物洗脱血管支架的制造方法，其中，所述热处理温度为1045～1055℃，施加的气氛中的氮分压为5～30％，其余为惰性气体，炉内压力为1.5～3atm。 [0031] 8.根据上述6或7所述的无镍金属药物洗脱血管支架的制造方法，其中，管材外径≥3.0mm时，每道次实施3次冷变形，每次变形量依次为该道次变形量的45～50％、30～35％和20～25％；管材外径＜3.0mm时，每道次实施2次冷变形，每次变形量依次为该道次变形量的55～60％和40～45％。 [0032] 9.根据上述6或7所述的无镍金属药物洗脱血管支架的制造方法，其中，用激光将所述管材切割成支架金属平台，采用滚动线接触式电化学抛光，将所述支架金属平台与金属电极连续滚动线性接触，通过控制滚动速度，控制支架金属平台表面凸起处的抛光液膜的减薄和破膜速度，对该支架金属平台进行快速均匀地表面精整， [0033] 同时，所述金属电极选择不同于所述支架金属平台的异种惰性金属材料，使所述金属电极与所述支架金属平台以连续滚动线性接触的方式导通，利用所述金属电极与该支架金属平台之间的微电位差，使该支架金属平台的表面通过不同取向的晶粒形成微米级凸凹结构，晶粒间的高度差为0.1～0.5μm。 [0034] 10.根据上述9所述的无镍金属药物洗脱血管支架的制造方法，其中，滚动线接触式电化学抛光中，电化学抛光液的成分包括高氯酸、冰乙酸以及缓蚀剂，高氯酸与冰乙酸的体积比、即高氯酸/冰乙酸为1：4～1：20，缓蚀剂在抛光液中的体积比例为2～8％，电化学处理温度控制在10～40℃，电流密度控制在0.8～1.0A/cm2，抛光滚动速度控制在2～2.5cm/s。 [0035] 11.根据上述9或10所述的无镍金属药物洗脱血管支架的制造方法，其中，所述异种惰性金属材料为铂金或钽。 [0036] 12.根据上述11所述的无镍金属药物洗脱血管支架的制造方法，其中，所述异种惰性金属材料为铂金。 [0037] 发明效果 [0038] 根据本发明，支架金属平台材料采用了具有高疲劳性能和高腐蚀性能的通过逐级渗氮的方式得到的高氮无镍不锈钢材料，由此，使支架金属平台具有高的力学性能和疲劳强度，从而使支架具有更高的疲劳寿命。 [0039] 通过控制支架变形点的变形量的结构设计，进一步提高了支架的疲劳强度，使支架的服役周期更长。 [0040] 此外，通过滚动线接触式电化学抛光对支架金属平台表面进行粗糙化，通过不同取向的晶粒形成微米级凸凹结构，增加了支架金属平台与药物涂层的结合力，使支架表面的药物涂层能够更好的抵抗变形及疲劳可能导致的破坏。由此，支架在变形、输送和服役过程中涂层不易脱落，降低了支架植入初期产生血栓的风险。而且，与利用腐蚀的化学方式的表面粗糙化方法相比，由于本发明的表面粗糙化方法无需引入外来物质，因此安全性更高。此外，本发明的表面粗糙化方法还不存在如毛化、喷砂等物理方式的表面粗糙化方法导致的疲劳寿命降低的问题。 [0041] 另外，支架材料采用高氮无镍奥氏体不锈钢，材料中不主动添加具有致敏、致癌作用的有害镍元素，且材料具有优异的耐腐蚀性能，由此，降低了支架表面药物涂层降解后金属离子溶出或镍过敏可能引发的再狭窄风险。 [0043] 图1是示出实施例1的Φ3.0×0.11mm管材轴向剖面的金相组织照片。其为依据GB/T 6397-2017金属平均晶粒度测量方法，用Zeiss Observer Z1M金相显微镜拍摄的放大倍数为100倍的金相组织照片。 [0044] 图2是示出实施例2的Φ1.8×0.09mm管材轴向剖面的金相组织照片。其为依据GB/T 6397-2017金属平均晶粒度测量方法，用Zeiss Observer Z1M金相显微镜拍摄的放大倍数为100倍的金相组织照片。 [0045] 图3是示出实施例3的Φ4.5×0.19mm管材轴向剖面的金相组织照片。