Mri可视医疗装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及包含磁共振图像相容的金属衬底的医疗装置，更特别地，涉及包含在 金属衬底的最外层表面具有防伪影层的金属衬底的医疗装置，其中所述防伪影层减少了磁 共振成像（MRI)中伪影的产生。
[0002] 发明背景
[0003] 成像过程的完善已经在医学上取得重要进展。核磁共振成像（MRI)是侵入性血管 造影术的理想替代方案。其允许使组织和血管可见。例如，已经证实心脏MRI提供了冠状 动脉近侧和内侧部分的精确图像。因为造影剂或麻醉剂的存在对于基于MRI的血管造影术 而言并非必需，所以存在最低的MRI并发症风险。MRI的优点之一在于可定量评估血流量。 这种流量信息可提供关于血管中狭窄的缺乏或存在的重要数据。然而，MRI在传统金属医 疗装置的存在下确实具有一些限制。例如，医疗装置例如血管假体和支架常常包括，或基本 上由金属衬底组成以获得足够的机械性能，并且金属衬底的铁或亚铁磁（FFM)性引起伪影 产生。伪影是原物中不存在，而在图像中出现的特征并且在诊断下使用MRI通过部分或完 全遮挡金属零件附近的所需图像可曲解解剖。
[0004] 例如，在支架已经引入患者的血管内后，通常明智的是持续监测其效率以便检测 任何不良的支架内再狭窄。然而，因为支架常常包含金属零件（线或板），所以在支架内部 和附近观察到过度信号损失。
[0005] US 2005/0276718A公开了一种用于植入式医疗装置的生物相容性合金，其中通过 减少其铁和/或硅含量提高了合金的MRI相容性。即，已经通过优化合金本身的组成比提 高了合金的MRI相容性。
[0006] EP 1864149公开了一种在MRI中表现出干扰减少的支架。所述支架由NiTi合金 例如含有至少50重量百分比的镍（重量％ Ni)的镍钛诺（Nitinol)组成。支架的外表面 经改性以便被氧化层覆盖，其中氧化层内存在的所有镍原子均氧化为一氧化镍（NiO)。该 文件还公开了一种在镍钛诺的外表面提供一氧化镍层的方法。这种方法仅适用于包含至少 50重量％ Ni的镍基合金。
[0007] 铁磁性是某些材料形成永磁铁或附着于磁铁上的基本机制。在物理上，区分了几 种不同类型的磁性。包括亚铁磁性在内的铁磁性是最奇特的类型；它是产生强度足以被感 觉到的力的唯一类型，并且是造成日常生活所遇到的常见磁性现象的原因。例如，钴、铁和 铁在其金属态下称为铁磁性材料。一些金属例如铁和铬在其氧化态下称为亚铁或铁磁性 (FFM)材料。
[0008] 临床环境中使用的很大一部分支架由钴基合金，例如Phynox、Elgiloy和钴-络制 成。通常钴基合金具有高原子浓度的钴并且常常具有为呈其金属态或其氧化态的铁磁性材 料的铬，并且常常在MRI中产生强烈的伪影。如果与合金中存在的FFM材料相比，合金没有 足够浓度的镍，则提供作为防伪影层的一氧化镍层的传统方法不适用。此外，如果合金包含 呈其氧化态时表现出FFM特性的金属，例如氧化铬和氧化铁，则仅仅将合金最外层表面存 在的所有金属转化为氧化态，而获得包括NiO的氧化层，对于MRI可视性而言，并不总是足 以获得合金FFM特性的密封（掩蔽）效应，因为其可能增加呈其氧化态的FFM材料的表面 浓度。
[0009] 因此，需要用作沉积在金属衬底最外层表面的防伪影层的新型组合物，特别是包 含（a)少于50重量％ Ni或无 Ni和（b)呈其氧化态时表现出FFM特性的金属的合金。此 外，渴望一种在所述金属衬底最外层表面提供防伪影层的方法。本发明的目的是提供一种 满足上述要求的解决方案。
[0010] 发明概沐
[0011] 本发明的目的是提供包含，或基本上由具有MRI相容特性的金属衬底组成的医疗 装置。
[0012] 本发明的另一目的是使用富钴组合物作为连续覆盖包含铬和铁中的至少一种的 金属衬底的防伪影层，以减少磁共振成像（MRI)中由所述金属衬底的铁或亚铁磁性（FFM) 引起的伪影产生。
