一种钛或钛合金喉气管介入支架的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钛或钛合金喉气管介入支架的制备方法，包括以下步骤：一、平面展开板材的结构和尺寸确定；二、激光雕刻成型：惰性气体保护下，采用激光雕刻机对待处理板材进行激光雕刻；三、平面展开板材加工；四、去渣处理；五、热定型处理，其处理过程如下：501、装模：将去渣处理后的平面板材装入预先加工好的热处理模具的成型腔内；502、热处理；六、喷砂处理：采用喷砂机对热处理后的喉气管介入支架进行喷砂处理；七、超声清洗。本发明专利技术方法步骤简单、设计合理、实现方便且使用效果好，能够有效避免支架在加工过程中发生氧化，并且所制备介入支架的尺寸精度高且力学性能优良。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于外科植入、介入的钛或钛合金支架加工领域，尤其是涉及。
技术介绍
植入、介入支架最初应用于心、脑血管狭窄的微创治疗，近年来随着科技的发展，支架逐渐应用到更多植入领域，如胆管、食道、气管、生殖、泌尿等。钛合金具有密度、弹性模量低，比强度、比刚度高，生物相容性好等特点，近年来在 各种医疗植入器械(如颅骨修复网板、髓内钉、接骨板、种植牙、血管支架等)中得到了广泛的研究和应用。正是基于钛或钛合金材料的上述优点和已有的成功经验，研究人员开始将钛合金用于制造喉气管支架。目前，对于喉气管切除缺损的治疗一般采用外科常用的端端吻合的方法。但这种方法不适用于解决大面积或长段气管缺损的治疗，经过临床和实验尝试，管状多孔结构更适用于大面积或长段气管缺损的治疗。而通过对钛植入物临床使用的长期观察和研究，表明增加界面粗糙度可以改善间充质干细胞和软骨细胞的粘附和增殖、促进微血管与淋巴管的进入，助于假体与周围组织之间结缔组织生长与机体形成。现如今，获取含有微型通孔结构的气管支架处理方法主要有粉末冶金法和编织法两大类。其中，粉末冶金法是将成孔材料和基体金属粉末混合，在模具内加压成型，然后去除成孔材料，在真空下高温烧结，得到多孔气管支架。编织法是通过选择金属或非金属细丝纵横交错编织而成的网管状多孔结构。但上述所有方法均存在很大的问题，粉末冶金法制备的气管支架柔韧性很差，植入后容易碎裂，而且粉末容易脱落造成气管阻塞等。编织法得到的气管支架柔韧性较好，但不易获得指定大小和形状的微孔结构，不能最大程度上提高组织的附着、增生，两者结合能力差。因此，有必要开发一种新的植入喉气管支架的制备方法来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供，其方法步骤简单、设计合理、实现方便且使用效果好，能够有效避免支架在加工过程中发生氧化，并且所制备介入支架的尺寸精度高且力学性能优良。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是，其特征在于该方法包括以下步骤步骤一、平面展开板材的结构和尺寸确定需加工喉气管介入支架的平面展开板材为一整块板材，根据需加工喉气管介入支架的结构和尺寸，确定所述平面展开板材的结构和尺寸；步骤二、激光雕刻成型先将预先设计并绘制好的需雕刻微孔结构图案导入激光雕刻机；之后，在惰性气体保护下，采用所述激光雕刻机对待处理板材进行激光雕刻，并获得激光雕刻成型的平面板材；所述待处理板材为纯钛板或钛合金板；所述激光雕刻机的激光输出功率为30W 45W，激光输出频率为1500Hz 9000Hz，所输出激光的脉宽为O.1ms O. 5ms ;且进行激光雕刻时，所述激光雕刻机的激光发射口与所述平面展开板材的被刻蚀表面间的距离为O. 5mm 1. 