[发明专利]用于可生物吸收的支架的铁基合金

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2011年10月20日提交的美国临时专利申请第61/549,712号的优先权，其全文通过引用纳入本文。

技术领域

本发明涉及用于可生物吸收的支架的铁基合金。

背景

通过腐蚀降解的可生物吸收的金属是用于可生物吸收的支架的令人感兴趣的材料备选者，因为与之前考虑用于这种应用的聚合物材料相比，可生物吸收的金属是固有的更硬和更强。在已经评估过的金属中，通常把镁(Mg)选定为主要的合金元素，因为它具有良好的生物相容性质。主要基于镁的合金有两个挑战：1)它们的六方紧密堆积(“HCP”)晶体结构阻碍延性并可导致脆性断裂，以及2)它们腐蚀太快，由此使装置在发生治愈、内皮化(endothelialization)或结合进入周围组织之前结构就破坏。

与其它金属材料如镁(Mg)基合金相比，铁(Fe)基合金具有优越的强度、延性和耐腐蚀性。此外，可用受控的热处理来定制Fe基系统的微结构，以制备宽范围的相，包括奥氏体(austenite)和马氏体(martensite)相。Fe基合金是用于可生物降解的医学植入物应用如支架的潜在替代。

铁的挑战之一是因为在表面上形成钝化的铁氧化物层，所以与Mg基合金相比在生物环境中降解速率较低。增加Fe基合金腐蚀速率的策略之一是通过沉淀阴极第二相颗粒；但是根据穆勒(Mueller)等，US2009/0198320A1，这可能导致缝隙腐蚀和锈斑腐蚀。因为设想了可植入装置潜在的具有薄的横截面，需要具有微观均匀腐蚀且速率高于纯铁的铁基合金。例如，如果两相合金包括直径为约0.5-5微米的富钯(Pd)第二相，且支架的结构组件的直径为50微米，锈斑腐蚀区域可占横截面厚度的大于10％，这可导致支架的结构组件快速断裂。

概述

根据本发明的实施方式的一方面，提供了含铁基合金的支架，所述铁基合金主要由下述组成：Fe-X-Y，其中X选自下组的至少一种奥氏体稳定化元素：Co、Ni、Mn、Cu、Re、Rh、Ru、Ir、Pt、Pd、C和N，以及Y是选自下组的至少一种腐蚀活化剂物质：Au和Pd。

在一种实施方式中，所述支架包括合金，所述合金主要由下述组成：64重量％Fe、35重量％Mn和1重量％Au。

在一种实施方式中，所述支架包括合金，所述合金主要由下述组成：64.5重量％Fe、35重量％Mn和0.5重量％Pd。

在一种实施方式中，所述支架包括合金，所述合金主要由下述组成：70重量％Fe和30重量％Pd。

在一种实施方式中，所述支架包括合金，所述合金主要由下述组成：63重量％Fe、35重量％Pt和2重量％Au。

在一种实施方式中，所述支架包括合金，所述合金主要由下述组成：60重量％Fe、35重量％Pt和5重量％Pd。

在一种实施方式中，所述支架包括合金，所述合金主要由下述组成：63重量％Fe、35重量％Ir和2重量％Au。

在一种实施方式中，所述支架包括合金，所述合金主要由下述组成：60重量％Fe、35重量％Ir和5重量％Pd。

在一种实施方式中，所述支架包括合金，所述合金主要由下述组成：54.8重量％Fe、45重量％Mn和0.18重量％Au。

在一种实施方式中，所述支架包括合金，所述合金主要由下述组成：55.8重量％Fe、44重量％Mn和0.18重量％Au。

在一种实施方式中，所述支架还包括小于1％相分数的第二相颗粒，该第二相颗粒构建成在加工合金时限制晶粒生长。

在一个实施方式中，所述第二相颗粒选自下组：NbC、TiC、VC和VN。

在一种实施方式中，所述支架还包括多个支柱和多个弯形(turn)，且各个弯形连接一对相邻的支柱。

附图简述

图1显示了根据本发明的实施方式的支架；以及

图2显示了元素周期表，显示了各个元素相对于Fe的表面能(顶部数字)和鲍林电负性(Pauling electronegativity)(底部)。

详细描述