專利名稱：一種降低支架內再狹窄發生率方法及其專用不銹鋼材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及冠狀動脈支架領域，具體為一種有效降低支架內再狹窄發生率的方法及其專用冠狀動脈支架用316L型含銅不銹鋼新材料，其具有有效降低不銹鋼冠狀動脈支架植入后發生支架內再狹窄的獨特功能，可應用于冠狀動脈支架植入等醫學臨床領域。
背景技術：
心臟病是威脅人類健康的首要病因之一，現在全世界每年約 有1500萬名冠心病患者需要接受先進的經皮穿刺冠狀動脈成形術(percutaneous transluminal coronaryangioplasty, PTCA)。PTCA具有微創傷、高效性和易重復進行等優點，因而成為目前治療心血管狹窄引起冠心病的一種發展迅速的新方法。PTCA中要用到造型精細的冠脈支架，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果表明，PTCA術后有一定程度的支架內再狹窄(英文簡寫)發生，尤其是術后3-6個月的再狹窄率最初曾高達30-50%。支架內再狹窄已經成為PTCA術推廣應用中的一個關鍵問題，是制約PTCA發展的一個重要因素。隨著人們對支架內再狹窄發生機理研究的不斷深入，發現微創介入治療造成血管壁損傷引發的動脈平滑肌細胞增生與遷移以及血栓形成是造成支架內再狹窄的兩個主要原因。為了有效降低冠狀動脈支架植入后的再狹窄率，人們通常采用對支架進行表面改性處理。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，而且支架上發生的化學反應有時會影響藥效。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，但還不能提供長期藥物源。隨著涂層中藥物的不斷釋放，沒有持續的藥源，支架內再狹窄問題還會延遲發生。基因涂層、內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，人們仍在尋找安全可靠、穩定持久，并自身能有效抑制支架內再狹窄的冠狀動脈支架用金屬新材料。銅是存在于生物體內的必需微量元素,參與體內生命活動的所有環節，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。銅能維護骨骼、血管和皮膚的正常功能，促進骨骼、血管和皮膚膠原生成，其中銅對心血管功能具有重要影響。銅對維持心血管的正常結構和良好彈性極為重要，含銅的酶是心臟和動脈壁中三種主要結締組織中的必要成分，對冠心病的形成起到重要抑制作用。世界衛生組織推薦，成人每日對銅的上限攝入量為2_3mg。但世界衛生組織調查顯示，全世界存在缺銅較多的高危人群。例如，目前只有25%的美國居民日常攝入的銅量達到了美國國家科學院食品和營養委員會推薦的合適水平。當人體內出現銅缺乏時，由于含銅酶合成減少，心血管會無法維持正常的形態和功能。有研究表明，銅缺乏導致的心房血栓形成最顯著，也見到導致冠狀動脈壞死、冠狀動脈血栓形成、心肌壞死和心室鈣化等癥狀的發生。銅缺乏會有助于動脈平滑肌的遷移、動脈彈性組織變性和斷裂、動脈平滑肌變性以及心室和冠狀動脈瘤的形成。由此可見，如果能夠在心血管中持續產生微量銅，不僅能夠抑制支架植入后導致的動脈平滑肌的增生、遷移以及變性，還能有效降低血栓的形成，有望達到降低或抑制冠狀動脈支架植入后引發的支架內再狹窄的功能。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脈支架植入后引起的支架內內再狹窄問題。

發明內容
本發明的目的在于提供一種降低支架內再狹窄發生率方法及其專用不銹鋼材料， 該材料能夠有效降低現有不銹鋼冠狀動脈支架植入后引發支架內再狹窄的發生率。本發明的技術方案是
一種降低支架內再狹窄發生率方法，其特征在于在目前臨床使用的冠狀動脈支架材料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再狹窄發生率的冠狀動脈支架用316L型含銅不銹鋼新材料，就是在冠狀動脈支架用316L不銹鋼的化學成分基礎上添加適量的銅元素，銅元素的含量為(重量％ ):2. 0-6. 0 (優選為3-5),通過冶金方法制備出含銅不銹鋼新材料。在本發明的冠狀動脈支架用不銹鋼新材料的成分設計中，銅(Cu)是其中最重要的合金元素之一，其是保證冠狀動脈支架用不銹鋼具備降低支架內再狹窄功能的必要條件， 也是本發明的最重要創新點。