用于内假体的生物溶蚀性镁合金微结构的制作方法

用于内假体的生物溶蚀性镁合金微结构的制作方法
【专利摘要】在此披露了一种生物溶蚀性内假体，该生物溶蚀性内假体包含生物溶蚀性镁合金，该生物溶蚀性镁合金包含50重量％与92重量％之间的镁，总和至少5.5重量％的一种或多种元素，该一种或多种元素选自下组，该组由以下各项组成：Ho、Er、Lu、Tb以及Tm，以及总和至少2.0重量％的一种或多种元素，该一种或多种元素选自下组，该组由以下各项组成：Y、Nd以及Gd。该生物溶蚀性镁合金具有一种微结构，该微结构包含具有小于或等于15微米的平均粒径的等轴富Mg固溶相晶粒和在这些等轴富Mg固溶相晶粒之间晶界中的第二相沉淀物和/或陶瓷纳米颗粒。这些第二相沉淀物或陶瓷纳米颗粒具有2.0微米或更小的平均最长尺寸。该微结构可以利用一个或多个等通道高应变过程产生。
【专利说明】
用于内假体的生物溶蚀性镆合金微结构
技术领域
[0001] 本披露涉及用于在内假体中使用的生物溶蚀性镁合金的微结构以及生产这些微 结构的方法。
【背景技术】
[0002] 内假体可用于代替缺少的生物结构，支撑损坏的生物结构和/或加强现存的生物 结构。经常为完成医疗目的所必需的仅仅是使该内假体在体内暂时存在。然而，移除内假体 的手术干预可能导致并发症并且可能甚至是不可能的。为了避免内假体的全部或部分的永 久存在的一种方法是用生物溶蚀性材料形成该内假体的全部或部分。如在此所使用，术语 "生物溶蚀性"被理解为仅由内假体在体内的存在而导致的微生物程序或过程的总和，这导 致由该生物溶蚀性材料形成的结构的逐渐溶蚀。
[0003] 在特定的时间下，包含该生物溶蚀性材料的该内假体或该内假体的至少一部分会 失去它的机械完整性。溶蚀产品主要是被身体吸收，虽然在某些条件下仍会留下少量残留。 多种不同的生物溶蚀性聚合物(天然的和合成的两者）以及生物溶蚀性金属(特别是镁和 铁)已被开发出来并且被考虑作为用于特定类型的内假体的候选材料。然而，许多这些生物 溶蚀性材料具有显著的缺点。这些缺点包括溶蚀产品在类型和释放速率两者方面的缺点以 及材料的机械特性。

【发明内容】

[0004] 在此提供的生物溶蚀性内假体包含生物溶蚀性镁合金，该生物溶蚀性镁合金包含 50重量％与92重量％之间的镁、总和至少5.5重量％的总含量的!1〇4^1^、113和1'111以及总和 至少2重量％的总含量的Y、Nd和Gd。形成该生物溶蚀性镁合金使得它具有由等轴富Mg固溶 相晶粒（即，α相晶粒)所限定的微结构，这些晶粒具有小于或等于15微米的平均粒径。在一 些情况下，第二相沉淀物可位于这些等轴富Mg固溶相晶粒之间的晶界中。在一些情况下，陶 瓷纳米颗粒可位于这些等轴富Mg固溶相晶粒之间的晶界中。在一些情况下，第二相沉淀物 和/或陶瓷纳米颗粒可具有500纳米或更小的平均最长尺寸。具有在此提供的这些微结构的 生物溶蚀性镁合金可具有适用于内假体诸如支架的改善的机械特性。
[0005]加工在此提供的用于内假体的生物溶蚀性镁合金的方法可包括以下步骤:形成熔 融镁合金的铸锭或坯件并且对该铸锭或该坯件进行至少一个高应变过程以形成在此提供 的晶粒形态。在一些情况下，该加工可包括将该铸锭或该坯件保持在固溶相线温度以上的 温度(例如，400°C与450°C之间)持续至少2小时，以便在进行该至少一个高应变过程前使该 铸锭或该坯件均质化。该至少一个高应变过程可以是等通道高应变过程并且可在低于固溶 相线温度的温度(例如，低于400°C的温度）下进行。在一些情况下，使用随后更低的温度进 行多个等通道高应变过程。
[0006]生物溶蚀性镁合金配制品可包含镁和多种稀土金属。在一些情况下，这些稀土金 属可包括钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、钕(Nd)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm) 和/或镥(Lu)。在一些情况下，该生物溶蚀性镁合金可包含锆(Zr)、钙(Ca)、锌(Zn)和/或铟 (In)。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金可包含总和至少5.5重量％的一种或多 种元素，该一种或多种元素选自下组，该组由以下各项组成:Ho ^^"、抑以及作^在一些情 况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金可包含总和至少2.0重量％的一种或多种元素，该一种 或多种元素选自下组，该组由以下各项组成:Y、Nd以及Gd。在一些情况下，在此提供的生物 溶蚀性镁合金可包含铝、锌、钙、锰、锡、钕、钇、铈、镧、钆或其组合。在一些情况下，在此提供 的生物溶蚀性镁合金可由以下各项组成：
[0007] γ:〇 重量 ％-1〇.〇 重量 ％;
[0008] 恥:0重量％-4.5重量％;
[0009] Gd:0 重量 ％-9.0 重量 ％;
[0010] Dy:0 重量 ％-8.0 重量 ％;
[0011] Ho:0 重量 ％_19.0 重量 ％;
[0012] Er:0 重量 ％_23.0 重量 ％;
[0013] Lu:0 重量 ％_25.0 重量 ％;
[0014] Tm:0 重量 ％_21.0 重量 ％;
[0015] Tb:0 重量 ％_21.0 重量 ％;
[0016] Zr:0.1 重量 ％_1.5 重量 ％;
[0017] Ca:0 重量 ％_2.0 重量 ％;
[0018] Ζη:0 重量 ％_1.5 重量 ％;
[0019] Ιη:0 重量 ％-12.0 重量 ％;
[0020] Sc:0 重量 ％_15.0 重量 ％;
[0021 ]总共多达0.3重量％的附带的杂质;并且
[0022] 余量是镁且在!1〇4心1^、113以及1'111的总含量大于5.5重量％;￥、恥以及6(1的总含量 大于2.0重量％;并且除了镁以外所有合金化合物的总含量大于8.5重量％的条件下。在一 些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金包含70重量％与91.5重量％之间的镁。
[0023]在一些情况下，陶瓷纳米颗粒可被添加到该合金。在此提供的陶瓷纳米颗粒可包 含任何适合的陶瓷材料。在一些情况下，这些陶瓷纳米颗粒可不溶于该生物溶蚀性镁合金。 在一些情况下，这些陶瓷纳米颗粒可包含以下陶瓷材料中的一种或多种:TiC、Ti0 2Si3N4、 △11厶12〇3丄6〇2、氮化硼、84(：以及￥2〇 3。