[0013] 在所附独立权利要求中定义了本发明的主题。在从属权利要求中定义了优选实施 方案。
[0014] 本发明的主题为一种医疗装置，其包括含钴和呈其氧化态时表现出铁或亚铁磁性 (FFM)的金属例如络和铁中的至少一种的金属衬底。金属衬底含有在金属衬底最外层表面 的氧化层。相对于存在于距氧化层外表面IOnm内呈其氧化态时表现出FFM特性的金属原子 的总量，氧化层具有至少50%的钴原子百分比（原子％ Co)。存在于距氧化层外表面IOnm 内的至少90%的钴原子氧化为Co (II)和Co (III)氧化态中的至少一种。存在于距氧化层 外表面IOnm内的至少55%的钴原子为一氧化钴（CoO)或氧化钴（II，III) (CoO ^Co2O3)中 的至少一种。
[0015] 根据有利的实施方案，存在于距氧化层外表面IOnm内的至少95%的钴原子，优选 所有钴原子氧化为Co(II)氧化态和Co(III)氧化态中的至少一种。
[0016] 有利地，相对于存在于距氧化层外表面IOnm内呈其氧化态时表现出FFM特性的金 属原子的总量，所述氧化层具有至少60%的钴原子比（原子％ Co)，优选70原子％ Co，更优 选80原子％ Co,甚至更优选100原子％ Co,最优选120原子％ Co以便具有提高的防伪影 特性。
[0017] 优选地，相对于存在于距氧化层外表面10和1000 nm之间呈其氧化态时表现出FFM 特性的金属原子的总量，氧化层还包含至少50原子％ Co,并且存在于距氧化层外表面至少 IOOnm内，优选至少500nm内，更优选至少1000 nm内的至少90%的钴原子可氧化为Co (II) 氧化态和Co(III)氧化态中的至少一种。
[0018] 根据本发明所述的医疗装置为植入式并且选自由血管内置假体、管腔内置假体、 支架、冠状动脉支架和外周支架组成的组。
[0019] 有利地所述金属衬底由选自由镍钛合金例如镍钛诺、铜锌铝合金、不锈钢例如 Cr-Ni-Fe钢及Co-Cr合金例如Phynox、Elgiloy和钴-络组成的组的生物相容性合金制成。
[0020] 相对于最外层中存在的呈其氧化态时表现出FFM特性的金属原子的总量，金属衬 底的最外层优选具有至少50原子％ Co。此外，最外层中存在的至少90%的钴原子优选氧 化为Co(II)和Co(III)氧化态中的至少一种并且其中存在的至少60%的钴原子为一氧化 钴（CoO)和氧化钴（II，III) (C〇0*C〇203)中的至少一种。最外层的厚度（T(4))与金属衬底 的厚度（τω)之比优选为至少1/80000 (Τ(4)/Τω)，更优选为1/8000,甚至更优选为1/4000， 最优选为1/800。
[0021] 本发明的另一主题是一种提供在MR成像中带防伪影特性的金属衬底的方法，包 括以下步骤：(a)提供金属衬底；(b)在金属衬底的最外层表面形成富钴层（2)，其中所述富 钴层包含相对于其中存在的呈其氧化态时表现出FFM特性的金属原子的总量为至少50% 的钴原子百分比（原子％ Co);并且（c)将距金属衬底外表面至少IOnm内存在的至少90% 的钴原子转化为Co(II)氧化态和Co(III)氧化态中的至少一种，并且将其中存在的至少 55%的钴原子转化为一氧化钴（CoO)和氧化钴（II，III) (CoO · Co2O3)中的至少一种。
[0022] 富钴层相对于其中存在的呈其氧化态时表现出FFM特性的金属原子的总量，包含 至少60%，优选70%，更优选80%，甚至更优选100%，最优选120 %的钴原子比（原子％ Co) 〇
[0023] 在步骤（a)中，金属衬底优选地呈选自由线形、板形、圆柱形和任何形状的植入式 医疗装置组成的组的形式，例如支架和人工关节。
[0024] 如果金属衬底为钴基合金，有利地在步骤（b)中在至少500°C，优选至少550°C的 温度下经受热处理至少3小时以便在金属衬底上形成富钴层。
[0025] 在步骤（b)中，优选用包含钴的靶使金属衬底经受物理气相沉积（PVD)，以便在金 属衬