镁合金血管支架(血管支架什么材料制成)

导语：镁科研：具有腐蚀性能各向异性的血管支架用镁合金微管

镁合金血管支架具有良好的生物相容性和生物可降解性，可以避免金属支架或者药物洗脱支架长期植入所导致的再狭窄和血栓等问题，因而受到了全球范围内的广泛关注。但是当前临床实验表明镁合金血管支架存在降解过快和降解不均匀的问题，阻碍了其临床应用。除了腐蚀环境，镁合金的组织特征也显著影响镁合金的耐蚀性能，包括合金成分、晶粒大小和取向、第二相颗粒尺寸等。但是当前多采用冷拉拔工艺制备血管支架用镁合金微管，无法有效控制组织和消除管材内部的微裂纹，导致镁合金血管支架过快的腐蚀速率。

最近，郑州大学关绍康教授课题组杜佩桦博士等人利用HTHE（长时间高温热处理和大挤压比热挤压）工艺加工血管支架用ZE21B镁合金微管，制备管材长度800 mm，外径2.8 mm，壁厚0.12 mm。相比冷拉拔管材，HTHE管材具有细小且弥散分布的第二相颗粒，可以抑制局部腐蚀的发生；同时具有较强的挤压丝织构，使HTHE微管横截面和纵截面的腐蚀性能具有显著差异。研究表明，在腐蚀试验开始阶段HTHE管材纵截面的腐蚀速率为0.1 mL/cm2/h，而横截面是1.1 mL/cm2/h；之后随着横截面腐蚀产物的过快堆积，横截面腐蚀速率逐渐降低。腐蚀形貌表明，微管纵截面主要以均匀腐蚀为主；与之对比，横截面主要为局部腐蚀为主。

本文系统研究了HTHE工艺对镁合金微管组织的影响，结果如图1所示。经过长时间高温热处理和大挤压比挤压后，ZE21B微管晶粒大小并不均匀，大晶粒尺寸约为20 μm, 小晶粒尺寸为10 μm；细小第二相颗粒均匀弥散的分布于晶粒内部；HTHE微管具有较强的挤压丝织构，可见(0001)基面平行于挤压方向。图2为洗清腐蚀产物后微管的形貌。图2a、2d、2g、2j表明在整个腐蚀过程中镁合金微管都保持了结构完整；图2b、2e、2h、2k可以看出纵截面只有部分位置产生局部腐蚀，其余位置为均匀腐蚀，并且随着时间的延长腐蚀形貌没有发生明显改变；图2c、2f、2i、2l可以看出微管的横截面主要以局部腐蚀。由此可见HTHE微管的横截面和纵截面具有截然不同的腐蚀行为。

图1 HTHE微管的晶粒组织、第二相分布、晶格取向

图2 清洗过腐蚀产物后HTHE微管纵截面与横截面的腐蚀形貌

本研究还讨论了HTHE微管的腐蚀机制，如图3所示。HTHE微管第二相颗粒的尺寸是诱发局部腐蚀的主要因素，较大的第二相颗粒更倾向于诱导微管局部腐蚀。长时间的高温热处理可以有效的细化第二相颗粒的尺寸，因为可以减缓局部腐蚀的发生。同时HTHE微管的腐蚀行为也受晶格取向的影响。已有的结果表明镁合金原子密排面具有较高的腐蚀电位和更小的腐蚀电流密度，因而具有较好的耐腐蚀性能。经过大挤压比挤压后HTHE微管具有特异的挤压丝织构，纵截面主要有原子密排面构成，因为可以有效地抑制局部腐蚀在纵截面上发生。

图3 HTHE微管的横截面和纵截面腐蚀机制示意图

综上所述，本研究利用HTHE工艺加工血管支架用ZE21B镁合金微管，发现HTHE工艺可以有效地细化第二相颗粒的尺寸并使微管具有挤压丝织构，使HTHE微管的腐蚀性能呈现显著的各向异性，进而有望通过优化支架结构实现镁合金血管支架在人体内的均匀降解，推动了镁合金血管支架在临床上的应用。

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