專利名稱：一種降低支架內(nèi)再狹窄發(fā)生率方法及其專用不銹鋼材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冠狀動(dòng)脈支架領(lǐng)域，具體為一種有效降低支架內(nèi)再狹窄發(fā)生率的方法及其專用冠狀動(dòng)脈支架用316L型含銅不銹鋼新材料，其具有有效降低不銹鋼冠狀動(dòng)脈支架植入后發(fā)生支架內(nèi)再狹窄的獨(dú)特功能，可應(yīng)用于冠狀動(dòng)脈支架植入等醫(yī)學(xué)臨床領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
心臟病是威脅人類健康的首要病因之一，現(xiàn)在全世界每年約 有1500萬(wàn)名冠心病患者需要接受先進(jìn)的經(jīng)皮穿刺冠狀動(dòng)脈成形術(shù)(percutaneous transluminal coronaryangioplasty, PTCA)。PTCA具有微創(chuàng)傷、高效性和易重復(fù)進(jìn)行等優(yōu)點(diǎn)，因而成為目前治療心血管狹窄引起冠心病的一種發(fā)展迅速的新方法。PTCA中要用到造型精細(xì)的冠脈支架，其目前主要由316L不銹鋼或鈷基合金加工而成。但大量的臨床觀察結(jié)果表明，PTCA術(shù)后有一定程度的支架內(nèi)再狹窄(英文簡(jiǎn)寫)發(fā)生，尤其是術(shù)后3-6個(gè)月的再狹窄率最初曾高達(dá)30-50%。支架內(nèi)再狹窄已經(jīng)成為PTCA術(shù)推廣應(yīng)用中的一個(gè)關(guān)鍵問題，是制約PTCA發(fā)展的一個(gè)重要因素。隨著人們對(duì)支架內(nèi)再狹窄發(fā)生機(jī)理研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)微創(chuàng)介入治療造成血管壁損傷引發(fā)的動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞增生與遷移以及血栓形成是造成支架內(nèi)再狹窄的兩個(gè)主要原因。為了有效降低冠狀動(dòng)脈支架植入后的再狹窄率，人們通常采用對(duì)支架進(jìn)行表面改性處理。目前，嘗試過的改性處理方法包括藥物包被、基因涂層、放射化處理、內(nèi)皮化處理、聚合物包被等。但是，每種方法均有一定的弊端。例如，藥物包被支架上含有抗血栓劑和抗增殖劑的藥物涂層，很容易在支架輸送過程中，從支架表面脫落，而且支架上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有時(shí)會(huì)影響藥效。目前，大量的研究都集中以高分子材料為載體，將藥物以物理吸附形式包被于冠狀動(dòng)脈金屬支架的表面。雖然這種方法可以有效降低藥物涂層脫落問題，但還不能提供長(zhǎng)期藥物源。隨著涂層中藥物的不斷釋放，沒有持續(xù)的藥源，支架內(nèi)再狹窄問題還會(huì)延遲發(fā)生。基因涂層、內(nèi)皮化處理等表面改性處理支架還只停留在研究階段，放射化處理支架還存在劑量是否可控、半衰期是否適宜等問題。因此，人們?nèi)栽趯ふ野踩煽俊⒎€(wěn)定持久，并自身能有效抑制支架內(nèi)再狹窄的冠狀動(dòng)脈支架用金屬新材料。銅是存在于生物體內(nèi)的必需微量元素,參與體內(nèi)生命活動(dòng)的所有環(huán)節(jié)，具有多種極為重要的生理和生化作用。人體的組織器官中都含有一定量的銅，而且以心、腦、腎、肝中的含量最多。銅能維護(hù)骨骼、血管和皮膚的正常功能，促進(jìn)骨骼、血管和皮膚膠原生成，其中銅對(duì)心血管功能具有重要影響。銅對(duì)維持心血管的正常結(jié)構(gòu)和良好彈性極為重要，含銅的酶是心臟和動(dòng)脈壁中三種主要結(jié)締組織中的必要成分，對(duì)冠心病的形成起到重要抑制作用。世界衛(wèi)生組織推薦，成人每日對(duì)銅的上限攝入量為2_3mg。但世界衛(wèi)生組織調(diào)查顯示，全世界存在缺銅較多的高危人群。例如，目前只有25%的美國(guó)居民日常攝入的銅量達(dá)到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)院食品和營(yíng)養(yǎng)委員會(huì)推薦的合適水平。