一種鈦或鈦合金喉氣管介入支架的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種鈦或鈦合金喉氣管介入支架的制備方法，包括以下步驟：一、平面展開板材的結(jié)構(gòu)和尺寸確定；二、激光雕刻成型：惰性氣體保護(hù)下，采用激光雕刻機(jī)對(duì)待處理板材進(jìn)行激光雕刻；三、平面展開板材加工；四、去渣處理；五、熱定型處理，其處理過程如下：501、裝模：將去渣處理后的平面板材裝入預(yù)先加工好的熱處理模具的成型腔內(nèi)；502、熱處理；六、噴砂處理：采用噴砂機(jī)對(duì)熱處理后的喉氣管介入支架進(jìn)行噴砂處理；七、超聲清洗。本發(fā)明專利技術(shù)方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、實(shí)現(xiàn)方便且使用效果好，能夠有效避免支架在加工過程中發(fā)生氧化，并且所制備介入支架的尺寸精度高且力學(xué)性能優(yōu)良。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于外科植入、介入的鈦或鈦合金支架加工領(lǐng)域，尤其是涉及。
技術(shù)介紹
植入、介入支架最初應(yīng)用于心、腦血管狹窄的微創(chuàng)治療，近年來隨著科技的發(fā)展，支架逐漸應(yīng)用到更多植入領(lǐng)域，如膽管、食道、氣管、生殖、泌尿等。鈦合金具有密度、彈性模量低，比強(qiáng)度、比剛度高，生物相容性好等特點(diǎn)，近年來在 各種醫(yī)療植入器械(如顱骨修復(fù)網(wǎng)板、髓內(nèi)釘、接骨板、種植牙、血管支架等)中得到了廣泛的研究和應(yīng)用。正是基于鈦或鈦合金材料的上述優(yōu)點(diǎn)和已有的成功經(jīng)驗(yàn)，研究人員開始將鈦合金用于制造喉氣管支架。目前，對(duì)于喉氣管切除缺損的治療一般采用外科常用的端端吻合的方法。但這種方法不適用于解決大面積或長(zhǎng)段氣管缺損的治療，經(jīng)過臨床和實(shí)驗(yàn)嘗試，管狀多孔結(jié)構(gòu)更適用于大面積或長(zhǎng)段氣管缺損的治療。而通過對(duì)鈦植入物臨床使用的長(zhǎng)期觀察和研究，表明增加界面粗糙度可以改善間充質(zhì)干細(xì)胞和軟骨細(xì)胞的粘附和增殖、促進(jìn)微血管與淋巴管的進(jìn)入，助于假體與周圍組織之間結(jié)締組織生長(zhǎng)與機(jī)體形成。現(xiàn)如今，獲取含有微型通孔結(jié)構(gòu)的氣管支架處理方法主要有粉末冶金法和編織法兩大類。其中，粉末冶金法是將成孔材料和基體金屬粉末混合，在模具內(nèi)加壓成型，然后去除成孔材料，在真空下高溫?zé)Y(jié)，得到多孔氣管支架。編織法是通過選擇金屬或非金屬細(xì)絲縱橫交錯(cuò)編織而成的網(wǎng)管狀多孔結(jié)構(gòu)。但上述所有方法均存在很大的問題，粉末冶金法制備的氣管支架柔韌性很差，植入后容易碎裂，而且粉末容易脫落造成氣管阻塞等。編織法得到的氣管支架柔韌性較好，但不易獲得指定大小和形狀的微孔結(jié)構(gòu)，不能最大程度上提高組織的附著、增生，兩者結(jié)合能力差。因此，有必要開發(fā)一種新的植入喉氣管支架的制備方法來解決上述問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供，其方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、實(shí)現(xiàn)方便且使用效果好，能夠有效避免支架在加工過程中發(fā)生氧化，并且所制備介入支架的尺寸精度高且力學(xué)性能優(yōu)良。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是，其特征在于該方法包括以下步驟步驟一、平面展開板材的結(jié)構(gòu)和尺寸確定需加工喉氣管介入支架的平面展開板材為一整塊板材，根據(jù)需加工喉氣管介入支架的結(jié)構(gòu)和尺寸，確定所述平面展開板材的結(jié)構(gòu)和尺寸；步驟二、激光雕刻成型先將預(yù)先設(shè)計(jì)并繪制好的需雕刻微孔結(jié)構(gòu)圖案導(dǎo)入激光雕刻機(jī)；之后，在惰性氣體保護(hù)下，采用所述激光雕刻機(jī)對(duì)待處理板材進(jìn)行激光雕刻，并獲得激光雕刻成型的平面板材；所述待處理板材為純鈦板或鈦合金板；所述激光雕刻機(jī)的激光輸出功率為30W 45W，激光輸出頻率為1500Hz 9000Hz，所輸出激光的脈寬為O.1ms O. 5ms ;且進(jìn)行激光雕刻時(shí)，所述激光雕刻機(jī)的激光發(fā)射口與所述平面展開板材的被刻蝕表面間的距離為O. 