用于制造医疗装置如支架的用光吸收剂增强的聚合物短脉冲激光加工制造方法及图纸

激光加工聚合物构造以形成包含生物可吸收的聚合物和在激光加工期间增加激光能量吸收的吸收剂的支架(10)的方法。激光通过多光子吸收机制至少部分地切割管(414)，而聚合物和吸收剂对在激光波长下的光具有非常低的吸收或对其透明。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景
本专利技术涉及激光加工管以形成支架。现有技术描述本专利技术涉及装置如支架的激光加工。激光加工指通过激光与目标材料相互作用完成的材料的去除。一般来说，这些方法包括激光打孔、激光切割和激光刻槽、打标或划片。激光加工方法将光子能量以热能、光化学能或两者的形式输送至目标材料。通过熔化和吹走、直接蒸发/烧蚀或通过用烧蚀形成等离子体来去除材料。当激光加工基材时，能量被转移到基材中。因此，切割边缘以外的区域被能量改变，这影响该区域中的性能。这个区域可以被称为“激光影响区”(LAZ)。一般来说，该区域中性能的改变不利于所制造的装置的正常功能。因此，通常期望减少或消除去除材料以外的能量转移，由此减少或消除改变的范围和受影响区域的大小。关于激光加工的许多医疗应用之一包括制造可径向扩展的人工假体，其适合于植入身体管腔。“人工假体”相当于置于身体内部的人工装置。“管腔”是指管状器官如血管的腔。支架是这种人工假体的实例。支架一般是用来保持开放和有时扩张一段血管或其他解剖学管腔如泌尿管和胆管的圆柱形装置。支架通常用于治疗血管的动脉粥样硬化性狭窄。“狭窄”是指身体的通道或孔口的直径变窄或收缩。这种治疗中，支架强化身体血管并预防脉管系统进行血管成形术后的再狭窄。“再狭窄”是指已经明显成功的治疗(如通过气囊血管成形术、支架置入或瓣膜成形术)后血管或心脏瓣膜中的狭窄的再次出现。用支架治疗患病部位或病灶涉及支架的递送和展开。“递送”是指引导或运送支架穿过身体管腔到需要治疗的血管中的区域，例如病灶。“展开”对应于支架在治疗区域处在管腔内的扩张。支架的递送和展开通过以下步骤完成：将支架放置在导管的一个末端周围、将导管末端通过皮肤插入到身体管腔中、使导管在身体管腔中前进至期望的治疗位置、在治疗位置扩张支架、和将导管从管腔中取出。在气囊扩张支架的情形下，将支架安放在布置于导管上的气囊周围。安放支架一般涉及将支架压缩或卷曲到气囊上。然后通过使气囊充气来扩张支架。然后使气囊泄气并撤回导管。在自扩张支架的情形下，可以通过可缩回的鞘或护套将支架固定至导管。当支架处于期望的身体位置时，可以撤回鞘，从而使得支架自扩张。支架的结构一般由包括现有技术中通常称为撑材或条形臂的互相连接的结构元件的图案或网络的支撑架构成。支撑架可以由线、管或辊压成圆柱形的材料片形成。支撑架可以设计为使得支架可以径向压缩(以允许卷曲)和径向扩张(以允许展开)。已经由许多材料如金属和聚合物制成支架，所述聚合物包括生物可降解聚合材料。生物可降解支架在其中支架在体内有必要存在有限的时间直到完成它预期的功能如实现和维持脉管通畅和/或药物输送的许多治疗应用中是令人期望的。由于它们的临时性质，生物可降解支架通常被称为支撑架。可以通过使用激光加工在管或片材上形成图案来制造支架。尽管基础激光-材料相互作用是相似的，但是在不同类型的材料(如金属、塑料、玻璃和陶瓷)之间存在不同的某些方面，即不同的吸收特性。生物可降解聚合物的性能倾向于对来自激光加工的能量转移非常敏感，这取决于激光波长和功率。当使用激光加工当从生物可降解构造形成生物可降解聚合物支架时，使激光能量对支架图案的聚合物材料的损伤最小化是至关重要的。这需要明智地选择使得以快速高效的方式切割聚合物同时使对聚合物的损伤最小化的激光参数。已经发现，选择参数如脉冲能量、波长和激光脉冲持续时间的组合在确定对材料类型而言最优的工艺条件方面是至关重要的。短脉冲激光器可以以其中聚合物通过产生等离子体羽的多光子过程来吸收能量的方案运行。这个过程的优点是形成小的或薄的LAZ。然而，尽管具有最优的参数，但是对于某些构造、例如用于制成外周支撑架的具有厚壁的构造的情况下切割过程可能比期望的慢。在这些情况下，修改激光参数以增加切割速度可导致不期望的对构造材料的损伤，这可能不利地影响支撑架性能。在一些情况下，需要激光多次通过聚合物以完全切穿，这导致长的加工时间。因此，需要用于增加激光加工速度而不会不利地影响如所制造的支撑架的材料的方法。
技术实现思路