[0024]在此提供的内假体可具有任何适合的结构。在一些情况下，在此提供的内假体是 支架。例如，在此提供的支架可包括多个支柱，该多个支柱被安排成形成可在多个不同直径 之间扩张或回缩的大致管状结构。在一些情况下，在此提供的内假体可由在此提供的镁合 金或镁合金复合材料形成。在一些情况下，在此提供的内假体可包含一种或多种附加材料。 例如，在一些情况下，在此提供的内假体可包括涂层。在一些情况下，设置在在此提供的内 假体上的涂层具有5nm与20nm之间的厚度。在一些情况下，设置在在此提供的内假体上的涂 层包含氧化钛、氧化铝或其组合。在一些情况下，设置在在此提供的内假体上的涂层包含治 疗剂。
[0025]包含在此提供的具有微结构或复合材料结构的生物溶蚀性镁合金的内假体的一 个优点在于:所得内假体的机械特性和退化速率可被定制成经过希望的时间段保持希望的 机械特性和最佳溶蚀速率。与具有不同微结构的类似合金相比，具有在此提供的微结构的 生物溶蚀性镁合金可具有改善的延展性。在一些情况下，设置在在此提供的复合材料中的 陶瓷纳米颗粒可通过在一个或多个高应变过程的过程中，箍缩(pinch)晶界并且抑制晶粒 生长来简化晶粒细化程序。
[0026] -个或多个实施例的细节陈述于附图和下文的描述中。根据本说明书和附图并且 根据权利要求书，其他特征、目标和优点是明显的。
【附图说明】
[0027]图1是代表性支架的透视图。
[0028] 图2描绘了用于制造镁-合金陶瓷-纳米颗粒复合材料的示例性安排。
[0029] 图3描绘了示例性等通道转角形挤出模具。
[0030] 图4A-4D示出了用于支架的SBF浸渍结果。图4A描绘了接受时测试后SEM WE43元素 支架。图4B描绘了接受时测试后SEM AZNd元素支架。图4C描绘了标称扩张到3.0mm的测试后 SEMAZNd元素支架。图4D描绘了过度扩张超过3.0mm的测试后SEMAZNd元素支架。
[0031] 图5描绘了在大鼠皮下模型中，WE43元素支架、AZNd元素支架以及Lie元素支架随 时间推移的每面积的质量损失。 具体实施例
[0032]图1中示出的支架20是内假体的实例。支架20包括互连支柱的图案，这形成接触体 腔壁以保持该体腔的畅通性的结构。例如，支架20可具有由多个箍带22和在相邻箍带之间 延伸并连接的多个接头24所限定的管形构件的形式。在使用过程中，箍带22可从初始的小 直径扩张为更大的直径以使支架20接触抵靠血管壁，从而保持血管的畅通性。接头24可使 支架20具有允许该支架适应血管轮廓的柔韧性和顺应性。内假体的其他实例包括包覆支架 和支架-移植物。
[0033]支架20的至少一个支柱可适应在生理条件下溶蚀。在一些情况下，支架20是完全 生物溶蚀性的。支架20可包含基质的复合材料，该基质包含生物溶蚀性镁合金，该生物溶蚀 性镁合金包含多种稀土金属。在一些情况下，这些稀土金属可包括钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、 钕(Nd)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)和/或镥(Lu)。在一些情况下，该生 物溶蚀性镁合金可包含锆(Zr)、钙(Ca)、锌(Zn)和/或铟（In)。在一些情况下，在此提供的生 物溶蚀性镁合金可包含总和至少5.5重量％的一种或多种元素，该一种或多种元素选自下 组，该组由以下各项组成:设)4^1^、113以及1' 111。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合 金可包含总和至少2.0重量％的一种或多种元素，该一种或多种元素选自下组，该组由以下 各项组成:Y、Nd以及Gd。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金可包含总和至少3.0 重量％的一种或多种元素，该一种或多种元素选自下组，该组由以下各项组成:Y、Nd以及 Gd〇
[0034]在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0重量％-10.0重量％之间的Y含量。 在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有1. 〇重量％ -6.0重量％之间的Y 含量。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有3.0重量％ -4.0重量％之 间的Y含量。
[0035] 在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0重量％_4.5重量％之间的Nd含量。 在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0.05重量％-2.5重量％之间的 Nd含量。
[0036] 在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0重量％-9重量％之间的Gd含量。在 一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有〇重量％-4.0重量％之间的Gd含 量。
[0037]在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0重量％_8.0重量％之间的Dy含量。 在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有〇重量％ -6.0重量％之间的Dy 含量。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0重量％ -4.0重量％之间 的Dy含量。
[0038] 在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0重量％-19.0重量％ 之间的Ho含量。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有4.0重量％-i5.0重量％之间的Ho含量。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有6.0 重量％-14.0重量％之间的Ho含量。
[0039] 在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0重量％-23.0重量％之间的Er含量。 在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有4.0重量％ -15.0重量％之间的 Er含量。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有6.0重量％-14.0重 量％之间的Er含量。