2mm,切割速度为70mm/ min 150mm/min;步骤三、平面展开板材加工根据步骤一中所确定的所述平面展开板材的结构和尺寸，采用切割设备对步骤二中激光雕刻成型的平面板材进行切割，获得加工成型的所述平面展开板材；步骤四、去渣处理将步骤三中激光雕刻成型的平面板材，放入呈弱酸性的清洗剂中超声清洗Imin IOmin后真空干燥；步骤五、热定型处理，其处理过程如下步骤501、装模将步骤四中去渣处理后的平面板材，装入预先加工好的热处理模具的成型腔内；所述热处理模具为纯钛模具或钛合金模具，且所述成型腔的结构和尺寸均与需加工喉气管介入支架的结构和尺寸一致；本步骤中，所述平面板材装入所述成型腔后形成待定型的喉气管介入支架，且所述待定型的喉气管介入支架的结构和尺寸均与需加工喉气管介入支架的结构和尺寸一致；步骤502、热处理采用真空炉或在氩气保护下采用热处理炉，对步骤501中装入所述热处理模具的所述待定型的喉气管介入支架进行热处理；且进行热处理时，热处理时间为20min 30min，热处理温度为300°C 600°C ； 步骤六、喷砂处理采用喷砂机对步骤五中热处理后的喉气管介入支架进行喷砂处理，喷砂处理时所采用的砂粒由玻璃珠和白色刚玉珠混合形成，且所述砂粒中玻璃珠与白色刚玉珠的体积比为(4 2) (6 8)，所述玻璃珠和白色刚玉珠的粒度均为-200目；喷砂处理时，喷砂距离为5cm 10cm，喷砂角度为30° 45°，喷砂压力为 O. 4MPa±0. 02Mpa，且喷砂时间为 3min 5min ；步骤七、超声清洗将步骤六中喷砂处理后的喉气管介入支架，放入呈弱酸性的清洗剂中超声清洗Imin 5min后真空干燥。上述，其特征是步骤四中所述呈弱酸性的清洗剂由硝酸、氢氟酸、双氧水和去离子水，按体积比为(4 5. 5) (O. 8 1.8) (O. 3 1. 2) (2. 8 4)的比例均匀混合而成。上述，其特征是步骤七中所述呈弱酸性的清洗剂由硝酸、氢氟酸和去离子水，按体积比为(4 5. 5) (O. 8 1. 8) (3 4. 5)的比例均匀混合而成。上述，其特征是步骤一中所述钛合金板的材质为T1-6A1-4V钛合金材料、T1-6Al-7Nb钛合金材料或T1-3Zr-2Sn-3Mo_25Nb钛合金材料。上述，其特征是步骤二中所述平面展开板材的板厚为O. 2mm O. 5mm,且其不平整度< 3mm/m。上述，其特征是步骤三中所述的惰性气体为IS气。上述，其特征是步骤六中所述砂粒中玻璃珠与白色刚玉珠的体积比优选为3 7。上述，其特征是步骤三中所述需雕刻微孔结构图案包括多个均匀布设的微孔，所述微孔为孔径40 μ m 70 μ m的圆形通孔，相邻两个所述微孔之间的间距为80 μ m 250 μ m。上述，其特征是步骤三中所述切割设备为步骤二中所述的激光雕刻机。本专利技术与现有技术相比具有以下优点1、制备方法步骤简单、实现方便且加工精度高，可得到尺寸精度高的钛及钛合金喉气管支架。2、所需加工制备喉气管支架的图案便于整体设计，所设计的图案容易变更且制备工艺中控制精确、精度高，所选用的原料为生物相容性好的钛或钛合金板材。3、制备方法设计合理，其制备过程主要包括以下步骤一、平面展开板材的结构和尺寸确定，所选用的纯钛、T1-6A1-4V、T1-6Al-7Nb、T1-3Zr-2Sn-3Mo_25Nb及其它生物医用钛合金材料具有密度、弹性模量低，比强度、比刚度高、生物相容性好等优点；二、平面展开板材加工；三、惰性气体保护下，通过激光雕刻机对平面展开板材进行激光雕刻，具有加工尺寸和形状容易控制、加工速度快、图形和结构容易变更等优点；四、在混合溶液中进行超声清洗，不仅可以去除加工毛刺和残渣，亦可去除氧化皮，清洗方便且清洗效果好；五、热定型处理，能简单、方便且快捷地得到所需加工喉气管支架的外形尺寸，使其形状与需治疗的切除部位更加贴近；六、喷砂处理，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结构，可以改善间充质干细胞和软骨细胞的粘附和增殖、促进微血管与淋巴管的进入，助于假体与周围组织之间结缔组织生长与机体形成；七、超声清洗， 有效去除杂质和氧化层。