支架金属材料

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1、支架金属材料支架的用途分类 血管内支架（颈动脉、冠状动脉、肾动脉、支架 主动脉、腔静脉） 非血管内支架（胆管内、食管内、气管内）目前用于管腔内支架的医用金属材料，如不锈钢、钴基合金、钛以及钛合金等各品牌冠脉支架材料冠脉支架的理想材料理想材料Compressible Expandable Manufacturable Durable Polymer adhesionMRI compatible RadiopaqueCorrosionresistant BiocompatibleSurfacefinish StrongFlexible冠状动脉支架材料作为血管植入物,冠状动脉支架材料主要应满足以下条

2、件:(1) 生物相容性生物相容性: :支架置入体内后与血液及血管壁接触,良好的生物相容性要求不产生炎症和致敏反应,有效减少急性血栓形成和阻止内膜组织增生,并且具有良好的抗凝血性。冠状动脉支架材料(2) 力学性能力学性能: :支架置入血管后应保证在最小损伤下达到支撑血管的目的,在支架圆周上应具有均匀分布的强度和足够的刚性等力学性能,并具有良好的流体动力学相容性。(3) 柔韧性柔韧性: :支架必须具有足够的柔韧性以便在置入时能够容易地通过弯曲、狭窄的动脉血管到达靶血管位置。冠状动脉支架材料(4) 可视性可视性: :支架在置入时一般采用“X 光”引导,要求材料具有“X 光”可视性。由于需要使用核磁共

3、振成像(MRI) 进行血管造影,要求材料同时具有MRI 可视性。冠状动脉支架材料(5) 良好的扩张性及压缩性良好的扩张性及压缩性: :理想的支架应具有较大的扩张比,使得支架能够压缩到尽可能小,以穿过狭窄的血管通路到达靶血管部位,然后扩张到预先设计的直径。小于设计直径就会增加血栓形成的危险,而过度扩张对血管内膜压迫又会造成弹性损伤。支架材料的特性1 1）生物相容性）生物相容性腐蚀性、致敏性腐蚀性、致敏性CrCr3+3+、NiNi2+2+致敏作用：致敏作用：316L和钴基合金，表面形成Cr2O3 氧化层。其钝化膜稳定，耐蚀性好。NiNi2+2+致癌：致癌：镍钛形状记忆合金特殊的化学组成,即这是一种

4、镍钛等原子合金,含约50%的镍,而已知镍有致癌和促癌作用。在人体中并非绝对的处于中性状态, 一些局部的酸性容易造成金属植入物的腐蚀，所以NiTi合金用于人体最大的问题是合金受到腐蚀后有可能释放出有毒的Ni2+离子。大量实验发现NiTi 合金具有较好的抗腐蚀性。因为表面钛氧化层充当了一种屏障，使Ni-Ti合金具有良好的生物相容性。支架材料的特性2 2）可透视性）可透视性密度密度316L不锈钢的密度为7.75-8.0g/cm3钴铬合金的密度为8.3一9.1g/cm3支架材料的特性3 3）磁性）磁性: :1、外科植入用不锈钢：2、钴基合金：3、镍钛合金：镍钛等原子合金支架材料的特性4)4)径向支撑力

5、径向支撑力强度强度弹性模量（GPa）抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)延伸率(%)硬度(HB)可恢复变形(%)疲劳极限(MPa)316L（固溶态）195-285530-570210-25040-5585-95-钴铬合金221-243820-1200380-78035-55-镍钛合金(A)70-110800-1500-1-2065-682100-800镍钛合金(M)21-69103-1100-60-850-300具有更高强度,使其支柱变薄变细时仍然可以保持径向强度，即径向支撑力，可制成更小的支架,更容易达到血管远端。支架材料的现状支架丝的厚度支架丝的厚度 支架丝的厚度依次为：S670（0.15

6、0mm）、Bx velocity（0.140mm）、Multilink Tetra（0.130mm）。Nir Royal（波士顿公司生产）以及S7（美敦力公司）、LP（IVT公司）、Multilink Pixel（ACS公司）支架丝的厚度均为0.100mm，Jostent（Jomed公司）、Biodivysio ASOC（Biocompatibles公司）支架丝的厚度均为0.090mm，Tenax-XR（百多力公司）、MAC Carbon（AMG公司）、V-flex（Cook公司）支架丝的厚度均为0.080mm，BeStent 2、Carbostent、Diamond Flex AS（Phyt

7、is公司）支架丝的厚度均为0.075mm，市场上最新的产品Multilink-Zeta（ACS公司）支架丝的厚度为0.055mm，Biodivysio SV支架丝的厚度为0.050mm。目前倾向认为支架丝的厚度是影响患者长期预后的重要因素，在不影响支撑力的前提下，尽量减少支架丝厚度。支架材料的现状第1代药物支架和普通的裸金属支架一样主要采用316L 不锈钢作为支架平台。第2代药物支架在支架平台上作了明显的改进，采用钴铬合金作为支架平台，逐渐代替使用了近20 年的316L 不锈钢。其优点:具有更高强度,使其支柱变细时仍然可以保持径向强度;通过外径较小，输送性能相对良好，对血管壁损伤较小；密度高于

