本發(fā)明涉及可吸收支架，特別是一種血管內(nèi)生物可吸收純鎂支架的制備方法。

背景技術：

1、可生物降解純鎂及其合金植入物的性能與其組織相容性、腐蝕類型和腐蝕速率、物理性能及其使用的可靠性有關。高壓扭轉(hpt)和等通道角壓制(ecap)等重塑性變形(spd)技術，特別是基于等通道角壓制(ecap)的扭曲通道角壓制(tcap)方法，通過對純鎂結構的晶粒細化和均質化的影響，能夠改善純鎂及其合金基植入物的性能。目前世界上尚無純鎂材料的血管內(nèi)可吸收支架，原因在于純鎂材料的物理性能不足。但我們經(jīng)過反復研究，開發(fā)出了純鎂金屬的血管內(nèi)生物可吸收支架。現(xiàn)將有關研發(fā)背景技術予以簡述。

2、通過spd加工引入的晶粒細化也可能軟化鎂。純鎂在室溫下表現(xiàn)出相反的霍爾-佩奇行為，因此低于一定水平的晶粒細化會降低其強度，超細晶粒純鎂的強度降低與延展性的顯著增加有關。我們通過hpt處理并在室溫下測試純鎂拉伸樣品發(fā)現(xiàn)，這種spd技術產(chǎn)生的平均晶粒尺寸僅為0.32μm，但伸長率甚至高達360％。這種特殊的伸長率歸因于純鎂中細粒晶界滑動的發(fā)生。我們發(fā)現(xiàn)，對于大于4μm的晶粒尺寸，變形是孿生控制的，數(shù)據(jù)遵循h(huán)all-petch關系。然而，對于小于4μm的晶粒尺寸，流動應力關系(σ，與晶粒尺寸d)存在斷裂，數(shù)據(jù)遵循晶界滑動機理預測的關系，稱作滑移控制。由于hpt加工通常在室溫下進行，因此可以防止晶粒生長，并且最終晶粒尺寸小于ecap中的晶粒尺寸。例如，在高溫下通過ecap加工的純鎂中，最終晶粒尺寸大于10μm，而在室溫下通過hpt加工的純鎂中，晶粒尺寸小于1μm。

3、在孿晶控制狀態(tài)(粗晶粒)中，延展性隨著晶粒尺寸的增加而降低，而在滑移控制狀態(tài)(細晶粒和超細晶粒)中觀察到相反的趨勢，即延展性隨著晶粒尺寸的減小而降低。在晶粒尺寸范圍內(nèi)觀察到延展性峰值。

4、純鎂是對這一趨勢的例外，因為在滑移控制狀態(tài)下，這些材料表現(xiàn)出更高的延展性，同時晶粒尺寸減小。通過hpt處理的樣品數(shù)據(jù)顯示整體性能有所提高?？梢垣@得更高的強度和更低的腐蝕速率。通過hpt加工的純鎂及其合金的這種性能的提高，歸因于hpt能夠促進顯著的晶粒細化和結構均一化。

5、通過hpt進行加工比其他加工技術能更有效地進行晶粒細化和結構均一化。我們發(fā)現(xiàn)：通過晶粒細化，鎂及其合金的機械性能得到了顯著改善。在通過spd加工的細晶粒和超細晶粒鎂中觀察到高強度和出色的延展性。隨著鎂及其合金中晶粒尺寸的減小，spd處理后耐腐蝕性有所提高。生物相容性測試和體內(nèi)研究顯示，spd加工對鎂的生物反應沒有不利影響。高壓扭轉還可用于生產(chǎn)具有更高強度和摻入生物活性顆粒的鎂基復合材料。總之，spd加工，以獲得鎂中具有超細晶粒的均勻結構。

6、另外，許多通過ecap處理材料的研究未能產(chǎn)生具有超細(小于1μm)尺寸的晶粒。所以，大多數(shù)研究報告說，spd使耐腐蝕性變差。這證明他們使用了晶粒結構不是超細的樣品。我們的研究表明，減小晶粒尺寸可以降低腐蝕速率。這一觀察結果支持了以下理論：在腐蝕過程中，晶粒內(nèi)部充當陰極，晶界充當陽極，陰極和陽極面積分數(shù)之間的比率減小可以降低腐蝕速率。同樣明顯的是，通過hpt生產(chǎn)的樣品顯示出更小的晶粒尺寸和更低的腐蝕速率。這歸因于通常進行hpt的較低溫度和施加的較大應變量。前者減小了晶粒尺寸，后者增加了結構的。

7、研究表明，通過ecap處理的樣品的數(shù)據(jù)與未處理的材料沒有明顯差異。數(shù)據(jù)范圍表明強度略有增加，但腐蝕速率也略均勻性有增加。一個值得注意的趨勢是，通過hpt處理的樣品數(shù)據(jù)顯示整體性能有所提高。這些樣品的數(shù)據(jù)范圍擴展到更高的強度和更低的腐蝕速率。通過hpt加工的鎂及其合金的這種性能的提高歸因于hpt能夠促進顯著的晶粒細化和結構均一化。

8、本發(fā)明利用spd，特別是hpt對純鎂進行了進一步的加工，獲得了需要的純鎂薄壁管，并經(jīng)激光雕刻制作出了生物可吸收純鎂支架。具有良好的物理性能和生物相容性及耐腐蝕性，可用于心腦血管、空腔臟器等領域，也可用于電子、航空航天等工業(yè)領域。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，設計了一種血管內(nèi)生物可吸收純鎂支架的制備方法。