4、在加工制备的同时，介入支架的基体保证不被氧化，使得介入支架基体的表面后处理工艺简单易行。5、根据所用钛及钛合金板材的不同规格，合理的选择激光雕刻机的加工参数，使加工出来的喉气管支架质量更好，尺寸精度更高，力学性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛或钛合金喉气管介入支架的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、平面展开板材的结构和尺寸确定：需加工喉气管介入支架的平面展开板材为一整块板材，根据需加工喉气管介入支架的结构和尺寸，确定所述平面展开板材的结构和尺寸；步骤二、激光雕刻成型：先将预先设计并绘制好的需雕刻微孔结构图案导入激光雕刻机；之后，在惰性气体保护下，采用所述激光雕刻机对待处理板材进行激光雕刻，并获得激光雕刻成型的平面板材；所述待处理板材为纯钛板或钛合金板；所述激光雕刻机的激光输出功率为30W～45W，激光输出频率为1500Hz～9000Hz，所输出激光的脉宽为0.1ms～0.5ms；且进行激光雕刻时，所述激光雕刻机的激光发射口与所述平面展开板材的被刻蚀表面间的距离为0.5mm～1.2mm，切割速度为70mm/min～150mm/min;步骤三、平面展开板材加工：根据步骤一中所确定的所述平面展开板材的结构和尺寸，采用切割设备对步骤二中激光雕刻成型的平面板材进行切割，获得加工成型的所述平面展开板材；步骤四、去渣处理：将步骤三中激光雕刻成型的平面板材，放入呈弱酸性的清洗剂中超声清洗1min～10min后真空干燥；步骤五、热定型处理，其处理过程如下：步骤501、装模：将步骤四中去渣处理后的平面板材，装入预先加工好的热处理模具的成型腔内；所述热处理模具为纯钛模具或钛合金模具，且所述成型腔的结构和尺寸均与需加工喉气管介入支架的结构和尺寸一致；本步骤中，所述平面板材装入所述成型腔后形成待定型的喉气管介入支架，且所述待定型的喉气管介入支架的结构和尺寸均与需加工喉气管介入支架的结构和尺寸一致；步骤502、热处理：采用真空炉或在氩气保护下采用热处理炉，对步 骤501中装入所述热处理模具的所述待定型的喉气管介入支架进行热处理；且进行热处理时，热处理时间为20min～30min，热处理温度为300℃～600℃；步骤六、喷砂处理：采用喷砂机对步骤五中热处理后的喉气管介入支架进行喷砂处理，喷砂处理时所采用的砂粒由玻璃珠和白色刚玉珠混合形成，且所述砂粒中玻璃珠与白色刚玉珠的体积比为（4～2）︰（6～8），所述玻璃珠和白色刚玉珠的粒度均为?200目；喷砂处理时，喷砂距离为5cm～10cm，喷砂角度为30°～45°，喷砂压力为0.4MPa±0.02Mpa，且喷砂时间为3min～5min；步骤七、超声清洗：将步骤六中喷砂处理后的喉气管介入支架，放入呈弱酸性的清洗剂中超声清洗1min～5min后真空干燥。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春潮，于振涛，袁思波，余森，韩建业，牛金龙，张亚峰，皇甫强，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：