[0040] 在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0重量％-25.0重量％之间的Lu含量。 在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有4.0重量％ -15.0重量％之间的 Lu含量。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有6.0重量％-14.0重 量％之间的Lu含量。
[0041 ]在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0重量％ -21.0重量％之间的Tm和/或 Tb含量。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有4.0重量％-15.0重 量％之间的Tm和/或Tb含量。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有 6.0重量％-12.0重量％之间的Tm和/或Tb含量。
[0042]在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有总和大于5.5重量％的!1〇4^1^、113 以及Tm总含量。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有6.5重量％-25.0重量％之间的Ho、Er、Lu、Tb以及Tm总含量。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合 金配制品可具有7.0重量％-15.0重量％之间的!1〇4^1^、113以及1'111总含量。
[0043 ]在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0重量％ -15重量％之间的Sc含量。 [0044]稀土金属在镁中的溶解度变化很大，并且添加一定量的在此提供的稀土金属可导 致第二相沉淀物。在一些情况下，由于Nd在镁中的低固溶度，存在的粗第二相沉淀物的体积 将主要与Nd含量相关。然而，在此提供的加工技术可产生其中该粗第二相沉淀物具有2.0微 米或更小的平均最长尺寸并且主要集中在富镁固溶体α相晶粒的晶界中的微结构。然而，在 此提供的加工技术可产生其中该粗第二相沉淀物具有1.0微米或更小的平均最长尺寸并且 主要集中在富镁固溶体α相晶粒的晶界中的微结构。然而，在此提供的加工技术可产生其中 该粗第二相沉淀物具有500纳米或更小的平均最长尺寸并且主要集中在富镁固溶体α相晶 粒的晶界中的微结构。在一些情况下，在此提供的加工技术可产生其中至少80%的粗第二 相沉淀物具有2.0微米或更小的最长尺寸并且主要集中在富镁固溶体α相晶粒的晶界中的 微结构。在一些情况下，在此提供的加工技术可产生其中至少90%的粗第二相沉淀物具有 2.0微米或更小的最长尺寸并且主要集中在富镁固溶体α相晶粒的晶界中的微结构。在一些 情况下，在此提供的加工技术可产生其中至少95%的粗第二相沉淀物具有2.0微米或更小 的最长尺寸并且主要集中在富镁固溶体α相晶粒的晶界中的微结构。在一些情况下，在此提 供的加工技术可产生其中至少80%的粗第二相沉淀物具有1.0微米或更小的最长尺寸并且 主要集中在富镁固溶体α相晶粒的晶界中的微结构。在一些情况下，在此提供的加工技术可 产生其中至少90%的粗第二相沉淀物具有1.0微米或更小的最长尺寸并且主要集中在富镁 固溶体α相晶粒的晶界中的微结构。在一些情况下，在此提供的加工技术可产生其中至少 95%的粗第二相沉淀物具有1.0微米或更小的最长尺寸并且主要集中在富镁固溶体α相晶 粒的晶界中的微结构。在一些情况下，在此提供的加工技术可产生其中至少80%的粗第二 相沉淀物具有500纳米或更小的最长尺寸并且主要集中在富镁固溶体α相晶粒的晶界中的 微结构。在一些情况下，在此提供的加工技术可产生其中至少90%的粗第二相沉淀物具有 500纳米或更小的最长尺寸并且主要集中在富镁固溶体α相晶粒的晶界中的微结构。在一些 情况下，在此提供的加工技术可产生其中至少95%的粗第二相沉淀物具有500纳米或更小 的最长尺寸并且主要集中在富镁固溶体α相晶粒的晶界中的微结构。在此提供的加工技术 可产生相对等轴的富镁固溶体α相晶粒，这些相对等轴的富镁固溶体α相晶粒具有小于或等 于15微米的平均粒径(金相学截面平面中的最长尺寸）。在此提供的加工技术可产生相对等 轴的富镁固溶体α相晶粒，这些相对等轴的富镁固溶体α相晶粒具有小于或等于10微米的平 均粒径(金相学截面平面中的最长尺寸）。在此提供的加工技术可产生相对等轴的富镁固溶 体α相晶粒，这些相对等轴的富镁固溶体α相晶粒具有小于或等于5微米的平均粒径(金相学 截面平面中的最长尺寸）。
[0045] 在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0.1重量％ -1.5重量％之间的Zr含 量。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0.2重量％_0.6重量％之间 的Zr含量。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0.2重量％-0.4重 量％之间的Zr含量。
[0046] 在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0重量％-2.0重量％之间的Ca含量。 在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有〇重量％ -1. 〇重量％之间的Ca 含量。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0.1重量％ -0.8重量％之 间的Ca含量。
[0047]在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0重量％_1.5重量％之间的Zn含量。 在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0重量％ -0.5重量％之间的Zn 含量。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0.1重量％ -0.3重量％之 间的Zn含量。