當(dāng)人體內(nèi)出現(xiàn)銅缺乏時(shí)，由于含銅酶合成減少，心血管會(huì)無(wú)法維持正常的形態(tài)和功能。有研究表明，銅缺乏導(dǎo)致的心房血栓形成最顯著，也見到導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈壞死、冠狀動(dòng)脈血栓形成、心肌壞死和心室鈣化等癥狀的發(fā)生。銅缺乏會(huì)有助于動(dòng)脈平滑肌的遷移、動(dòng)脈彈性組織變性和斷裂、動(dòng)脈平滑肌變性以及心室和冠狀動(dòng)脈瘤的形成。由此可見，如果能夠在心血管中持續(xù)產(chǎn)生微量銅，不僅能夠抑制支架植入后導(dǎo)致的動(dòng)脈平滑肌的增生、遷移以及變性，還能有效降低血栓的形成，有望達(dá)到降低或抑制冠狀動(dòng)脈支架植入后引發(fā)的支架內(nèi)再狹窄的功能。由此可見，由于銅是人體中一種非常重要的微量金屬元素，將其以合金化形式加入到冠狀動(dòng)脈支架用不銹鋼中，有望從材料角度上減少甚至解決冠狀動(dòng)脈支架植入后引起的支架內(nèi)內(nèi)再狹窄問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種降低支架內(nèi)再狹窄發(fā)生率方法及其專用不銹鋼材料， 該材料能夠有效降低現(xiàn)有不銹鋼冠狀動(dòng)脈支架植入后引發(fā)支架內(nèi)再狹窄的發(fā)生率。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種降低支架內(nèi)再狹窄發(fā)生率方法，其特征在于在目前臨床使用的冠狀動(dòng)脈支架材料316L不銹鋼中添加適量的銅元素，銅元素的重量百分含量為2. 0-6. 0%。本發(fā)明還提供了該種方法的專用不銹鋼材料，即一種有效降低支架內(nèi)再狹窄發(fā)生率的冠狀動(dòng)脈支架用316L型含銅不銹鋼新材料，就是在冠狀動(dòng)脈支架用316L不銹鋼的化學(xué)成分基礎(chǔ)上添加適量的銅元素，銅元素的含量為(重量％ ):2. 0-6. 0 (優(yōu)選為3-5),通過冶金方法制備出含銅不銹鋼新材料。在本發(fā)明的冠狀動(dòng)脈支架用不銹鋼新材料的成分設(shè)計(jì)中，銅(Cu)是其中最重要的合金元素之一，其是保證冠狀動(dòng)脈支架用不銹鋼具備降低支架內(nèi)再狹窄功能的必要條件， 也是本發(fā)明的最重要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)。在本發(fā)明中，不銹鋼中的含銅量為2. 0-6. 0 (重量％ )，以保證在特殊熱處理后，不銹鋼基體中能夠均勻彌散地析出富銅相。如果銅含量太低，即使經(jīng)過特殊熱處理，由于沒有達(dá)到銅在不銹鋼中的過飽和含量，所以基體中亦不能析出富銅相，不利于實(shí)際應(yīng)用時(shí)的微量銅離子溶出，因而不會(huì)具備降低冠狀動(dòng)脈支架植入后發(fā)生支架內(nèi)再狹窄的功能。如果銅含量過高，亦會(huì)導(dǎo)致不銹鋼在高溫下就析出富銅相，從而嚴(yán)重影響到不銹鋼自身的熱加工性能。此外，過量的富銅相析出亦會(huì)降低不銹鋼的耐腐蝕性能。本發(fā)明還提供了上述具有降低支架內(nèi)再狹窄功能的冠狀動(dòng)脈支架用含銅不銹鋼新材料的特殊熱處理工藝，其也是本發(fā)明中的一個(gè)重要組成部分。特殊熱處理工藝為在 1000-1100°C保溫0. 5-2h，使不銹鋼中的銅能充分均勻地固溶于基體中，空冷或水冷至室溫后，使不銹鋼中的銅處于過飽和狀態(tài)。然后在600-800°C保溫2-6h，使不銹鋼中析出足夠量的富銅相，并均勻彌散分布。在上述特殊熱處理過程中，溫度與保溫時(shí)間是兩個(gè)非常重要的參數(shù)。如溫度過低，從動(dòng)力學(xué)角度上講，將不利于富銅相的析出，而保溫時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)使析出相的尺寸明顯增大，這均會(huì)影響到不銹鋼的降低再狹窄功能以及其自身的機(jī)械性能。本發(fā)明的冠狀動(dòng)脈支架用316L型含銅不銹鋼新材料經(jīng)過熱處理后，由于不銹鋼基體中均勻彌散分布有富銅相，會(huì)使不銹鋼在血液環(huán)境中持續(xù)溶出微量銅離子，且其溶出量滿足生物安全性要求。由于不銹鋼中微量銅離子的溶出，會(huì)有效抑制因動(dòng)脈平滑肌的增生、遷移和變性以及血栓形成等引發(fā)的冠狀動(dòng)脈支架植入后支架內(nèi)再狹窄的發(fā)生率。