5mm 1. 2mm,切割速度為70mm/ min 150mm/min;步驟三、平面展開板材加工根據(jù)步驟一中所確定的所述平面展開板材的結(jié)構(gòu)和尺寸，采用切割設(shè)備對(duì)步驟二中激光雕刻成型的平面板材進(jìn)行切割，獲得加工成型的所述平面展開板材；步驟四、去渣處理將步驟三中激光雕刻成型的平面板材，放入呈弱酸性的清洗劑中超聲清洗Imin IOmin后真空干燥；步驟五、熱定型處理，其處理過程如下步驟501、裝模將步驟四中去渣處理后的平面板材，裝入預(yù)先加工好的熱處理模具的成型腔內(nèi)；所述熱處理模具為純鈦模具或鈦合金模具，且所述成型腔的結(jié)構(gòu)和尺寸均與需加工喉氣管介入支架的結(jié)構(gòu)和尺寸一致；本步驟中，所述平面板材裝入所述成型腔后形成待定型的喉氣管介入支架，且所述待定型的喉氣管介入支架的結(jié)構(gòu)和尺寸均與需加工喉氣管介入支架的結(jié)構(gòu)和尺寸一致；步驟502、熱處理采用真空爐或在氬氣保護(hù)下采用熱處理爐，對(duì)步驟501中裝入所述熱處理模具的所述待定型的喉氣管介入支架進(jìn)行熱處理；且進(jìn)行熱處理時(shí)，熱處理時(shí)間為20min 30min，熱處理溫度為300°C 600°C ； 步驟六、噴砂處理采用噴砂機(jī)對(duì)步驟五中熱處理后的喉氣管介入支架進(jìn)行噴砂處理，噴砂處理時(shí)所采用的砂粒由玻璃珠和白色剛玉珠混合形成，且所述砂粒中玻璃珠與白色剛玉珠的體積比為(4 2) (6 8)，所述玻璃珠和白色剛玉珠的粒度均為-200目；噴砂處理時(shí)，噴砂距離為5cm 10cm，噴砂角度為30° 45°，噴砂壓力為 O. 4MPa±0. 02Mpa，且噴砂時(shí)間為 3min 5min ；步驟七、超聲清洗將步驟六中噴砂處理后的喉氣管介入支架，放入呈弱酸性的清洗劑中超聲清洗Imin 5min后真空干燥。上述，其特征是步驟四中所述呈弱酸性的清洗劑由硝酸、氫氟酸、雙氧水和去離子水，按體積比為(4 5. 5) (O. 8 1.8) (O. 3 1. 2) (2. 8 4)的比例均勻混合而成。上述，其特征是步驟七中所述呈弱酸性的清洗劑由硝酸、氫氟酸和去離子水，按體積比為(4 5. 5) (O. 8 1. 8) (3 4. 5)的比例均勻混合而成。上述，其特征是步驟一中所述鈦合金板的材質(zhì)為T1-6A1-4V鈦合金材料、T1-6Al-7Nb鈦合金材料或T1-3Zr-2Sn-3Mo_25Nb鈦合金材料。上述，其特征是步驟二中所述平面展開板材的板厚為O. 2mm O. 5mm,且其不平整度< 3mm/m。上述，其特征是步驟三中所述的惰性氣體為IS氣。上述，其特征是步驟六中所述砂粒中玻璃珠與白色剛玉珠的體積比優(yōu)選為3 7。上述，其特征是步驟三中所述需雕刻微孔結(jié)構(gòu)圖案包括多個(gè)均勻布設(shè)的微孔，所述微孔為孔徑40 μ m 70 μ m的圓形通孔，相鄰兩個(gè)所述微孔之間的間距為80 μ m 250 μ m。上述，其特征是步驟三中所述切割設(shè)備為步驟二中所述的激光雕刻機(jī)。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、制備方法步驟簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便且加工精度高，可得到尺寸精度高的鈦及鈦合金喉氣管支架。2、所需加工制備喉氣管支架的圖案便于整體設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)的圖案容易變更且制備工藝中控制精確、精度高，所選用的原料為生物相容性好的鈦或鈦合金板材。