包含生物可降解的合金的可植入的医疗装置的制造方法
[0049] 马氏体合金可含有本申请所描述的任何合金的组合物。例如，在某些具体实施方 案中，马氏体合金是由本申请所描述的奥氏体合金形成的。在某些具体实施方案中，马氏 体合金包括碳、络、镍、钼、钴或其组合。例如，在某些具体实施方案中，马氏体合金包括（i) 碳、（ii)铬和/或钼和（iii)镍和/或钴。在某些具体实施方案中，马氏体合金包括约 0. 01%至约 0. 15%、约 0. 05%至约 0. 20%、约 0. 10%至约 0. 25%、约 0. 01%至约 0. 05%、 约0. 05%至约0. 10%、约0. 10%至约0. 15%，或约0. 15%至约0. 20%的碳。在某些具体实 施方案中，马氏体合金包括约0. 1%至约6. 0%、约1. 0%至约3. 0%、约2. 0%至约4. 0%、 约3. 0 %至约5. 0%，或约4. 0%至约6. 0 %的铬。在某些具体实施方案中，马氏体合金包 括约0. 1 %至约6. 0 %、约0. 5 %至约2. 5 %、约1. 0 %至约3. 0 %、约1. 5 %至约3. 5 %、约 2. 0%至约4. 0%、约2. 5%至约4. 5%、约3. 0%至约5. 0%、约3. 5%至约5. 5%或约4. 0% 至约6. 0 %的钼。在某些具体实施方案中，马氏体合金包括约5. 0 %至约9 %、约6. 0 %至 约10%、约7. 0%至约11 %、约8. 0%至约12%、约9. 0%至约13%、约10%至约14%或约 11%至约15%的镍。在某些具体实施方案中，马氏体合金包括约5.0%至约10%、约7. 5% 至约12. 5%、约10%至约15%、约12. 5%至约17. 5%或约15%至约20%的钴。
[0050] 在某些具体实施方案中，马氏体合金含有约2.0 %至约6.0%、约3.0 %至约 7. 0%、约3. 5%至约7. 5%、约4. 0%至约8. 0%、约4. 5%至约8. 5%或约5. 0%至约9. 0% 的抗腐蚀组分。在某些具体实施方案中，马氏体合金含有约2. 5 %、约3. 0 %、约3. 5 %、约 4. 0 %、约4. 5 %、约5. 0 %、约5. 5 %或约6. 0 %的抗腐蚀组分。在某些具体实施方案中，抗 腐蚀组分是根据合金中的抗腐蚀元素（例如，铬、钼、钨、钽、铌、钛、锆、铪等）的百分数的 总和来计算的。在其它具体实施方案中，抗腐蚀组分是根据合金中的抗腐蚀元素的加权和 数来计算的。在某些具体实施方案中，在加权和数中的单个元素是根据它们相比于铬的抗 腐蚀功效来计算加权的。在某些具体实施方案中，抗腐蚀组分的加权百分数（weighted% corrosion resisting component)是根据下式：％ 络 + % 钼 + % 妈 +0? 5* ( % 组 + % 铌）+2*(%钛+%锆+%铪）来确定的。
[0051] 在某些具体实施方案中，马氏体合金含有至少约10%、约15%、约18%、约20%、 约22%或约24%的奥氏体促进组分。例如，在某些具体实施方案中，马氏体合金含有约 10%至约20%、约15%至约25%、约20%至约30%、约25%至约35%、约30%至约40% 的奥氏体促进组分。在某些具体实施方案中，马氏体合金包括约22%、约23%、约24%、约 25 %、约26 %、约27 %或约28 %的奥氏体促进组分。在某些具体实施方案中，奥氏体促进组 分是根据合金中的奥氏体促进元素（例如，镍、锰、钴、铂、钯、铱、铝、碳、氮、硅等）的百分 数的总和来计算的。在其它具体实施方案中，奥氏体促进组分是根据合金中的奥氏体促进 元素的加权和数来计算的。在某些具体实施方案中，在加权和数中的每个元素是根据它们 相比于镍的奥氏体促进功效来计算加权的。在某些具体实施方案中，奥氏体促进组分的加 权％是根据下式：％镍+%铂+%钯+%铱+0. 5*(%锰+%钴）+30*(%碳+%氮）来计算 的。