2、實現(xiàn)上述目的本發(fā)明的技術方案為，一種血管內(nèi)生物可吸收純鎂支架的制備方法，包括對純鎂材料的以下加工處理步驟：

3、步驟一：進行等通道角壓(ecap)處理；

4、步驟二：進行高壓扭轉擠壓(hpte)處理；

5、步驟三：拉拔薄壁管；

6、步驟四：支架設計；

7、步驟五：激光雕刻；

8、步驟六：拋光、清洗和表面處理；

9、步驟七：等離子體化學氣相tio2表面沉積。

10、作為本技術方案的進一步描述，所述步驟一中，純鎂材料為99.9％-99.99999％純度，制成10-50mmx100-500mm的棒材，首先對純鎂進行ecap加工處理，在250-300℃下處理1-5次，并在200-250℃下處理1-10次，用于ecap處理的模具具有兩個通道，分別以102-120°角相交，并以15-25°角呈外曲率弧性扭轉，通過沿垂直通道加熱器對整個模具進行均勻加熱，并在通道的交叉點監(jiān)測溫度，在每次新通過之前，始終將樣品沿縱軸同一方向旋轉90°來執(zhí)行所有多次壓制，樣品以10-30mm/min的速度壓入ecap模具。

11、作為本技術方案的進一步描述，所述步驟二中，所述純鎂材料進行高壓扭轉擠壓(hpte)處理，將鎂材料在300-500℃下退火30min，然后爐內(nèi)冷卻；退火后，樣品在150-200℃下以3：1的擠出比擠出。

12、作為本技術方案的進一步描述，所述步驟二中，擠出后，在180-200℃下以6-12mm/min(v6)的平移速度和0.6-1.2rpm的轉速，通過hpte處理，處理圈數(shù)為1-10圈。

13、作為本技術方案的進一步描述，所述步驟三中，所述純鎂材料在280-300℃下退火30min，然后爐內(nèi)冷卻，再在200℃下以3：1擠壓比進行擠壓拉拔，得到直徑0.1-0.15mm，長度2米的薄壁管材，管壁厚度誤差<5微米。

14、作為本技術方案的進一步描述，所述步驟四中，所述純鎂材料進行支架圖案設計，該設計企圖增加支架的柔韌度和順應性，使支架易于通過狹窄及扭曲鈣化病變，便于臨床使用。

15、作為本技術方案的進一步描述，所述步驟五中，對所述純鎂薄壁管依據(jù)上述設計圖案進行激光雕刻。

16、作為本技術方案的進一步描述，所述步驟六中，對所述純鎂支架進行拋光、清洗和進行表面處理，在自動化拋光機拋光液中進行拋光處理10分鐘，沖洗后再在丙酮和乙醇液中超聲清洗各10分鐘，去離子雙蒸水超聲清洗10分鐘，在氬氣中60℃烘干備用。

17、作為本技術方案的進一步描述，所述步驟七中，對所述純鎂支架表面進行射頻等離子體增強化學氣相鈦沉積，使用射頻等離子體增強化學氣相沉積方法，在純鎂合金支架表面沉積鈦涂層，在400v負自偏壓下，在20pa混合甲烷和異丙醇鈦控制室形成10-17％鈦含量工作氣氛，沉積前，純鎂合金支架在丙酮浴中超聲清洗10分鐘，然后在無水乙醇浴中清洗10分鐘，三蒸去離子水清洗后烘干10分鐘；然后立即轉移到pecvd系統(tǒng)的腔室中，沉積過程包括上料、等離子清洗、等離子沉積和卸載步驟；系統(tǒng)連接到頻率為600mhz的rfx-13.56射頻發(fā)生器上，沉積室經(jīng)過抽空，使基礎壓力為10-8torr，使用質量流量分別為90sccm和50sccm的氬氣和氧氣進行等離子體清潔10分鐘。

18、作為本技術方案的進一步描述，所述步驟七中，在清洗步驟中，峰值電壓為400±10v，rf功率為80±10w，直流偏置為-140±10v；然后使用1.6-3sccm異丙醇鈦和90sccm的甲烷沉積ti涂層；沉積時間40-60分鐘，電壓300±10v，射頻功率120±10w，和直流偏置-400±10v；在清潔和沉積步驟中，總壓力保持在20pa，由baratron壓力表監(jiān)控測量。

19、在不同處理功率和時間下，對純鎂材料進行等離子體處理，在等離子體氧化樣品的表面上分別生成了一層島狀納米結構tio2層和凹坑狀納米結構tio2層。我們發(fā)現(xiàn)具有粗糙氧化層的等離子體沉積氧化樣品形成更高的潤濕性，呈現(xiàn)出優(yōu)異的血液相容性，這些發(fā)現(xiàn)表明tio2等離子體改性是促進生物醫(yī)學純鎂表面血液相容性的實用方法。

20、其有益效果在于，本技術方案制備方法制備得到的純鎂支架，具有優(yōu)異的物理機械性能，良好的生物相容性和抗腐蝕性，完全滿足臨床可吸收支架植入的性能指標要求，具有良好的順應性和操控性能，易于通過狹窄和扭曲病變，可用于心血管、腦血管、外周血管和空腔臟器等的支架植入需求，將成為臨床醫(yī)生喜歡使用的可吸收純鎂支架，也將為廣大患者帶來福音。