[0048] 在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0重量％ -12.0重量％之间的In含量。 在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0重量％_2.5重量％之间的In 含量。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0.0重量％ -0.8重量％之 间的In含量。
[0049] 在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有0.2重量％_2.0重 量％范围内的在该Mg合金中的In、Zr、Ca以及Zn总含量。在一些情况下，在此提供的生物溶 蚀性镁合金配制品可具有0.2重量％-0.8重量％范围内的在该Mg合金中的In、Zr、Ca以及Zn 总含量。
[0050] 在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有小于0.3重量％的杂 质总含量。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有小于0.2重量％的杂 质总含量。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有最大0.05重量％的 各? 6、51、〇!、111以及48。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有最大 0.006重量％的附。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可具有最大0.15重 量％的各La、Ce、Pr、Sm、Eu以及Yb。在一些情况下，在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品可 具有最大0.1重量％的各La、Ce、Pr、Sm、Eu&&Yb。
[0051] 这些第二相沉淀物可具有500纳米或更小的平均最长尺寸，使用在此提供的方法 可在在此提供的生物溶蚀性镁合金中形成。第二相沉淀物可主要位于晶界中而不是在晶粒 中（例如，在以100-300倍放大倍数进行检查的给定的所制备的金相截面平面中，第二相沉 淀物的组合区域中>50%是在晶界上）。例如，这些第二相沉淀物中的大部分（即，第二相)可 位于晶界中而不是在富Mg固溶相晶粒内。具有在此提供的这些微结构的镁合金可具有适于 内假体诸如支架的改善的机械特性。在一些情况下，在加工过程中，陶瓷纳米颗粒可被添加 到该合金并且也可具有500纳米或更小的平均最长尺寸，并且可主要位于晶界中而不是在 晶粒内。
[0052]虽然在过去镁和镁合金已被开发作为用于生物溶蚀性内假体的候选材料，但镁和 镁合金的机械特性呈现出在某些内假体诸如支架中使用生物溶蚀性镁金属或合金是不切 实际的某些困难。具体地说，由于在六方密堆积(HCP)晶格中缺乏可用的滑移面，镁合金可 具有有限的延展性。滑移面可顺应塑性变形。有限的延展性可使依赖塑性变形的某些使用 复杂化。例如，由于在这些塑性变形过程中支架断裂的可能性增加，所以有限的延展性可使 支架卷曲和支架扩张更加复杂。此外，镁合金典型地具有比铁合金(诸如不锈钢合金)更低 的拉伸强度。然而，具有在此提供的微结构的生物溶蚀性镁合金可具有改善的延展性和拉 伸强度。
[0053]为了识别具有适合的生物溶蚀速率和延展性的镁合金，测试了某些镁合金。例如， Lie和WE43(在下面的表1中描述)是原型的并且作为支架进行测试，但却发现在进行体内和 体外测试时具有太快的生物溶蚀速率。然而，具有在此提供的微结构的Lie和/或WE43合金 将可能具有用于内假体的适合的生物溶蚀速率。
[0054] ^1
[0056] 还已开发出AZ80合金的某些改进(参见下表1I)以试图找到具有比Lie的耐腐蚀性 更优越的耐腐蚀性，但也具有充分延展性的镁合金。虽然这些AZ80改进的合金的初始机械 测试显示与Lie相比在机械特性和腐蚀特性上的改善，但AZ80改进的合金支架在标称扩张 直径处会破裂并且断裂。然而，使用在此描述的方法由AZNd合金制成的支架展示出良好的 机械特性，如下所讨论。
[0059] 对支架的分析识别出有害于延展性的大的外在金属间颗粒，例如氧化物夹杂物和 粗Mg固溶粒度的存在。低材料延展性可导致支架破裂，特别是在被卷曲至球囊导管上、穿过 长的曲折路径引导并且进行扩张以填充动脉直径的球囊可扩张支架中。
[0060] 在此提供的微结构和方法通过具有更低的外在夹杂物含量(或至少小得多的夹杂 物)和具有细化Mg固溶粒度的支架材料以使晶粒纹理随机化，通过粒度细化而产生额外的 滑移系统并且由于存在曲折的晶界网络而提高引发破裂所需的活化能来消除低材料延展 性和支架破裂的这种根源。在此提供的微结构和方法可被定制成在球囊可扩张支架设计中 显示充分的延展性，从而使得Mg合金支架将允许支架被卷曲至球囊导管上、穿过长的曲折 路径摆动并且进行扩张以填充动脉直径而不破裂。
[0061] 材料的微结构可至少部分地依赖加工技术和参数。镁合金的晶粒（即晶体)可使其 本身与它们平行于加工材料流动的方向的基面相对齐，与垂直于流动方向的方向相比，这 会产生在流动方向上的不同机械特性。在挤出包含表1I的合金的支架管材的情况下，所产 生的管可具有强优选晶体取向，从而在挤出方向上对齐基面，这在管材的挤出方向上产生 增加的延展性，但在垂直于挤出方向的方向上产生较少的延展性。然而，支架的扩张依赖于 在所有方向上均具有适合的延展性的材料。沿晶粒的c-晶轴分量具有不利载荷的强晶粒纹 理在较低的应变下产生孪晶和空隙成核。具有空隙成核的孪晶可以是最终材料失效的开 始。支架管挤出也可产生不具有优选取向的随机晶体结构，这产生更加各向同性的机械特 性，但仍具有以上所讨论的延展性问题。
[0062] 在此提供的微结构可提供多个方向上的优越延展性和其他机械特性。晶界饰有沉 淀物和/或陶瓷纳米颗粒。在此提供的微结构可以多种方式表征。在一些情况下，当使用X-射线衍射以500倍进行查看时，在此提供的这些微结构具有不多于3%的区域填充有金属间 ("頂"）颗粒。在一些情况下，在此提供的这些微结构具有不多于2%的区域填充有金属间 ("頂"）颗粒。在一些情况下，最大的頂颗粒尺寸将为30微米或更小。在一些情况下，最大的 IM颗粒尺寸将为20微米或更小、10微米或更小、5微米或更小或1微米或更小。
[0063] 在一些情况下，这些晶界可饰有陶瓷纳米颗粒。在材料加工过程中，陶瓷纳米颗粒 可箍缩晶界和/或阻碍晶粒生长，这可导致镁合金的细晶粒微结构。镁合金的该细晶粒微结 构可增加材料的强度和延展性。在一些情况下，在此提供的这些微结构具有至少0.5%的区 域填充有陶瓷颗粒。在一些情况下，在此提供的这些微结构具有至少1.0%的区域填充有陶 瓷颗粒。在一些情况下，在此提供的这些微结构具有0.5%与5%之间的区域填充有陶瓷颗 粒。在一些情况下，在此提供的这些微结构具有1.0%与3%之间的区域填充有陶瓷颗粒。在 一些情况下，在此提供的这些微结构具有约1.5%的区域填充有陶瓷颗粒。