[0052] 在某些具体实施方案中，马氏体合金包括约2. 0 %至约4. 0%，约3. 0 %至约 5. 0%，或约4. 0%至约6. 0 %的抗腐蚀组分，以及约10%至约20%、约15%至约25%、约 20%至约30%、约25%至约35%，或约30%至约40%的奥氏体促进组分。例如，在某些具 体实施方案中，马氏体合金包括约3. 0 %至约5. 0 %的抗腐蚀组分以及约20 %至约30 %的 奥氏体促进组分。在某些具体实施方案中，抗腐蚀和奥氏体促进组分是分别根据抗腐蚀和 奥氏体促进元素的百分数的总和来计算的。在其它具体实施方案中，抗腐蚀和奥氏体促进 组分是分别根据抗腐蚀和奥氏体促进元素的加权和数来计算的。
[0053] 尽管马氏体合金具有期望的缺少晶粒边界的特性，奥氏体合金由于它们的低磁化 率而使得其对于医疗植入物而言是特别有用的，低磁化率在合金被暴露于强磁场时可以是 有用的。对于医疗植入物而言，希望具有低磁化率，因为它们可被用于将来会需要利用非常 高的磁场的磁共振成象（MRI)的患者。磁反应性合金在强磁场中可经历加热，导致局部组 织应激和植入物周围组织的损坏。磁反应性植入物也会干扰MRI图像，使其无法读取。另 外，奥氏体合金可提供某些机械上的优势，因为它们经历了在弹性极限（屈服点）和最终损 坏（ultimate failure)之间的更大塑性形变。例如，奥氏体合金可具有约50%至60%的 最大延伸长度，相反马氏体合金可仅具有约16%至20%的最大延伸长度。
[0054]因此，在某些具体实施方案中，本发明的生物可降解的可植入的医疗装置包括具 有基本上奥氏体结构的合金（例如，铁合金）。本申请所使用的术语"基本上奥氏体结构" 表示至少85%的奥氏体结构。在某些具体实施方案中，合金具有至少88%、90%、91%、 92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.8%、99.9%或更高的奥氏体结 构。在某些具体实施方案中，奥氏体合金基本上不具有马氏体或铁氧体结构。本申请所使用 的术语"基本上不具有马氏体或铁氧体结构"表示少于5% (例如，少于4%、3%、2%、1%、 0. 5 %、0. 2 %、0. 1 %或0. 05 % )的马氏体或铁氧体结构。在某些具体实施方案中，奥氏体合 金用约40%至约65% (例如，约50%至约60% )的最大延伸长度来表征。
[0055]奥氏体钢具有不规则形状的确定边界的晶粒。由于奥氏体是面心立方的结构，当 朝垂直于主晶面的方向观察时，晶粒倾向于呈立方体状。在含有非常低的碳或者是非常低 的铬的奥氏体合金中，可能会产生具有细晶粒尺寸（例如，每边约〇. 5至5. 0微米）的结构。 2. 5微米的呈立方体的奥氏体晶粒的总表面积为37. 5平方微米并且体积为15. 625立方微 米，表面积与体积之比为2.4 y 1且总质量为0.12微克。由于晶粒具有极小的质量，当置于 生物环境中，晶粒材料的反应速率与晶粒边界材料一样快，从而允许合金从外部消融材料。 这随之防止了大块材料沿晶粒边界发生的损耗以及从合金的大块材料发生的晶粒分离。然 而，随着晶粒尺寸的增长，表面积与体积之比减少了。每个晶粒变得更大，吸收其花费的时 间延长，将使溶出更有可能沿晶粒边界发生，渗透至合金的大块材料的更深处，这样便减弱 了合金的强度。