本發(fā)明的有益效果是
1、本發(fā)明提供一種有效降低支架內(nèi)再狹窄發(fā)生率的冠狀動(dòng)脈支架用316L型含銅不銹鋼新材料，其是在冠狀動(dòng)脈支架用316L不銹鋼的化學(xué)成分基礎(chǔ)上添加2. 0-6. 0(重量％)的銅元素，獲得具有降低支架內(nèi)再狹窄功能的冠狀動(dòng)脈支架用新型不銹鋼。2、由本發(fā)明獲得的具有降低支架內(nèi)再狹窄功能的冠狀動(dòng)脈支架用含銅不銹鋼新材料經(jīng)過特殊熱處理后，由于在不銹鋼基體中均勻彌散地分布有富銅析出相，從而使支架在人體血液環(huán)境中能夠持續(xù)溶出微量銅離子，進(jìn)而賦予植入后的冠狀動(dòng)脈支架具有降低支架內(nèi)再狹窄的功能。3、由本發(fā)明獲得的具有降低支架內(nèi)再狹窄功能的含銅不銹鋼新材料可應(yīng)用于冠狀動(dòng)脈支架等醫(yī)學(xué)臨床領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例詳述本發(fā)明。實(shí)施例
本實(shí)施例中，在醫(yī)用316L不銹鋼中添加了不同含量的銅元素，其化學(xué)成分見表1，并采用不同的熱處理工藝，具體見表2。對(duì)所得到的能夠有效降低支架內(nèi)再狹窄發(fā)生率的冠狀動(dòng)脈支架用316L型含銅不銹鋼新材料，以常規(guī)醫(yī)用316L不銹鋼為對(duì)照材料，進(jìn)行了流式細(xì)胞檢測(cè)、動(dòng)態(tài)凝血檢測(cè)以及MTT生物相容性檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2和3。表1 316L型含銅不銹鋼化學(xué)成分(重量％)
權(quán)利要求
1.一種降低支架內(nèi)再狹窄發(fā)生率方法，其特征在于在目前臨床使用的冠狀動(dòng)脈支架材 料316L不銹鋼中添加適量的銅元素，銅元素的重量百分含量為2. 0-6. 0%。
2.—種權(quán)利要求I所述降低支架內(nèi)再狹窄發(fā)生率方法的專用不銹鋼材料，其特征在于所述專用不銹鋼材料是在臨床使用的冠狀動(dòng)脈支架材料316L不銹鋼中添加重量百分含量為2. 0-6. 0%的銅元素。
3.按照權(quán)利要求2所述降低支架內(nèi)再狹窄發(fā)生率方法的專用不銹鋼材料，其特征在于其銅含量重量百分比為3_5%。
4.按照權(quán)利要求2所述降低支架內(nèi)再狹窄發(fā)生率方法的專用不銹鋼材料，其特征在于，不銹鋼的熱處理工藝為 (1)在1000-1100°C保溫0.5-2h，使銅能充分固溶于不銹鋼基體中，空冷或水冷至室溫，使不銹鋼中的銅處于過飽和狀態(tài)； (2)在600-800°C保溫2-6h，使過飽和的銅從基體中析出足夠量的富銅相，富銅相在基體中均勻彌散分布，空冷或水冷至室溫。
全文摘要
本發(fā)明涉及冠狀動(dòng)脈支架領(lǐng)域，具體為一種降低支架內(nèi)再狹窄發(fā)生率方法及其專用不銹鋼材料。本發(fā)明通過在臨床常用冠狀動(dòng)脈支架材料316L不銹鋼中添加適量的銅元素(重量分?jǐn)?shù)2.0-6.0%)，并經(jīng)過特殊熱處理，使銅以一種富銅相的形式從不銹鋼基體中析出，可使支架在臨床環(huán)境中能夠持續(xù)釋放微量銅離子，賦予冠狀動(dòng)脈支架抗再狹窄功能，從而有效降低支架植入后再狹窄的發(fā)生率。本發(fā)明的316L型含銅不銹鋼具有可降低支架植入冠狀動(dòng)脈后引發(fā)支架內(nèi)再狹窄現(xiàn)象的獨(dú)特功能，有助于解決現(xiàn)有不銹鋼冠狀動(dòng)脈支架植入后支架內(nèi)再狹窄發(fā)生率高等臨床問題，可應(yīng)用于冠狀動(dòng)脈支架等醫(yī)學(xué)臨床領(lǐng)域，為冠狀動(dòng)脈支架的發(fā)展和應(yīng)用提供了新的思路和材料基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)C22C38/42GK102618796SQ201110252828
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者任玲, 楊柯 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所