3、制備方法設(shè)計(jì)合理，其制備過程主要包括以下步驟一、平面展開板材的結(jié)構(gòu)和尺寸確定，所選用的純鈦、T1-6A1-4V、T1-6Al-7Nb、T1-3Zr-2Sn-3Mo_25Nb及其它生物醫(yī)用鈦合金材料具有密度、彈性模量低，比強(qiáng)度、比剛度高、生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)；二、平面展開板材加工；三、惰性氣體保護(hù)下，通過激光雕刻機(jī)對(duì)平面展開板材進(jìn)行激光雕刻，具有加工尺寸和形狀容易控制、加工速度快、圖形和結(jié)構(gòu)容易變更等優(yōu)點(diǎn)；四、在混合溶液中進(jìn)行超聲清洗，不僅可以去除加工毛刺和殘?jiān)嗫扇コ趸ぃ逑捶奖闱仪逑葱Ч茫晃濉岫ㄐ吞幚恚芎?jiǎn)單、方便且快捷地得到所需加工喉氣管支架的外形尺寸，使其形狀與需治療的切除部位更加貼近；六、噴砂處理，能有效增加支架表面的粗糙度，使支架表面具有微小沉坑，再配合激光切割的微孔結(jié)構(gòu)，可以改善間充質(zhì)干細(xì)胞和軟骨細(xì)胞的粘附和增殖、促進(jìn)微血管與淋巴管的進(jìn)入，助于假體與周圍組織之間結(jié)締組織生長(zhǎng)與機(jī)體形成；七、超聲清洗， 有效去除雜質(zhì)和氧化層。4、在加工制備的同時(shí)，介入支架的基體保證不被氧化，使得介入支架基體的表面后處理工藝簡(jiǎn)單易行。5、根據(jù)所用鈦及鈦合金板材的不同規(guī)格，合理的選擇激光雕刻機(jī)的加工參數(shù)，使加工出來的喉氣管支架質(zhì)量更好，尺寸精度更高，力學(xué)性本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鈦或鈦合金喉氣管介入支架的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟：步驟一、平面展開板材的結(jié)構(gòu)和尺寸確定：需加工喉氣管介入支架的平面展開板材為一整塊板材，根據(jù)需加工喉氣管介入支架的結(jié)構(gòu)和尺寸，確定所述平面展開板材的結(jié)構(gòu)和尺寸；步驟二、激光雕刻成型：先將預(yù)先設(shè)計(jì)并繪制好的需雕刻微孔結(jié)構(gòu)圖案導(dǎo)入激光雕刻機(jī)；之后，在惰性氣體保護(hù)下，采用所述激光雕刻機(jī)對(duì)待處理板材進(jìn)行激光雕刻，并獲得激光雕刻成型的平面板材；所述待處理板材為純鈦板或鈦合金板；所述激光雕刻機(jī)的激光輸出功率為30W～45W，激光輸出頻率為1500Hz～9000Hz，所輸出激光的脈寬為0.1ms～0.5ms；且進(jìn)行激光雕刻時(shí)，所述激光雕刻機(jī)的激光發(fā)射口與所述平面展開板材的被刻蝕表面間的距離為0.5mm～1.2mm，切割速度為70mm/min～150mm/min;步驟三、平面展開板材加工：根據(jù)步驟一中所確定的所述平面展開板材的結(jié)構(gòu)和尺寸，采用切割設(shè)備對(duì)步驟二中激光雕刻成型的平面板材進(jìn)行切割，獲得加工成型的所述平面展開板材；步驟四、去渣處理：將步驟三中激光雕刻成型的平面板材，放入呈弱酸性的清洗劑中超聲清洗1min～10min后真空干燥；步驟五、熱定型處理，其處理過程如下：步驟501、裝模：將步驟四中去渣處理后的平面板材，裝入預(yù)先加工好的熱處理模具的成型腔內(nèi)；所述熱處理模具為純鈦模具或鈦合金模具，且所述成型腔的結(jié)構(gòu)和尺寸均與需加工喉氣管介入支架的結(jié)構(gòu)和尺寸一致；本步驟中，所述平面板材裝入所述成型腔后形成待定型的喉氣管介入支架，且所述待定型的喉氣管介入支架的結(jié)構(gòu)和尺寸均與需加工喉氣管介入支架的結(jié)構(gòu)和尺寸一致；步驟502、熱處理：采用真空爐或在氬氣保護(hù)下采用熱處理爐，對(duì)步 驟501中裝入所述熱處理模具的所述待定型的喉氣管介入支架進(jìn)行熱處理；且進(jìn)行熱處理時(shí)，熱處理時(shí)間為20min～30min，熱處理溫度為300℃～600℃；步驟六、噴砂處理：采用噴砂機(jī)對(duì)步驟五中熱處理后的喉氣管介入支架進(jìn)行噴砂處理，噴砂處理時(shí)所采用的砂粒由玻璃珠和白色剛玉珠混合形成，且所述砂粒中玻璃珠與白色剛玉珠的體積比為（4～2）︰（6～8），所述玻璃珠和白色剛玉珠的粒度均為?200目；噴砂處理時(shí)，噴砂距離為5cm～10cm，噴砂角度為30°～45°，噴砂壓力為0.4MPa±0.02Mpa，且噴砂時(shí)間為3min～5min；步驟七、超聲清洗：將步驟六中噴砂處理后的喉氣管介入支架，放入呈弱酸性的清洗劑中超聲清洗1min～5min后真空干燥。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉春潮，于振濤，袁思波，余森，韓建業(yè)，牛金龍，張亞峰，皇甫強(qiáng)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西北有色金屬研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：