[0064] 在此提供的复合材料中设置的陶瓷纳米颗粒可具有任何适当的尺寸。在一些情况 下，用于在此提供的复合材料中的陶瓷纳米颗粒具有在0.5纳米与500纳米之间、1.0纳米与 200纳米之间、5纳米与100纳米之间、10纳米与100纳米之间、25纳米与75纳米之间或40纳米 与60纳米之间的平均最大直径。在一些情况下，最大的陶瓷纳米颗粒尺寸将为5微米或更 小。在一些情况下，最大的陶瓷纳米颗粒尺寸将为1微米或更小、500纳米或更小、5微米或更 小或200纳米或更小。
[0065] 在此提供的复合材料中设置的陶瓷纳米颗粒可包含任何适合的陶瓷材料。在一些 情况下，在此提供的陶瓷纳米颗粒不溶于用于在此提供的复合材料中的镁合金。在一些情 况下，陶瓷纳米颗粒可包含以下陶瓷材料中的一种或多种:TiC、Ti0 2Si3N4、AlN、Al203、Ce02、 氮化硼、B 4C以及Y2〇3。在一些情况下，用于在此提供的复合材料中的陶瓷纳米颗粒包含射线 透不过的陶瓷材料。在一些情况下，用于在此提供的复合材料中的陶瓷纳米颗粒可具有镁 的电动势的50%内的电动势。在一些情况下，用于在此提供的复合材料中的陶瓷纳米颗粒 可具有镁的电动势的25 %内的电动势。在一些情况下，用于在此提供的复合材料中的陶瓷 纳米颗粒可具有镁的电动势的10%内的电动势。在一些情况下，用于在此提供的复合材料 中的陶瓷纳米颗粒可具有镁的电动势的5%内的电动势。适合的陶瓷纳米颗粒可得自德克 萨斯州休斯顿的天泉纳米材料公司（SkySpring Nanomaterials，Houston ΤΧ)。
[0066] 在此提供的这些微结构可包含等轴富Mg固溶相晶粒，这些等轴富Mg固溶相晶粒具 有位于平滑且等轴的α相晶界内的第二相沉淀物和/或陶瓷纳米颗粒。在一些情况下，这些 等轴富Mg固溶相晶粒具有20微米或更小、15微米或更小、10微米或更小、7.5微米或更小、5 微米或更小、4微米或更小、3微米或更小、2微米或更小或1微米或更小的平均粒度。在一些 情况下，这些等轴富Mg固溶相晶粒具有在0.1微米与10微米之间、0.5微米与5微米之间或1 微米与4微米之间的平均粒度。在一些情况下，可沿α相晶界找到按体积计至少90%的第二 相颗粒。在一些情况下，平均第二相个体颗粒直径或最长尺寸为1微米或更小、500纳米或更 小、300纳米或更小、200纳米或更小、100纳米或更小、75纳米或更小、50纳米或更小或25纳 米或更小。在一些情况下，平均第二相个体颗粒直径或最长尺寸在0.1纳米与1微米之间、 〇. 5纳米与500纳米之间、5纳米与300纳米之间、10纳米与200纳米之间、20纳米与100纳米之 间、25纳米与75纳米之间或40纳米与60纳米之间。在此提供的该微结构可具有数量减少的 双箍带。在一些情况下，少于15%的α晶粒将具有双箍带。在一些情况下，当切割和卷曲支架 时，具有双箍带的α晶粒的数量可小于10%、小于5%或小于1 %。
[0067]在此提供的微结构可具有加强的延展性。在此提供的这些微结构可通过使晶粒取 向随机化来克服基面对齐的问题并且产生各向同性的机械特性。更细的晶粒也使晶界区域 增加，这可提供更多的晶界滑移。沉淀物直径的细化也可允许额外的晶界滑移。此外，沿这 些晶界的第二相沉淀物和/或陶瓷纳米颗粒的均匀分散可改善强度和耐腐蚀性。在一些情 况下，这些沉淀物和/或陶瓷纳米颗粒可基本上集中在晶界上，但大于晶界的宽度。
[0068]例如，由在此提供的生物溶蚀性镁合金配制品制成的管状主体(例如，支架管材材 料)可通过如下所述的方法制成。该生物溶蚀性镁合金可包含例如，3.5重量％Υ、1.0重量％ 恥、2.0重量％6(1、0.5重量％07、8重量％!1〇、3.0重量％1'111、3.0重量％113、0.5重量％21并且 余量为镁。在此提供的该生物溶蚀性镁合金配制品可具有39与200GPa之间的弹性模量、150 与600MPa之间的0.2%补偿屈服强度、225与600MPa之间的极限拉伸强度和/或30%与80% 之间的拉伸断面收缩率(RIA)。在一些情况下，在此提供的支架管材材料可具有45%与80% 之间的拉伸RIA。在一些情况下，在此提供的支架管材材料在将该管材存储在20 °C与25°C之 间的温度和小于30%的相对湿度下180天后，可在+/-10%内保持它初始的弹性模量、屈服 强度、极限拉伸强度以及拉伸RIA。
[0069] 表ΠΙ
[0070] 具有在此提供的微结构的生物溶蚀性镁合金可进行抛光以具有平滑的表面光洁 度。在一些情况下，在此提供的内假体可具有包含生物溶蚀性镁合金的表面，该表面具有小 于0.5微米、小于0.4微米、小于0.3微米、小于0.2微米、小于0.1微米或小于0.05微米的表面 粗糙度R a。具有在此提供的微结构的生物溶蚀性镁合金可具有改善的耐腐蚀性，这可提供 更慢的生物溶蚀速率。具有在此提供的微结构的生物溶蚀性镁合金的支架本体在非流动的 搅动的模拟体液(在60rpm下搅动）中在37°C连续浸渍28天的时间后可具有小于200微米/年 的体外腐蚀渗透速率，其中该模拟体液（"SBF"）以支架材料的初始体积的至少10倍的量存 在。表1II示出了添加至水的SBF的成分。
[0071] 表1II:SBF 成分
[0073] 在此提供的微结构可通过使用以下方法步骤形成：（a)混合元素以形成熔融的镁 合金(并且任选地添加陶瓷纳米颗粒）；（b)冷却该熔融的镁合金以形成铸锭或坯件；（c)溶 液处理坯件以使在该合金固化过程中形成的任何金属间沉淀物固溶；（d)在固溶化后控制 冷却以沿晶界形成细小的不连续或连续的沉淀物的分布；以及(e)在冷却后或冷却过程中， 使材料热机械变形以使富Mg固溶粒度细化并且产生大致等轴的晶粒形态。
[0074] 例如，铸锭或坯件可被成形或机械加工成实心或空心的杆、匀质化、经受高应变过 程以细化该微结构，并且然后被成型或机械加工成从其中将支架制造成最终尺寸(例如，支 架本体的尺寸）的支架管材。在一些情况下，在此提供的坯件或铸锭可成形成正常地不经受 扩张的内假体，例如血管封闭塞或栓塞材料(例如用于封闭无用的血管结构或癌组织的微 珠粒)。
[0075] 使用任何适合的方法，陶瓷纳米颗粒可任选地分散在熔融镁合金内。图2描绘了用 于将陶瓷纳米颗粒210引入熔融镁合金220的示例性安排200。镁金属和一种或多种合金成 分(例如，铝）可被引入电阻炉204内的钢坩埚202。在一些情况下，在引入钢坩埚202或电阻 炉204前，使镁与合金元素合金。在一些情况下，在添加陶瓷纳米颗粒之前、之后或同时，使 镁与合金元素在钢坩埚202中合金。可使用保护气206来防止不需要的反应或暴露于氧气。 在一些情况下，在混合方法的过程中，可使用能量来防止陶瓷纳米颗粒结块。例如，可将超 声波探头230置于钢坩埚202内以将超声能量施加至混合物。然后可冷却该混合物以形成坯 件或铸锭。
