一种血管支架的强化方法及血管支架技术

本发明专利技术提供一种血管支架的强化方法及血管支架，血管支架包括含锌材料制成的本体，对制成血管支架的锌材料进行离子辐照注入，具体步骤包括：根据临床医学数据，获取理想的血管支架的机械性能指标，包括屈服强度、抗拉强度、断裂延伸率；选定离子注入的类型；通过对照所述理想的血管支架的机械性能指标，确定所述选定离子的注入剂量，注入能量，注入温度，将所述选定离子辐照注入所述锌材料中。本发明专利技术实施例提供的血管支架的强化方法及血管支架，能够强化锌制血管支架的力学性能，具有足够的植入血管径向支撑强度。管径向支撑强度。管径向支撑强度。

【技术实现步骤摘要】
一种血管支架的强化方法及血管支架


[0001]本专利技术涉及医用材料领域，尤其涉及一种血管支架的强化方法及血管支架。

技术介绍

[0002]支架手术作为目前治疗心血管疾病的重要方法，所使用的支架性能很大程度上影响着支架手术的治疗效果。随着对支架技术的研究与发展，在经过金属裸支架和药物涂层支架两代支架技术的发展之后，目前的研究重点为生物可吸收支架。这类支架在植入人体后不断降解，并在完成血管塑性工作之后被人体降解吸收，避免了支架在人体内长期保留引发慢性炎症以及血管再狭窄等问题。
[0003]目前生物可吸收血管支架常使用镁和锌两种材料。虽然两种材料都以被实验证明具有良好的生物相容性以及无害的降解产物，但是镁由于其过于活泼，因此镁支架在人体内仅能维持3
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4个月的结构完整性，这与理想血管支架所要求的降解速率＜0.02mm/yr，机械完整性保持6个月左右的要求不符。锌的化学活泼性相比于镁而言较弱，因此锌支架一般具有较为理想的降解速率，Bowen等人的动物实验表明，纯锌的降解速率为20μm/yr，支架在降解4个月后依旧能保持70％的完整性，并且在植入后期呈现明显的加速降解情况，这使得纯锌在初期拥有较慢的降解速度，从而为早期支撑血管保持完整的结构，而在支撑任务完成后更快的被降解代谢。
[0004]目前，锌制支架的主要问题在于其力学性能较差，不具有足够的径向支撑强度。因此，寻找一种能够对锌起到良好强化作用的方法在推动锌血管支架的临床应用方面具有至关重要的作用。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种血管支架的强化方法，能够强化锌制血管支架的力学性能，具有足够的植入血管径向支撑强度。
[0006]本专利技术实施例所提供的技术方案如下：
[0007]本专利技术实施例提供了一种血管支架的强化方法，所述血管支架包括含锌材料制成的本体，对制成所述血管支架的锌材料进行离子辐照注入，向锌材料中引入空位及其团簇、间隙原子及其团簇、位错环、辐照黑斑、位错线中的至少一种晶体缺陷，从而阻碍锌的位错滑移，提升血管支架的强度，具体步骤包括：S10：根据临床医学数据，获取理想的血管支架的机械性能指标，包括屈服强度、抗拉强度、断裂延伸率；S20：选定离子注入的类型；S30：通过对照所述理想的血管支架的机械性能指标，确定所述选定离子的注入剂量，注入能量，注入温度，将所述选定离子辐照注入所述锌材料中。
[0008]一些实施例中，所述对制成所述血管支架的锌材料进行离子辐照注入，包括：S01:制成所述血管支架之前，对使用的锌材料进行离子注入；或，S02：制成所述血管支架之后，对所述血管支架本体进行离子注入。
[0009]一些实施例中，所述血管支架的强化方法还包括：在步骤S30之后，S40:利用纳米
压痕技术对离子注入之后的锌制血管支架进行硬度测量，以确保符合所述理性支架的机械性能指标中的硬度指标。
[0010]一些实施例中，上述步骤S40包括：S41，根据压痕尺寸效应，所述血管支架的硬度H和当前压痕压入深度h的关系为：其中，H0为材料的宏观本征硬度，h*为特征深度常数，通过当前压痕压入深度，获得所述血管支架在当前深度下的硬度，以判断是否符合所述理性支架的机械性能指标中的硬度指标。S42：根据锌材料硬度H和屈服强度σ的关系：H＝3σ，获得离子注入之后，所述锌材料的屈服强度，以判断是否符合所述理性支架的机械性能指标中的屈服强度指标。
[0011]一些实施例中，所述对制成所述血管支架的锌材料进行离子辐照注入，向锌材料中引入微观缺陷，从而阻碍锌的位错滑移，提升血管支架的强度，包括：根据高能量离子与处于晶格位置上的锌原子相互碰撞出现的点缺陷，计算所述点缺陷在位错滑移平面上引起临界剪切应力，具体采用奥罗万(Orowan)强度模型来确定锌材料强度与微观缺陷之间的关系：式中Δτs为缺陷在位错滑移平面上引起的临界剪切应力变化；α为强度因子，与缺陷尺寸、缺陷类型、注入温度以及应变速率均相关，是一个取值范围为0
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1的常数；μ为基体的切变模量；b是位错的伯氏矢量大小；N是缺陷数密度；d为缺陷直径；通过控制离子注入能量、注入剂量、注入温度，调节锌材料中微观缺陷的尺寸，从而调节所述临界剪切应力值，进而准确控制对锌制血管支架的强化效果。