其为依据GB/T 6397-2017金属平均晶粒度测量方法，用Zeiss Observer Z1M金相显微镜拍摄的放大倍数为100倍的金相组织照片。 [0046] 图4是示出实施例4的标称直径2.5mm的支架结构的图。 [0047] 图5是示出本发明的滚动式线接触式电化学抛光装置的示意图。图5A为该抛光装置的主视图。图5B为该抛光装置的俯视图。 [0048] 图6是示出实施例4中采用本发明的方法进行表面修饰后的高氮无镍不锈钢血管支架表面的宏观与微观形貌的图。图6A和图6B为高氮无镍不锈钢血管支架表面的宏观形貌图，其中，图6B为图6A的局部放大图。图6C为高氮无镍不锈钢血管支架表面的微观形貌图。 [0049] 图7是示出实施例5的316L不锈钢血管支架的表面精整、精准成型和表面微图案化后的形貌的图。图7A为316L不锈钢血管支架在金相显微镜下的支架表面形貌图。图7B为316L不锈钢血管支架表面的微观形貌图。 [0050] 图8是示出实施例6的标称直径2.5mm的支架结构的图。 [0051] 图9是示出实施例7的标称直径3.0mm的支架结构的图。 [0052] 图10是示出实施例7的经粗糙化处理后的支架金属平台表面的扫描电镜照片的图。 [0053] 图11是示出实施例7的经粗糙化处理后的支架金属平台表面的激光共聚焦照片的图。 [0054] 图12是示出实施例7的支架表面涂层疲劳后的扫描电镜照片的图。 [0055] 图13是示出经不同表面处理后的支架金属平台表面的涂层牢固度对比结果的图。图13A示出了支架金属平台表面经本发明的粗糙化修饰后喷涂的药物涂层在支架压握扩张后的表面形貌。图13B示出了支架金属平台表面经常规电化学抛光后不经粗糙化修饰而直接喷涂的药物涂层在支架压握扩张后的表面形貌。 具体实施方式[0056] 本发明的支架金属平台材料采用具有高强度、高疲劳强度和高耐腐蚀性能的高氮无镍奥氏体不锈钢，其成分组成以重量％计为：Cr：17～20％，Mn：14～18％，Mo：1～3％，N：0.8～1.2％，Si：≤0.75％，Cu：≤0.25％，C：≤0.03％，Si：≤0.01％，P：≤0.025％，Ni：≤ 0.05％，其余为Fe。 [0057] 为了得到氮含量高且同时抑制了材料中锰挥发的上述本发明的支架金属平台材料，在支架管材制备过程中，在热处理消除冷变形应力实现固溶的同时，通过逐级加压渗氮提高管材中的氮含量。由此，得到的本发明的支架金属平台材料的抗拉强度可达1100MPa以上，疲劳强度为570MPa以上，远高于目前临床使用的主流支架材料的疲劳强度。 [0058] 通过支架结构设计，使支架的所有网丝在压握和扩张变形时的变形量为15～25％，从而使支架变形部位(长期疲劳)的疲劳强度提高至750MPa以上。由此，降低了支架晚期断裂和塌陷的风险，最大限度的提高了支架在体内的长期安全性和有效性，使支架具有更长的疲劳寿命，延长了支架的安全服役周期。 [0059] 此外，本发明的支架金属平台材料在生理盐水和PBS缓冲液中的腐蚀电位可达到1000mV以上，无需通过钝化处理提高其表面耐腐蚀性能。由于本发明的支架金属平台材料具有优异的耐腐蚀性能且材料中不添加具有致敏、致癌作用的有害镍元素，在支架表面药物涂层降解后，金属材料具有高的生物安全性，支架段晚期再狭窄的风险得以降低。 [0060] 支架管材经激光切割成型后采用滚动线接触式电化学抛光的方式实现支架金属平台的表面精整和尺寸控制。电化学抛光中使用的电解抛光液为高氯酸与冰乙酸的混合液，其中添加了少量、例如5％缓蚀剂。通过控制抛光液成分、抛光电流密度和反应温度，使支架表面光滑。同时通过控制电极电位，使不同取向的晶粒具有不同的抛光量，实现支架金属平台表面的微粗糙化，形成0.1～0.5μm的高度差，由此增加了支架金属平台与药物涂层的结合力。 [0061] 采用超声雾化喷涂的方式在支架表面制备具有抑制平滑肌细胞增生的药物涂层，通过控制喷涂工艺和前述支架金属平台表面粗糙化，使支架表面的药物涂层与基体以高强度结合。药物优选雷帕霉素及其衍生物。由此，支架在装配、输送和扩张过程中涂层不会发生破坏或脱落，而且，支架在内皮包覆前，不会因支架的疲劳和血流的冲刷而发生涂层严重破坏，从而降低了支架植入初期产生血栓的风险。 [0062] 本发明的高安全性无镍金属药物洗脱血管支架可用于心脑血管和其它动脉、静脉血管等，优选用于冠状动脉。 [0063] 以下，基于实施例对本发明进行详细说明。但实施例只不过是本发明的例示，不对本发明的范围进行限定。 [0064] 实施例1高氮无镍奥氏体不锈钢无缝薄壁管材1 [0065] 取氮含量为0.62重量％、锰含量为15.4重量％的高氮无镍不锈钢锻造态棒材，经深孔钻机加工制得管坯，管坯尺寸为Φ30×6mm。设计成品管材尺寸为Φ3.0×0.11mm。冷变形道次为17，每道次变形量为40～50％。每道次分三次冷变形，单次变形量依次为该道次变形量的45～50％、30～35％和20～25％。每道次冷变形后对管材表面进行超声清洗，去除表面润滑剂。干燥后装入可抽真空和加压的热处理炉胆内，炉胆材料为2520高温合金，内有三个测温热偶实时监测温度。炉胆内抽真空至10-1Pa后持续抽气10分钟以上，关闭抽真空系统阀门。向炉胆内充入氮气与氩气的混合气体，总气压为0.15MPa，氮气与氩气比例为1:9，即氮分压为10％。当加热炉温度达到1100℃时，将炉胆送入管式加热炉内，待炉胆温度达到1100℃并稳定时计时，保温时间根据装炉量和管材壁厚而定，范围为5～60分钟。在每道次热处理后，对管材进行内外表面机械磨抛处理。 [0066] 成品管材检验结果如下：外径3.0±0.02mm，壁厚0.11±0.01mm，氮含量为0.81重量％，锰含量15.42重量％，屈服强度608MPa、抗拉强度1019MPa、轴向延伸率51％，点蚀电位1000mV。其中，屈服强度、抗拉强度以及延伸率的测定方法如下所述：依据GB/T 228.1-2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法，用Z150力学试验机对金属管材进行拉伸试验。 管材轴向剖面金相组织如图1所示，为单一奥氏体组织，晶粒度≥7级。并且，依据“GB/T3505-2009、GB/T1031-2009、GB/T10610-2009”标准，用Alpha-Step IQ接触式表面形貌仪，对管材的内、外表面粗糙度进行测定，测定结果分别为Ra内＝0.046μm、Ra外＝0.039μm。 [0067] 实施例2高氮无镍奥氏体不锈钢无缝薄壁管材2 [0068] 取氮含量为0.62重量％、锰含量为15.4重量％的高氮无镍不锈钢锻造态棒材，经深孔钻机加工制得管坯，管坯尺寸为Φ30×6mm。设计成品管材尺寸为Φ1.8×0.09mm。冷变形道次为21，每道次变形量为40～50％。管材外径≥3.0mm时，每道次分三次冷变形，每次变形量依次为该道次变形量的45～50％、30～35％和20～25％；管材外径＜3.0mm时，每道次分两次冷变形，每次变形量依次为该道次变形量的55～60％和40～45％。每道次冷变形后对管材表面进行超声清洗，去除表面润滑剂。干燥后装入可抽真空和加压的热处理炉胆内，炉胆材料为2520高温合金，内有三个测温热偶实时监测温度。炉胆内抽真空至10-1Pa后持续抽气10分钟以上，关闭抽真空系统阀门。向炉胆内充入氮气与氩气的混合气体，总气压为0.25MPa，氮气与氩气比例为1:4，即氮分压为20％。当加热炉温度到达1050℃时，将炉胆送入管式加热炉内，待炉胆温度达到1050℃并稳定时计时，保温时间根据装炉量和管材壁厚而定，范围为5～60分钟。在每道次热处理后，对管材进行内外表面机械磨抛处理。 [0069] 成品管材检验结果如下：外径1.8±0.02mm，壁厚0.09±0.01mm，氮含量1.15重量％，锰含量15.45重量％，屈服强度781MPa、抗拉强度1215MPa、轴向延伸率56％，点蚀电位1090mV。其中，屈服强度、抗拉强度以及延伸率的测定方法与实施例1中相同。管材轴向剖面金相组织如图2所示，为单一奥氏体组织，晶粒度≥7级。并且，按照实施例1中所述的粗糙度测定方法测得的管材的内表面粗糙度Ra内＝0.07μm、外表面粗糙度Ra外＝0.05μm。 [0070] 实施例3高氮无镍奥氏体不锈钢无缝薄壁管材3 [0071] 取氮含量为0.62重量％、锰含量为15.4重量％的高氮无镍不锈钢锻造态棒材，经深孔钻机加工制得管坯，管坯尺寸为Φ30×6mm。设计成品管材尺寸为Φ4.5×0.19mm。冷变形道次为15，每道次变形量为40～50％。每道次分三次冷变形，每次变形量依次为该道次变形量的45～50％、30～35％和20～25％。每道次冷变形后对管材表面进行超声清洗，去除表面润滑剂。干燥后装入可抽真空和加压的热处理炉胆内，炉胆材料为2520高温合金，内有三个测温热偶实时监测温度。炉胆内抽真空至10-1Pa后持续抽气10分钟以上，关闭抽真空系统阀门。向炉胆内充入氮气与氩气的混合气体，总气压为0.30MPa，氮气与氩气比例为1:3，即氮分压为25％。当加热炉温度到达1100℃时，将炉胆送入管式加热炉内，待炉胆温度达到1100℃并稳定时计时，保温时间根据装炉量和管材壁厚而定，范围为15～60分钟。在每道次热处理后，对管材进行内外表面磨抛处理。 [0072] 成品管材检验结果如下：外径4.5±0.02mm，壁厚0.19±0.01mm，氮含量为1.08重量％，锰含量15.41重量％，屈服强度711MPa、抗拉强度1112MPa、轴向延伸率55％，点蚀电位1040mV。其中，屈服强度、抗拉强度以及延伸率的测定方法与实施例1中相同。管材轴向剖面金相组织如图3所示，为单一奥氏体组织，晶粒度≥7级。并且，按照实施例1中所述的粗糙度测定方法测得的管材的内表面粗糙度Ra内＝0.058μm、外表面粗糙度Ra外＝0.053μm。 [0073] 实施例4高氮无镍不锈钢血管支架的表面精整和精准成型 [0074] (1)高氮无镍不锈钢血管支架的抛光前表面预处理 [0075] 用激光将实施例2的高氮无镍奥氏体不锈钢无缝薄壁管材切割成冠脉支架，支架结构如图4所示。支架在球囊上的压握直径为0.9mm，支架扩张直径为2.5mm。该支架抛光前需要通过酸洗预处理，去除支架表面因激光加工产生的氧化层。预处理目标是全部去除支架表面的氧化层，避免电化学抛光过程中氧化层对抛光液交换的阻隔。酸洗液为以硫酸和双氧水为主要组成成分的溶液。酸洗过程中控制酸洗液温度在10～50℃。酸洗后用大量流水冲洗支架，以除去支架表面残留的酸洗液。 [0076] (2)高氮无镍不锈钢血管支架的表面精整和精准成型 [0077] 支架表面精整和精准成型是通过本发明的电化学抛光实现的，电化学抛光装置示意图见图5。如图所示，本发明的电化学抛光装置由图5A(抛光装置主视图)和图5B(抛光装置俯视图)来展现。该装置主要由五部分组成，(1)抛光槽，材质为聚丙烯材质或玻璃材质的抛光槽，尺寸可根据抛光件的大小适当调整；(2)阴极板，材质为不锈钢圆板位于抛光槽底部；(3)限位棉，材质为聚丙烯海绵或密胺海绵等，用于限制抛光件与阴极间的距离；(4)抛光挂件或称抛光夹具，材质为铂金细丝，尺寸在0.8～1.2mm，尺寸依抛光管件内径而定；(5)抛光液，抛光液浸没阴极板、限位棉和抛光挂件，抛光件滚动抛光过程保持抛光件完全浸没在抛光液中。 [0078] 本发明的电化学抛光中，抛光液为高氯酸、冰乙酸和缓蚀剂的混合物。其中，高氯酸与冰乙酸的体积比为1：4，缓蚀液占总抛光液体积的2％～8％，抛光温度为15℃，阴极板材质为不锈钢金属，金属电极材料为铂金，抛光电压为15V，依支架尺寸大小而定。 [0079] 具体抛光操作为：阴极置于盛有电化学抛光液的容器底部，阴极上放置多孔海绵状限位板，直径为0.9mm的铂丝穿过支架，通过移动铂丝，使支架以20mm/s的线速度在限位板上匀速滚动，到达预设抛光效果后停止，纯净水清洗支架后，再用NaOH溶液中和支架表面的残余酸性抛光液。抛光后的支架应表面光滑、支架网丝结构均匀、并满足支架标称重量要求，从而实现支架的表面精整和精准成型。 [0080] (3)高氮无镍不锈钢血管支架表面精整和精准成型后的形貌 [0081] 本实施例的经表面精整和精准成型后的高氮无镍不锈钢血管支架表面形貌如图6所示。由该图可知，本发明的表面修饰方法可以使高氮无镍不锈钢血管支架表面被均匀抛光，因此适用于血管支架的表面精整和精密成型。 [0082] 实施例5 316L不锈钢血管支架的表面精整、精准成型和表面微图案化 [0083] (1)316L不锈钢血管支架的抛光前表面预处理 [0084] 316L不锈钢血管支架抛光前需要通过酸洗预处理，去除支架表面因激光加工产生的氧化层。预处理目标是全部去除支架表面的氧化层，避免电化学抛光过程中，氧化层对抛光液交换的阻隔。酸洗液为以硝酸和氢氟酸为主要组成成分的溶液。酸洗过程中控制酸洗液温度在10～50℃。酸洗后用大量流水冲洗支架，以除去支架表面残留的酸洗液。 [0085] (2)316L不锈钢血管支架的表面精整、精准成型和表面微图案化 [0086] 支架表面精整和精准成型是通过电化学抛光实现的，具体电化学抛光方法与实施例4相同。抛光液成分组成、滚动速度、抛光时间等抛光条件与实施例4中相同。抛光温度为15℃，阴极板材质为不锈钢金属，金属电极材料为铂金，抛光电压为25V，依支架尺寸大小而定。抛光过程采用连续线接触滚动抛光的方式，抛光后的支架应满足支架标称重量要求，支架表面出现晶粒取向微图案，从而实现支架的表面精整、精准成型和表面微图案化。 [0087] (3)316L不锈钢血管支架表面精整和精准成型后的形貌 [0088] 本实施例的经表面精整和精准成型后的316L不锈钢血管支架表面形貌如图7所示。由该图可知，本发明的表面修饰方法可以使316L不锈钢血管支架表面在被均匀抛光的同时实现微图案化，因此适用于血管支架的表面精整、精密成型和微图案化。 [0089] 实施例6 [0090] 用表1所示成分的高氮钢棒材，采用实施例2所述的渗氮方法制备支架管材，管坯尺寸为Φ30×6mm。冷变形道次为21次，热处理时炉内压力0.25MPa，氮分压为20％，热处理温度1050℃，保温时间30～5分钟。在每道次热处理后，对管材进行内外表面机械磨抛。依据GB/T20124钢铁氮含量的测定惰性气体熔融热导法(常规方法)，用TCH600氮氢氧分析仪测定管材中的氮含量，测得成品管材氮含量为1.10重量％。依据GB/T 228.1-2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法，用Z150力学试验机对成品管材的拉伸性能进行了测定，测得成品管材的屈服强度为761MPa、抗拉强度为1215MPa、轴向延伸率为56％。依据YY/T 1074外科植入物不锈钢产品点蚀电位，用GAMRY Reference600电化学工作站进行了电化学腐蚀分析，测得管材点蚀电位1090mV。 [0091] 表1.支架管材制备中使用的棒材的化学成分 [0092] [0093] 用激光将该管材切割成冠脉支架，其结构如图8所示。支架在球囊上的压握直径为0.9mm，支架扩张直径为2.5mm。支架在压握和扩张时的网丝变形量为15～25％。经有限元分析，支架的疲劳安全系数为3.77，依据《YY/T 0808-2010血管支架体外脉动耐久性标准测试方法》，用RDTL-0200支架疲劳测试系统测试了支架的疲劳性能。