[0076] 坯件可使用任何适合的方法制备。坯件可具有2厘米与1米之间的直径。在一些情 况下，需要的生物溶蚀性镁合金的铸锭可通过在模具(液体铸造）、触变模制（半固体加工） 或粉末冶金（固体加工）中的常规熔化和固化制成。然后，该铸锭可被机械加工成将用作后 续加工和成型的进料的坯件的所需尺寸。在一些情况下，坯件可在不使用额外的机械加工 方法的情况下成形。为了从坯件形成内假体(例如，支架本体），该坯件可被转化成具有更小 直径的杆或空心管。在一些情况下，在将该铸锭或该坯件均质化后，将该铸锭或该坯件转化 成杆或空心管。在一些情况下，该杆或该空心管可具有1厘米与6厘米之间的外径。在支架的 情况下，然后在此提供的空心管的直径可被进一步减小并且切割以形成个体支架本体，这 些支架本体包括位于支架支柱之间的窗孔。在一些情况下，这些支架支柱可具有小于1.2的 宽厚比。在一些情况下，该空心管和这些支架支柱的厚度可在80微米与160微米之间。
[0077] 在一些情况下，铸锭或坯件可通过使该生物溶蚀性镁合金的元素（和任选地陶瓷 纳米颗粒)触变模制来制成。触变模制涉及将固体成分混合到处于液相中的组合物的一部 分中并且然后冷却该混合物以达到完全的固态。触变模制可降低合金中的脆金属间（IM)颗 粒的数量和大小。例如，触变模制可使用类似于注塑模具的机器。室温镁合金芯片、其他合 金成分的芯片以及任选地陶瓷纳米颗粒可通过容积式给料器被送入加热的桶中。该加热的 桶可填充有惰性气体(例如，氩气）以防止镁芯片的氧化。随着镁芯片和其他合金成分被加 热至半固体温度范围，位于桶内的螺杆给料器可将镁芯片和其他合金成分向前馈送。例如， 可以将该混合物加热至约442°C的温度。该螺杆旋转可提供可进一步降低頂颗粒大小的剪 切力。一旦已积聚足够的浆料，该螺杆就可向前移动以将该浆料注入具有铸锭或坯件形状 的钢模中。
[0078] 在一些情况下，铸锭或坯件可通过使用粉末冶金法合并该生物溶蚀性镁合金的元 素来制成。粉末冶金法涉及元素或预合金的粉末颗粒以及任选地陶瓷纳米颗粒的固态烧 结。在烧结法过程中使用细粉末可避免粗IM粒子的形成。例如，镁、其他合金成分的细粉末 以及任选地陶瓷纳米颗粒可被共混成均匀的混合物，压制成需要的形状(例如，该铸锭或该 坯件的形状），并且在压缩的同时加热以将这些粉末粘结在一起。烧结可以在惰性气氛(例 如，氩气）中进行以避免镁的氧化。
[0079] 包含生物溶蚀性镁合金的所有需要元素和任选的陶瓷纳米颗粒的铸锭或坯件可 被均质化以降低元素的浓度梯度。该铸锭或该坯件可通过以下方法均质化:将该铸锭或该 坯件加热至该生物溶蚀性镁合金的液相线温度以下的升高温度，并且将该铸锭或该坯件保 持在该温度上，持续一段足够长的时间以允许在该铸锭或该坯件内进行元素扩散来降低该 铸锭或该坯件内的元素浓度梯度。
[0080] 使该铸锭或该坯件均质化可使金属间（IM)第二相沉淀物颗粒固溶，这是因为均质 化温度超出高温单一的固相(α)与在Mg-Al相图上的两相场边界之间的相边界（固溶相线温 度）。在一些情况下，可使用在相图内的相同或相似位置上的后续固溶化处理来细化沉淀物 结构。例如，如果未充分控制均质化处理冷却以定制第二相沉淀物大小和位置，则可使用后 续的固溶化处理。在一些情况下，在将该铸锭或该坯件保持在升高温度后快速冷却该铸锭 或该坯件以便形成相对细的IM第二相沉淀物。例如，可通过强制气体冷却或液体淬火将该 铸锭或该坯件从升高的保持温度冷却。该铸锭或该坯件可在惰性气氛(例如，在氩气气氛） 或开放的气氛中被均质化，只要表面氧化物被除去。在一些情况下，在此提供的该铸锭或该 坯件可在400°C与450°C之间的温度下被均质化。在一些情况下，将该铸锭或该坯件保持在 400°C与450°C之间的温度下至少2小时、至少3小时或至少4小时。在一些情况下，在升高温 度下的保持时间在4小时与24小时之间。例如，具有约15厘米直径的生物溶蚀性镁合金铸锭 可被加热至440 °C的温度，持续6小时以使该铸锭均质化，随后在冷却的氩气流中将该铸锭 淬火。
[0081] 铸锭或坯件可经受一个或多个高应变过程以将微结构细化成在此提供的微结构。 在一些情况下，该一个或多个高应变过程可包括一个或多个等通道高应变过程。等通道高 应变过程包括等通道转角挤出（"ECAE"）和等通道转角挤压（"ECAP"）ACAE是产生显著的变 形应变而不降低片材的横截面面积的挤出过程。ECAE可通过围绕拐角挤出合金(例如，合金 的坯件）来完成。例如，在此提供的生物溶蚀性镁合金的坯件可受力穿过具有90度角的通 道。该通道的横截面在入口和出口上可以是相等的。随着金属围绕该拐角流动，金属的复杂 变形可产生非常高的应变。在一些情况下，在ECAE过程前，铸锭可被机械加工成具有ECAE模 具的通道的精确尺寸的坯件。由于该横截面可保持不变，所以该坯件可被多次挤出，其中每 次穿过均引入额外的应变。使用每个ECAE过程，可改变该坯件的取向以沿不同的平面引入 应变。在一些情况下，ECAE模具可包括多个弯曲部。例如，图3描绘了ECAE模具的实例。
[0082]在此提供的该铸锭或该坯件可通过一个或多个ECEA模具(例如，如图3中所描绘） 在低于均质化温度的温度下挤出。在随后更低的温度下可进行多个等通道高应变挤出。这 些等通道高应变过程可产生具有主要位于沿晶界处的细的第二相沉淀物（即，IM颗粒)的细 粒度。如果包括，任选的陶瓷颗粒也可变得位于沿晶界处。在一些情况下，与冷加工和退火 步骤相比，在下降的温度下由连续的等通道高应变挤出导致的晶粒细化的动态再结晶可将 更多的应变引入材料中并且导致更细的粒度。在一些情况下，铸锭或坯件在两个不同的顺 次降低的温度下经受至少两个ECAE过程。在一些情况下，铸锭或坯件在不同的顺次降低的 温度下经受至少三个ECAE过程。
[0083]例如，包含镁-铝合金的坯件可通过两个ECAE过程进行加工，其中第一 ECAE过程发 生在比第二ECAE过程更高的温度下。每个过程可通过具有单个90°拐角的简单ECAE模具发 生，诸如图3中所描绘的ECAE模具。第一 ECAE过程可在250°C与400°C之间的温度下进行以允 许稀土元素良好地扩散至晶界。第一 ECAE过程可产生具有15微米或更小的平均粒径的微结 构。第二ECAE过程可在150 °C与300 °C之间的温度下进行。第二ECAE过程可进一步地细化粒 度并且避免粗化。