[0012]一些实施例中，步骤S30具体包括，S31：通过对照所述理想的血管支架的机械性能指标，确定所述选定离子的注入剂量为百万分(ppm)量级以上，注入能量为兆电子伏特(Mev)以上，注入温度为15℃到30℃范围内的室温，将所述选定离子辐照注入所述锌材料中，以确保所述选定离子注入到所述血管支架的预期深度范围内，所述血管支架的预期深度范围为10微米(μm)到100微米(μm)。
[0013]一些实施例中，包括：S111:根据临床医学数据，获取理想的血管支架的机械性能指标，包括屈服强度大于200兆帕(MPa)、抗拉强度300兆帕(MPa)、断裂延伸率15
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18％；S211:选定碳离子注入锌材料：S311：根据步骤S11中的数据，确定碳离子在注入温度为室温、注入能量为6MeV、注入剂量为1x1017ions/cm2的条件下，采用高能辐照的方式向所述血管支架的锌材料中注入碳离子。
[0014]一些实施例中，步骤S20具体包括，S21：选定金属离子钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、钛、钒、铬、锰、镍、锡、铅、铜、银、铂、金中的至少一种离子注入锌材料；或，S22：选定非金属离子氢、硼、碳、氮、氧、氟、硅、磷、硫、氯、砷、硒、溴、碲、碘、砹、氦、氖、氩、氪、氙、氡中的至少一种离子注入锌材料。
[0015]一些实施例中，在所述步骤S30中，所述通过对照所述理想的血管支架的机械性能指标，确定所述选定离子的注入剂量，注入能量，注入温度，将所述选定离子辐照注入所述锌材料中，包括S32：将所述选定离子从至少一个方向均匀辐照注入所述锌材料中。
[0016]本专利技术实施例还提供了一种血管支架，包括锌材料制成的本体，所述锌材料经由上述任一种实施例的血管支架的强化方法进行强化。
[0017]本专利技术实施例所带来的有益效果如下：
[0018]上述实施例中，对制成血管支架的锌材料进行离子辐照注入，向新材料中引入微观缺陷，从而阻碍锌的位错滑移，提升血管支架的强度。采用锌材料制成血管支架，不仅保留了锌材料本身良好的生物可降解性，有效的保证了支架植入血管的后期，血管支架具有70％以上的机械完整性，还能够加强血管支架的力学性能，从而为植入血管的径向提供有力的支撑，并且，由于离子注入的均匀性，支架在曲率较大的血管中工作时能够各个方向上保持良好的力学性能，能够有效地防止支架断裂事故的发生。
[0019]在本专利技术的进一步实施例中，在室温条件下，采用注入能量量为6MeV，注入剂量为1x10
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ions/cm2的C+，辐照注入到锌制血管支架后，通过压痕尺寸效应能研究和模拟，确定锌制血管支架的本征硬度能够提高15％，屈服强度能够提升28本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种血管支架的强化方法，所述血管支架包括含锌材料制成的本体，其特征在于，对制成所述血管支架的锌材料进行离子辐照注入，向锌材料中引入空位及其团簇、间隙原子及其团簇、位错环、辐照黑斑、位错线中的至少一种晶体缺陷，从而阻碍锌的位错滑移，提升血管支架的强度，具体步骤包括：S10：根据临床医学数据，获取理想的血管支架的机械性能指标，包括屈服强度、抗拉强度、断裂延伸率；S20：选定离子注入的类型；S30：通过对照所述理想的血管支架的机械性能指标，确定所述选定离子的注入剂量，注入能量，注入温度，将所述选定离子辐照注入所述锌材料中。2.根据权利要求1所述的血管支架的强化方法，其特征在于，所述对制成所述血管支架的锌材料进行离子辐照注入，包括：S01:制成所述血管支架之前，对使用的锌材料进行离子注入；或，S02：制成所述血管支架之后，对所述血管支架本体进行离子注入。3.根据权利要求1所述的血管支架的强化方法，其特征在于，还包括：在步骤S30之后，S40:利用纳米压痕技术对离子注入之后的锌制血管支架进行硬度测量，以确保符合所述理性支架的机械性能指标中的硬度指标。4.根据权利要求3所述的血管支架的强化方法，其特征在于，步骤S40包括：S41：根据压痕尺寸效应，所述血管支架的硬度H和当前压痕压入深度h的关系为：其中，H0为材料的宏观本征硬度，h*为特征深度常数，通过当前压痕压入深度，获得所述血管支架在当前深度下的硬度，以判断是否符合所述理性支架的机械性能指标中的硬度指标；S42：根据锌材料硬度H和屈服强度σ的关系：H＝3σ，获得离子注入之后，所述锌材料的屈服强度，以判断是否符合所述理性支架的机械性能指标中的屈服强度指标。5.根据权利要求1所述的血管支架的强化方法，其特征在于，所述对制成所述血管支架的锌材料进行离子辐照注入，向锌材料中引入微观缺陷，从而阻碍锌的位错滑移，提升血管支架的强度，包括：根据高能量离子与处于晶格位置上的锌原子相互碰撞出现的点缺陷，计算所述点缺陷在位错滑移平面上引起临界剪切应力，具体采用奥罗万(Orowan)强度模型来确定锌材料强度与微观缺陷之间的关系：式中Δτs为缺陷在位错滑移平面上引起的临界剪切应力变化；α为强度因子，与缺陷尺寸、缺陷类型、注入温度以及应变速率均相关，是一个取值范围为0

【专利技术属性】
技术研发人员：韩文妥，陈启聪，张高伟，殷玉鹏，孙缙泽，刘平平，易晓鸥，詹倩，万发荣，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：