将支架释放于与支架尺寸匹配的半顺应性硅胶管中，管内工作介质为37±2℃的PBS缓冲液，在顺应管内部脉动施加压力，最低压力为75-80mmHg，最高压力为160-165mmHg，脉动频率为45Hz。支架经5.7亿次疲劳(使用寿命15年)后，未发现支架断裂和塌陷。 [0094] 实施例7 [0095] 用表2所示成分的高氮钢棒材，采用如下条件的渗氮方法制备支架管材，管坯尺寸为Φ30×6mm。冷变形道次为21次，热处理时炉内压力0.25MPa，氮分压为20％，热处理温度1050℃，保温时间30～5分钟。在每道次热处理后，对管材进行内外表面机械磨抛处理。成品管材氮含量为1.12重量％，通过与实施例6同样的方法测得的屈服强度为782MPa、抗拉强度为1190MPa、轴向延伸率为54％、管材点蚀电位1060mV。 [0096] 表2.支架管材制备中使用的棒材的化学成分 [0097] [0098] 用激光将该管材切割成冠脉支架金属平台，其结构如图9所示。 [0099] 对得到的冠脉支架金属平台进行如下电化学修饰：阴极置于盛有电化学抛光液的容器底部，阴极上放置多孔海绵状限位板，直径为0.9mm的铂丝穿过支架，通过移动铂丝，使支架以20mm/s的线速度在限位板上匀速滚动，到达预设抛光效果后停止，纯净水清洗支架后，再用NaOH溶液中和支架表面的残余酸性抛光液，使支架金属平台表面微粗糙化。电化学抛光液成分为高氯酸和冰乙酸，成分比例为1：10，电化学抛光液温度35±2℃，电化学电流密度2.3A/cm2。图10和图11分别示出了粗糙化处理后支架金属平台表面的扫描电镜照片和激光共聚焦照片。经测量，粗糙化处理后的支架金属平台表面高度差约0.2μm。然后，在支架表面通过超声雾化喷涂雷帕霉素药物涂层，依据《YY/T0808-2010血管支架体外脉动耐久性标准测试方法》，用RDTL-0200支架疲劳测试系统测试了支架的疲劳性能。将支架释放于与支架尺寸匹配的半顺应性硅胶管中，管内工作介质为37±2℃的PBS缓冲液，在顺应管内部脉动施加压力，最低压力为75-80mmHg，最高压力为160-165mmHg，脉动频率为1.2Hz。将涂层支架在PBS缓冲液中模拟脉动与血流冲刷90天后的涂层形貌示于图12。由该结果可知，本发明的支架涂层未发生脱落和大面积损坏，涂层与基体具有高的结合强度。 [0100] 实验例1经不同表面处理后的支架金属平台表面的涂层牢固度对比 [0101] 支架表面的涂层牢固度指标是药物涂层的一个重要评价指标。本发明采用的涂层牢固度评价方法如下： [0102] (1)实验分组：I组为经常规电化学抛光后的支架(即，实施例4中的抛光前表面预处理后的高氮无镍不锈钢血管支架经常规电化学抛光后的支架)直接喷涂药物涂层，常规电化学抛光是指：用阳极夹持样件局部，通过往复运动实现样件的抛光；II组为经本发明的通过滚动线接触式电化学抛光进行表面粗糙化后的支架(即，实施例4中得到的经表面精整和精准成型后的高氮无镍不锈钢血管支架)直接喷涂药物涂层。支架干燥1天后，经环氧乙烷灭菌并解析7天。 [0103] (2)采用支架系统专用的装配设备—血管支架压握机对I组和II组的药物支架进行压握装配，组成支架系统。 [0104] (3)用压力泵分别将上述装配的支架系统进行扩张处理，标称压力均为12atm。支架卸载后，进行扫描电镜观察，着重观察支架网丝变形量最大部位的涂层形貌。 [0105] 图13示出了对经不同表面处理后的支架金属平台表面喷涂药物涂层后、支架压握扩张后的表面形貌。如图13B所示，经常规电化学抛光后直接喷涂药物涂层时，支架在扩张后局部会出现脱落现象。而如图13A所示，经过本发明的表面修饰后涂层有非常好的结合性能，即使经过较大的往复变形，涂层仍保持良好的形状特征。 |
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