[0084]在图3中示出的ECAE过程中，铸锭或先前加工的坯件30a被挤出穿过通道31a，该通 道包括具有大致相同的横截面面积的两个通道部分32a、33a，这两个通道部分具有其设置 在角35a处的对应中心线。如所示，角35a可以是约90°。在一些情况下，角35a介于45°与170° 之间、介于50°与160°之间、介于60°与135°之间、介于70°与120°之间、介于80°与100°之间 或介于85°与95°之间。坯件30a可具有任何适当的横截面并且进行机械加工以提供进入入 口通道部分32a的滑动配合。在一些情况下，坯件30a可具有圆形的横截面形状。推杆38a可 使用适当的挤出冲压迫使坯件30a穿过通道31a。被施加在坯件30a上的应变为角35a的函 数。
[0085] 在一些情况下，所提供的复合材料可通过将金属合金的粉末和陶瓷纳米颗粒烧结 在一起来制备。在一些情况下，可使用粉末冶金技术来形成在此提供的复合材料。
[0086] 在一个或多个高应变过程后，该坯件可成形为具有减小的外径的杆或空心管。从 该坯件拉制出管或杆可在具有任选的中间和最终的退火步骤的多个步骤中发生，以便减小 直径。可控制拉制和退火过程以保存在一个或多个高应变过程中形成的微结构。在一些情 况下，材料在小于300°C的温度下退火。在一些情况下，材料在150 °C与300 °C之间、150°C与 250°C之间或150°C与200°C之间的温度下退火。退火步骤可用于允许以有限的再结晶实现 恢复并且避免晶粒生长或沉淀物体积率和形态中的改变。退火步骤还可在晶界处保持第二 相沉淀物的均匀分散。
[0087] 然后可使用任何适合的技术切割单个支架本体，包括切割在支架支柱之间的窗 孔。例如，可使用激光切割这些窗孔。
[0088] 可于在此提供的内假体的生物溶蚀性镁合金或复合材料上施加涂层。例如，在此 提供的支架可包括由生物溶蚀性镁合金形成的支架本体和在该支架本体表面上覆盖的涂 层，该生物溶蚀性镁合金包括在此提供的微结构或复合材料。在放置在生理环境中后，涂层 可通过充当在镁合金与该环境之间的临时屏障来减缓或延迟该生物溶蚀性镁合金或复合 材料的初始降解。例如，延迟生物溶蚀过程可允许身体通路痊愈并且允许支架在支架的强 度被减小至在与体腔内（例如，在血管内）驻存相关联的载荷下支架失效的点之前变得内皮 化(被腔壁的组织细胞所围绕）。当内皮化的支架分段时，该支架的区段可被腔壁组织包含 并且因此不太可能被释放到血流中。内皮化也可阻挡血流的富氧湍流接触内假体，从而进 一步降低内假体的溶蚀速率。在一些情况下，在此提供的支架可包括涂层，该涂层包含氧化 钛、氧化铝或其组合。适合的涂层的实例可在美国专利申请公开号2012/0059455,具体地描 述通过原子层沉积形成的涂层的部分中找到，该专利特此通过引用以其全文结合。
[0089] 在一些情况下，在此提供的内假体可包括氟化镁纳米颗粒的喷雾层。使用悬浮液 等离子喷雾(SPS)方法，可将氟化镁悬浮液施加到在此提供的内假体上，该方法可以克的规 模收率递送几乎单分散的纳米颗粒来提供保护性氟化镁层。该SPS方法可使用附接在ABB工 业机器人上的苏尔寿美科SI]^S(Sulzer Metco Triplex II torch)。
[0090] 该支架可任选地包含治疗剂。在一些情况下，该涂层可包含治疗剂。在一些情况 下，该涂层可包含聚合物(例如，生物溶蚀性聚合物）。例如，药物洗脱聚合物涂层可被施加 到在此提供的支架本体上。在一些情况下，在此提供的支架可基本上不含聚合物(允许存在 已在制造方法的过程中偶然引入的任何少量的聚合物材料，从而使得本领域技术人员将仍 然认为该涂层是不含任何聚合物材料的）。该治疗剂可以是任何药学上可接受的药剂(诸如 药物）、生物分子、小分子或细胞。示例性药物包括抗增殖剂，诸如紫杉醇、西罗莫司（雷帕霉 素）、他克莫司、依维莫司、比奥莫司（biolimus)以及佐他莫司（zotarolimus)。不例性生物 分子包括肽、多肽和蛋白质；抗体;寡核苷酸；核酸诸如双链或单链DNA(包括裸的和cDNA)、 RNA、反义核酸诸如反义DNA和RNA、小干扰RNA( siRNA)以及核酶;基因；碳水化合物;包括生 成因子的血管生成因子;细胞周期抑制剂；以及抗再狭窄剂。示例性小分子包括激素、核苷 酸、氨基酸、糖、脂质并且化合物具有小于l〇〇kD的分子量。示例性细胞包括干细胞、祖细胞、 内皮细胞、成人心肌细胞以及平滑肌细胞。
[0091] 在此提供的支架可包含一种或多种成像标记物。成像标记物可帮助医师放置该支 架。成像标记可以是射线透不过的标记物以容许X-射线可视化该支架。
[0092] 支架20可被配置用于血管，例如冠状动脉和外周脉管或非血管内腔。例如，它可被 配置用于食道或前列腺中。其他内腔包括胆腔、肝腔、胰腺腔以及尿道腔。
[0093] 支架20可具有需要的形状和大小（例如，冠状动脉支架、主动脉支架、外周血管支 架、胃肠支架、泌尿支架、气管/支气管支架以及神经学支架）。取决于应用，该支架可具有例 如约1 mm至约46mm之间的直径。在某些实施例中，冠状动脉支架可具有从约2mm至约6mm的扩 张直径。在一些情况下，外周支架可具有从约4mm至约24mm的扩张直径。在某些实施例中，胃 肠和/或泌尿支架可具有从约6mm至约30mm的扩张直径。在一些情况下，神经学支架可具有 从约1mm至约12mm的扩张直径。腹主动脉瘤(AAA)支架和胸主动脉瘤(TAA)支架可具有从约 20mm至约46mm的直径。该支架可以是球囊可扩张的、自扩张的或这两者的组合(例如，见美 国专利号6,290,721)。
[0094] 可包含生物溶蚀性镁合金的额外内假体的非限制性实例包括支架移植物、心脏瓣 膜以及人工心脏，该生物溶蚀性镁合金包括在此提供的微结构。此类内假体被植入或以其 他方式用于身体结构、体腔或内腔诸如脉管系统、胃肠道、淋巴系统、腹部、腹膜、气道、食 道、气管、结肠、直肠、胆道、泌尿道、前列腺、脑、脊柱、肺、肝、心脏、骨骼肌、肾、膀胱、肠、胃、 胰腺、卵巢、子宫、软骨、眼、骨、关节等。在一些情况下，内假体可包括用于淋巴系统的生物 可降解的骨架。
[0095] 实例
[0096]如在此所讨论，生产具有表1I中列出的元素的样品AZNd合金并且在400 °C下挤出。 测试AZNd合金的样品的扩张损坏并且与对照合金Lie比较。如下表1V中所示，该AZNd合金展 示了 3.0_的标称扩张的适合的机械特性。
[0097]表1V:Mg支架设计以及材料开发和测试
[0099]图4A-4D示出了用于支架的SBF浸渍结果。这些支架在SBF中浸渍54小时。图4A描绘 了接受时测试后SEM WE43元素支架。图4B描绘了接受时测试后SEM AZNd元素支架。图4C描 绘了标称扩张到3.0mm的测试后SHM AZNd元素支架。图4D描绘了过度扩张超过3.0mm的测试 后SEM AZNd元素支架。如所示，与该WE43元素对照相比，这些AZNd元素支架具有更均匀且更 慢的溶蚀速率。该AZNd元素支架具有约11微米的α粒度。