本专利技术的实施方案包括激光加工基材以形成支架的方法，包括：提供包含聚合物和吸收剂的管；和用激光束对聚合物管进行激光加工以形成支撑架，其中激光束具有对来自激光束的激光能量提供多光子吸收的脉冲宽度，其中激光束具有使得聚合物在激光束波长下的消光系数小于聚合物在半激光束波长下的消光系数的5％，其中吸收剂在半激光束波长的±50nm内的波长下具有最大吸光度，并且其中吸收剂增加管中激光能量的吸收，这使得激光束使用4英寸/分钟至20英寸/分钟的激光切割速度以激光束的一次通过来切穿壁以形成支撑架。本专利技术的实施方案包括激光加工基材以形成支架的方法，包括：提供包含聚(L-丙交酯)(PLLA)和吸收剂的管；用具有1至12皮秒的脉冲宽度和具有515nm或532nm的激光波长的激光束对聚合物管进行激光加工，其中吸收剂在200nm至300nm的范围内具有最大吸光度和为该范围内的聚合物的至少两倍的消光系数，并且其中吸收剂增加激光能量的吸收，这使得激光加工使用4英寸/分钟至20英寸/分钟的激光切割速度以激光束的一次通过来切穿壁以形成包含结构元件的支撑架。本专利技术的实施方案包括激光加工基材以形成支架的方法，包括：提供包含生物可吸收的脂肪族聚酯聚合物和吸收剂；和用激光束对聚合物管进行激光加工以形成支撑架，其中激光束具有对来自激光束的激光能量提供多光子吸收的脉冲宽度，其中聚合物对激光束的波长下的激光能量是透明的，并且其中在半激光束波长下吸收剂具有为聚合物的至少100倍的重量百分比消光系数，并且其中吸收剂增加激光束对聚合物的烧蚀。附图说明图1描述支架。图2描述用于激光加工管的机器控制系统。图3描述其中激光束与管相互作用的区域的特写轴向视图。图4描述聚合物和吸收剂的样品根据激光波长的吸光度。具体实施方式本专利技术的实施方案涉及激光加工聚合物构造以制造厚壁支撑架如外周血管中使用的那些支撑架的方法。更具体地，这些实施方案涉及在厚壁支撑架的制造中增加激光加工管的速度。通过在构造材料中包含增加管材料的激光能量吸收而不会不利地影响支撑架的聚合物材料的机械性能、生物相容性或吸收性能的吸收剂来实现增加。可以在不改变任何激光参数或激光参数如脉冲持续时间或宽度、波长、脉冲能量的任意组合的情况下实现激光能量吸收的增加。通常，支架本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工基材以形成支架的方法，其包括：提供包含聚合物和吸收剂的管；和用激光束对聚合物管进行激光加工以形成支撑架，其中所述激光束具有提供来自激光束的激光能量的多光子吸收的脉冲宽度，其中所述激光束具有使得所述聚合物在激光束波长下的消光系数小于所述聚合物在半激光束波长下的消光系数的5％的波长，其中所述吸收剂在半激光束波长的±50nm内的波长下具有最大吸光度，和其中所述吸收剂增加所述管中激光能量的吸收，这允许激光束使用4英寸/分钟至20英寸/分钟的激光切割速度以激光束的一次通过来切穿壁以形成支撑架。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.13 US 13/802,1891.一种激光加工基材以形成支架的方法，其包括：
提供包含聚合物和吸收剂的管；和
用激光束对聚合物管进行激光加工以形成支撑架，
其中所述激光束具有提供来自激光束的激光能量的多光子吸收的脉冲宽
度，
其中所述激光束具有使得所述聚合物在激光束波长下的消光系数小于所
述聚合物在半激光束波长下的消光系数的5％的波长，
其中所述吸收剂在半激光束波长的±50nm内的波长下具有最大吸光度，
和
其中所述吸收剂增加所述管中激光能量的吸收，这允许激光束使用4英
寸/分钟至20英寸/分钟的激光切割速度以激光束的一次通过来切穿壁以形成
支撑架。
2.权利要求1所述的方法，其中所述吸收剂在所述激光束的波长下对所述激
光束是透明的。
3.权利要求1所述的方法，其中所述聚合物是脂肪族聚酯聚合物。
4.权利要求1所述的方法，其中所述管的壁具有大于180微米的厚度。
5.权利要求1所述的方法，其中所述管的壁具有100至160微米的厚度。
6.权利要求1所述的方法，其中所述吸收剂在半激光束波长下的消光系数或
重量百分比消光系数为在激光束波长下的消光系数或重量百分比消光系数的至
少5倍。
7.权利要求1所述的方法，其中所述吸收剂在半激光束波长下的消光系数或
重量百分比消光系数为所述聚合物在半激光束波长下的消光系数或重量百分比
消光系数的至少5倍。
8.权利要求1所述的方法，其中所述吸收剂在半激光束波长下的消光系数为
在激光束波长下的消光系数的至少5倍。
9.权利要求1所述的方法，其中所述管中所述吸收剂的含量为0.001至0.1
重量％。
10.权利要求1所述的方法，其中所述脉冲宽度为80飞秒至20皮秒。
11.权利要求1所述的方法，其中所述管在半激光波长下的吸光度是不含所
述吸收剂的管的吸光度的至少2至10倍。
12.权利要求1所述的方法，其中所述吸收剂包括包含苯环的化合物。
13.权利要求1所述的方法，其中所述吸收剂包括丁羟甲苯(BHT)或...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·D·帕塞蒂，乔尔·哈林顿，
申请(专利权)人：雅培心血管系统有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US