[0056] 相应地，奥氏体合金的生物降解速率可通过控制单个晶粒的颗粒尺寸以及表面积 与体积之比来改变。随着颗粒尺寸的增长，表面积与体积之比相应地降低，朝装置中心方向 的生物降解的进程加快，提高了总体的生物降解速率。然而，太大的颗粒尺寸可导致晶粒分 离和不利的效果。
[0057] 在某些具体实施方案中，奥氏体合金具有每边为约0. 5微米至约20微米的平均晶 粒尺寸。例如，在某些具体实施方案中，平均晶粒尺寸为每边约〇. 5微米至约5. 0微米、约 2. 5微米至约7. 5微米、约5. 0微米至约10微米、约7. 5微米至约12. 5微米、约10微米至 约15微米、约12. 5微米至约17. 5微米或约15微米至约20微米。在某些具体实施方案 中，平均晶粒尺寸为每边约0. 5至约3. 0微米或约1. 0微米至约2. 0微米。在某些具体实 施方案中，奥氏体合金具有单个晶粒的表面积与体积之比平均大于0.1 y1的结构。例如， 在某些具体实施方案中，单个晶粒的表面积与体积之比平均大于〇.2y .3y .4y 0. 5 y 〇.6ii 〇.7ii 〇.8ii .9ti l.0ii l.5ii 2.0y 2.5y 3.0ii 3.5y 4.0y 4.5y 5.0y 6.0y 7.0y 8.0y 9.0y l0.0y ll.0y 12.0y ^lS.Oy 1或更大。
[0058] 约0. 5微米至约20微米的奥氏体颗粒尺寸可通过用于破坏合金的连续循环的 机械操作，随后进行的热重结晶来获得。对于材料的机械操作，不论是在低温（即室温至 200°C )还是升高的温度下进行，通过完全地使合金转变成新的形状，均导致了张力诱导的 晶体结构的破裂。机械操作金属的最常用的方法是减少金属薄片在两个高压乳辊之间的厚 度，导致出口端的材料比原始厚度实质上变薄（例如，变薄20%-60% )。也可以采用其它 方法诸如牵引法。机械操作金属的过程破坏更大的、连续的晶格单元至不同的结构。更重 要地，通过牵拉晶格结构至更高的能量排布的距离，它储存了大量张力诱导的能量于扭曲 的晶格成员中。随后发生在约〇. 35至约0. 55倍于合金的绝对熔化温度的低温重结晶，使 晶格结构经历了向更低能量条件方向的重排反应，但整体的宏观尺寸没有发生变化。为了 适应晶格不发生总体尺寸变化的重排反应，单个晶格的亚单元的尺寸或者晶粒减小了，通 过破坏晶格至更小的亚单元而释放了大量的应变能，并且产生了更细的晶粒结构。随后是 重结晶的机械操作过程可被连续重复，以便产生越来越细的晶粒。
[0059] 在某些具体实施方案中，奥氏体合金包括碳。例如，在某些具体实施方案中，合金 包括约0. 01 %至约0. 10%、约0. 02%至约0. 12%、约0. 05%至约0. 15%、约0. 07%至约 0? 17%、约0? 10%至约0? 20%、约0? 12%至约0? 22%或约0? 15%至约0? 25%的碳。在某些 具体实施方案中，奥氏体合金包括一种或多种（例如，两种或多种）选自镍、钴、铝和锰中的 元素。在某些具体实施方案中，合金包括约2. 0 %至约6. 0 %、约3. 0 %至约7. 0 %、约4. 0 % 至约8.0%，或约5.0%至约9.0%的镍。在其
文档序号 :
【 9337089 】
技术研发人员：G.F.詹科,H.R.拉迪希,T.A.特罗泽拉
技术所有人：BIODG股份有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
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