[0100]图5描绘了在大鼠皮下模型中，WE43板、AZNd海波管部分以及Lie海波管部分随时 间推移的每面积的质量损失。如在此所讨论，生产该AZNd合金并且在400 °C下挤出。将该 AZNd海波管部分放置在PMMA笼中的大鼠中120天。将该WE43板放置在PMMA笼中的大鼠中45 天并且直接放置在皮下90天。将该Lie放置在PMMA笼中的大鼠中30天并且直接放置在皮下 15天。图5中的数据显示了随时间推移(在洗掉盐后)样品的质量变化。如图5中所示，在0-45 天期间的初始降解过程中，该AZNd元素支架具有比该WE43元素支架慢约1.5倍的降解，之后 进一步减速。
[0101]在此提及的所有出版物、专利申请、专利以及其他参考文献通过引用以其全文结 合在此。
[0102]再进一步的实施例也在以下权利要求书的范围内。
【主权项】
1. 一种生物溶蚀性内假体，包含： 生物溶蚀性镁合金，该生物溶蚀性镁合金包含： 50重量％与92重量％之间的镁， 总和至少5.5重量％的一种或多种元素，该一种或多种元素选自下组，该组由以下各项 组成:Ho、Er、Lu、Tb&&Tm;&& 总和至少2.0重量％的一种或多种元素，该一种或多种元素选自下组，该组由以下各项 组成:Y、Nd以及Gd; 该生物溶蚀性镁合金具有一种微结构，该微结构包含具有小于或等于15微米的平均粒 径的等轴富Mg固溶相晶粒;以及 在这些富Mg固溶相晶粒之间晶界中的连续或不连续的第二相沉淀物或陶瓷纳米颗粒， 这些第二相沉淀物或陶瓷纳米颗粒具有2.0微米或更小的平均最长尺寸。2. 如权利要求1所述的内假体，其中当在金相学平面上以200-500倍的放大倍数查看 时，这些第二相沉淀物或陶瓷纳米颗粒主要集中在这些晶界上，并且不会从该晶界延伸到 富Mg固溶相晶粒内部超过1微米。3. 如权利要求1或权利要求2所述的内假体，其中这些等轴富Mg固溶相晶粒具有小于或 等于1微米的平均粒径并且这些第二相沉淀物或陶瓷纳米颗粒具有〇. 5纳米与200纳米之间 的平均最长尺寸。4. 如以上权利要求中之一所述的内假体，其中少于50 %的这些等轴富Mg固溶相晶粒具 有双箍带。5. 如以上权利要求中之一所述的内假体，其中该生物溶蚀性镁合金包含这些晶界外的 第二相沉淀物，其中第二相沉淀物的总量的至少50%位于这些等轴富Mg固溶相晶粒之间的 晶界中。6. 如以上权利要求中之一所述的内假体，其中该内假体包含这些陶瓷纳米颗粒并且这 些陶瓷纳米颗粒不溶于该生物溶蚀性镁合金。7. 如权利要求6所述的内假体，其中这些陶瓷纳米颗粒包含陶瓷材料，该陶瓷材料选自 下组，该组由以下各项组成:11(：、3丨必4^1141 2〇3、〇6〇2、氮化硼、84(：、￥2〇3以及其组合。8. 如以上权利要求中之一所述的内假体，其中该合金具有39GPa与200GPa之间的弹性 模量、150MPa与600MPa之间的0.2%补偿屈服强度、250MPa与600MPa之间的极限拉伸强度以 及至少30 %的拉伸断面收缩率。9. 如以上权利要求中之一所述的内假体，其中该生物溶蚀性镁合金包含0重量％ -10.0 重量％之间的Y含量、0重量％ _4.5重量％之间的Nd含量、0重量％-9重量％之间的Gd含量、0 重量％-8.0重量％之间的Dy含量、4.0重量％-15.0重量％之间的!1〇含量、4.0重量％-15.0 重量％之间的Er含量、4.0重量％-15.0重量％之间的Lu含量、4.0重量％-15.0重量％之间 的Tm和/或Tb含量或其组合。10. 如以上权利要求中之一所述的内假体，其中该生物溶蚀性镁合金由以下组成： γ:〇重量％-1〇.〇重量％; Nd:0重量％-4.5重量％; Gd:0重量％-9.0重量％; Dy:〇重量％-8.0重量％; Ho:0重量％-19.0重量％; Er:0重量％-23.0重量％; Lu:0重量％-25.0重量％; Tm:0重量％-21.0重量％; Tb:0重量％-21.0重量％; Zr:0.1 重量 ％-1.5 重量 ％; Ca:0重量％-2.0重量％; 2]1:0重量％-1.5重量％; Ιη:0重量％-12.0重量％; Sc:0重量％-15.0重量％; 总共多达0.3重量％的附带的杂质;并且 余量是镁并且在!1〇4匕1^、113以及1'111的总含量大于5.5重量％;￥、恥以及6(1的总含量大 于2.0重量％ ;且除了镁以外所有合金化合物的总含量大于8.5重量％的条件下。11. 如以上权利要求中之一所述的内假体，其中该内假体是包括多个支柱的支架，其中 这些支柱具有小于1.2的宽厚比。12. 如以上权利要求中之一所述的内假体，其中该内假体具有一种表面光洁度，该表面 光洁度具有小于〇. 2微米的Ra表面粗糙度。13. -种加工用于支架的生物溶蚀性镁合金的方法，该方法包括： 形成包含熔融镁合金的铸锭或坯件，该熔融镁合金包含50重量％与92重量％之间的 镁，总和至少5.5重量％的一种或多种元素，该一种或多种元素选自下组，该组由以下各项 组成:11〇4^1^、113以及1'111，以及总和至少2.0重量％的一种或多种元素，该一种或多种元素 选自下组，该组由以下各项组成:Y、Nd以及Gd; 冷却该熔融镁合金以形成铸锭或坯件;并且 在该铸锭或该坯件上进行至少一个高应变过程以形成一种微结构，该微结构包含具有 小于或等于15微米的平均粒径的等轴富Mg固溶相晶粒和在这些等轴富Mg固溶相晶粒之间 晶界中的连续或不连续的第二相沉淀物或陶瓷纳米颗粒，这些第二相沉淀物或陶瓷纳米颗 粒具有2.0微米或更小的平均最长尺寸。14. 如权利要求13所述的方法，进一步包括将该铸锭或该坯件保持在相图的固溶相线 和液相线边界之间的温度，持续至少2小时以在该铸锭或该坯件上进行该至少一个高应变 过程之前使该铸锭或该坯件均质化。15. 如权利要求13所述的方法，其中该至少一个高应变过程是在小于400°C的温度下进 行的等通道高应变过程，其中该铸锭或该坯件在不同的温度下通过至少两个等通道高应变 过程进行加工，其中第一次发生的第一等通道高应变过程在比第二次发生的第二等通道高 应变过程更高的温度下进行，其中该第一等通道高应变过程在250 °C与400°C之间的温度下 进行并且该第二等通道高应变过程在150°C与300°C之间的温度下进行。
【文档编号】C22C23/06GK105848690SQ201480071292
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年10月29日
【发明人】雅各布·德鲁·艾迪克
【申请人】波士顿科学国际有限公司