在本發明中，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，即使經過特殊熱處理，由于沒有達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，不利于實際應用時的微量銅離子溶出，因而不會具備降低冠狀動脈支架植入后發生支架內再狹窄的功能。如果銅含量過高，亦會導致不銹鋼在高溫下就析出富銅相，從而嚴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降低不銹鋼的耐腐蝕性能。本發明還提供了上述具有降低支架內再狹窄功能的冠狀動脈支架用含銅不銹鋼新材料的特殊熱處理工藝，其也是本發明中的一個重要組成部分。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。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，溫度與保溫時間是兩個非常重要的參數。如溫度過低，從動力學角度上講，將不利于富銅相的析出，而保溫時間過長會使析出相的尺寸明顯增大，這均會影響到不銹鋼的降低再狹窄功能以及其自身的機械性能。本發明的冠狀動脈支架用316L型含銅不銹鋼新材料經過熱處理后，由于不銹鋼基體中均勻彌散分布有富銅相，會使不銹鋼在血液環境中持續溶出微量銅離子，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，會有效抑制因動脈平滑肌的增生、遷移和變性以及血栓形成等引發的冠狀動脈支架植入后支架內再狹窄的發生率。
本發明的有益效果是
1、本發明提供一種有效降低支架內再狹窄發生率的冠狀動脈支架用316L型含銅不銹鋼新材料，其是在冠狀動脈支架用316L不銹鋼的化學成分基礎上添加2. 0-6. 0(重量％)的銅元素，獲得具有降低支架內再狹窄功能的冠狀動脈支架用新型不銹鋼。2、由本發明獲得的具有降低支架內再狹窄功能的冠狀動脈支架用含銅不銹鋼新材料經過特殊熱處理后，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境中能夠持續溶出微量銅離子，進而賦予植入后的冠狀動脈支架具有降低支架內再狹窄的功能。3、由本發明獲得的具有降低支架內再狹窄功能的含銅不銹鋼新材料可應用于冠狀動脈支架等醫學臨床領域。
具體實施例方式
下面通過實施例詳述本發明。實施例
本實施例中，在醫用316L不銹鋼中添加了不同含量的銅元素，其化學成分見表1，并采用不同的熱處理工藝，具體見表2。對所得到的能夠有效降低支架內再狹窄發生率的冠狀動脈支架用316L型含銅不銹鋼新材料，以常規醫用316L不銹鋼為對照材料，進行了流式細胞檢測、動態凝血檢測以及MTT生物相容性檢測，實驗結果見表2和3。表1 316L型含銅不銹鋼化學成分(重量％)
權利要求
1.一種降低支架內再狹窄發生率方法，其特征在于在目前臨床使用的冠狀動脈支架材 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.—種權利要求I所述降低支架內再狹窄發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.按照權利要求2所述降低支架內再狹窄發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.按照權利要求2所述降低支架內再狹窄發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； (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
本發明涉及冠狀動脈支架領域，具體為一種降低支架內再狹窄發生率方法及其專用不銹鋼材料。本發明通過在臨床常用冠狀動脈支架材料316L不銹鋼中添加適量的銅元素(重量分數2.0-6.0%)，并經過特殊熱處理，使銅以一種富銅相的形式從不銹鋼基體中析出，可使支架在臨床環境中能夠持續釋放微量銅離子，賦予冠狀動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生率。本發明的316L型含銅不銹鋼具有可降低支架植入冠狀動脈后引發支架內再狹窄現象的獨特功能，有助于解決現有不銹鋼冠狀動脈支架植入后支架內再狹窄發生率高等臨床問題，可應用于冠狀動脈支架等醫學臨床領域，為冠狀動脈支架的發展和應用提供了新的思路和材料基礎。
文檔編號C22C38/42GK102618796SQ201110252828
公開日2012年8月1日 申請日期2011年8月30日 優先權日2011年1月28日
發明者任玲, 楊柯 申請人:中國科學院金屬研究所