8、316L不锈钢,这种更高的密度使其可以设计出支柱更细的支架,具有很好的不透辐射性;更好的可视性及磁共振相容性。这些特征使钴铬支架具有更好的顺应性和柔顺性,从而保证通过难治性冠状动脉病变手术的成功率.这方面的产品是美国Medtronic 公司的Endeavor 和上海微创公司的Firebird 2. 管腔内金属支架球囊扩张式(balloonexpanadable stent)自膨式(selfexpanadable stent)温控式(temperatureexpanadable stent)镍钛形状记忆合金形状记忆材料，形状记忆材料，即将材料在一定条件下进行一定限度以内的变形后，再对材料施加适当

9、的外界条件，材料的变形随之消失而回复到变形前的形状的现象。 一般金属材料收到外力作用后，一般金属材料收到外力作用后，首先发生弹性变形，达到屈服点，金首先发生弹性变形，达到屈服点，金属就产生塑性变形，应力消除后就产属就产生塑性变形，应力消除后就产生了永久变形。生了永久变形。镍钛形状记忆合金记忆合金与医用不锈钢的区别: 记忆合金和不锈钢均有良好的生物相容性, 已广泛地应用于临床, 但记忆合金的记忆效应、超弹性性能和耐疲劳性是不锈钢所不具备的。因此形状记忆合金是医学领域一种理想的生物医用材料。形状记忆效应可分为3种类型：单程形状记忆效应双程形状记忆效应全程形状记忆效应 镍钛形状记忆合金单程形状记忆效

10、应材料在高温下制成某种形状，在低温相时将其任意变形，再加热时恢复为高温相形状，而重新冷却时却不能恢复低温相时的形状。 双程形状记忆效应加热时恢复高温相形状，冷却时恢复低温相形状，即通过温度升降自发可逆地反复恢复高低温相形状的现象，或称为可逆形状记忆效应。 全程形状记忆效应当加热时恢复高温相形状，冷却时变为形状相同而取向相反的高温相形状的现象。只能在富镍的Ti- Ni合金中出现。 形状记忆合金晶体结构变化模型NiTi合金的形状记忆效应要依靠温度的变化来产生宏观的变形，由于其使用温度(体温)是一定的，主要依靠较低的初始温度来调节，这不仅带来了医生操作上的极大麻烦，而且往往容易引起血栓等不良反应。因

11、此，目前在生物医学领域中的应用大部分是利用其超弹性。镍钛合金一般由不同比例的、机械性能完全不同的两种相一奥氏体与马氏体组成。颈动脉支架：属于自扩张支架自扩张支架，采用激光雕刻的方法由镍钛镍钛管材料制成，支架事先处理到需要的尺寸，然后压握到输送鞘管内( 直径1.7mm2.0mm)，由于镍钛材料具有优异的超弹性，支架在很小的鞘管内不会发生塑性变形。输送鞘管到达颈动脉狭窄部位后，后撤鞘管释放支架，支架自行恢复其形状，同时把狭窄的部位撑开。该支架的优点有：支架的短缩率小，释放精确性高；支架具有良好的支撑强度；支架贴壁性好，能与血管自然解剖形态一致，同时减少了血栓形成的风险。 针对颈总动脉和颈内动脉的解

12、剖结构，可以设计锥形支架，以适应由粗的颈总动脉到细的颈内动脉血管结构变化。高技术中的应用高技术中的应用 ： 制造人造卫星天线制造人造卫星天线 Ti-Ni Ti-Ni形状记忆合金制造的人造卫星天线形状记忆合金制造的人造卫星天线美国宇航局的月面天线计划：在室温下用形状记忆合金制成抛物面天线，然后把它揉成直径5厘米以下的小团，放入阿波罗11号的舱内，在月面上经太阳光的照射加热使它恢复到原来的抛物面形状,从而能用空间有限的火箭舱运送体积庞大的天线。工程应用工程应用: :紧固件、连接件、密封垫、管件接头等紧固件、连接件、密封垫、管件接头等 形状记忆合金用作铆钉的工作原理图形状记忆合金用作铆钉的工作原理图形状记忆合金形状记忆合金管接头管接头医疗领域应用医疗领域应用: :牙齿矫形丝、血栓过滤器、动脉瘤牙齿矫形丝、血栓过滤器、动脉瘤夹、接骨板等（夹、接骨板等（Ti-NiTi-Ni合金）合金）支撑性与柔韧性完美协调的Ti-Ni记忆合金食道支架谢谢！谢谢！