一种血管支架结构的加工方法及加工装置与流程

本发明涉及血管支架加工技术领域，尤其涉及一种血管支架结构的加工方法及加工装置。

背景技术：

目前，动脉血管狭窄是种高死亡率和高致残率的疾病，血管指甲的血管内介入治疗逐渐成为这种血管疾病的主要治疗方法，其原理是植入支架通常经输送系统达到病变部位，然后经过扩张后重建血管，由此治疗动脉血管狭窄。这种方法具有创伤小、并发症少、安全性高、患者痛苦少、易接受等优点。

然而，现有技术的加工方法，使得血管支架在加工完成后会呈现一个支架外面表面宽，内表面窄近似梯形的倒梯形，如图1所示。该形状不利于支架内嵌入血管壁，易导致部分支架结构裸露于血管内壁中，血管流动过程中容易形成湍流使血小板集聚，最终导致支架内血栓。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种血管支架结构的加工方法及加工装置，制造一种利于内嵌的血管支架结构，防止血小板堆积引发的支架内血栓。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是改进现阶段血管支架加工方法的不足，制造利于内嵌的血管支架结构，防止血小板堆积引发的支架内血栓。

基于以上技术问题，本发明提供一种血管支架结构的加工方法，切割激光沿所述支架结构加工管材的轴向或径向斜向下切割所述管材，使所述管材形成沿轴向分布的若干个环状单元构成的镂空网状结构；任意所述镂空网状结构在所述管材外表面和内表面分别形成第一开口和第二开口，所述第二开口相对于所述第一开口沿所述管材径向在所述内表面形成的投影向内收缩。

进一步地，加工过程还包括所述管材本体沿所述管材轴向的旋转和进退运动。

进一步地，以轴线与所述管材的轴线平行的某方向为x轴，以与所述x轴的轴线垂直且相交的某方向为y轴，加工过程还包括所述切割激光沿所述x轴和所述y轴转动，调整斜向下切割的角度。

进一步地，所述轴向斜向下切割包括轴向左切割和轴向右切割。

进一步地，所述切割激光进行所述轴向左切割和所述轴向右切割时，所述y轴转动角度归零。

进一步地，所述径向斜向下切割包括径向前切割和径向后切割。

进一步地，所述切割激光进行所述径向前切割和所述径向后切割，所述x轴转动角度归零。

进一步地，本发明还公开了能够实施所述加工方法的加工装置，包括激光头、结构主架，x轴、y轴、z轴和a轴；所述结构主架与所述x轴、所述y、所述z轴和所述a轴相连；所述x轴的轴线与所述血管支架加工管材的轴线平行；所述y轴的轴线与所述x轴的轴线相交且垂直；所述z轴的轴线、所述a轴的轴线均与所述管材轴线同心；所述激光头与所述x轴和所述y轴相连，且所述激光头被配置为沿所述x轴和所述y轴能够转动，调整激光出射角度；所述z轴被配置为使所述管材沿所述z轴的轴线前后移动；所述a轴被配置为使所述管材沿所述a轴的轴线旋转。

进一步地，还包括控制调节模块，所述控制调节模块能够实时调节所述x轴和所述y的转动角度、所述z轴的前后移动速度及距离、所述a轴的旋转速度。

进一步地，所述吹气模块被配置为通过吹气对所述管材的切割表面进行冷却和保护。

本发明通过出射激光沿加工管材的径向或轴向斜向下切割管材，并配合激光头的转动、管材的旋转及前后移动，简单易行地获得截面形状为“外窄内宽”的新型支架结构。本发明提出的加工方法简单方便，可行性高，现有加工设备经过简单改造即可实现本发明提出的新加工方法。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是现有切割技术下形成的血管支架结构沿管材径向截面图；

图2是基于本发明加工方法获得的一种较佳实施例的血管支架沿轴线剖开的局部平铺图；

图3是径向前切割示意图；

图4是图2所述实施例沿b方向剖开的截面图；

图5是轴向右切割示意图；

图6是图2所述实施例沿a方向剖开的截面图；

其中，1-环状单元，2-连接杆，3-第一边，4-切割激光，5-管材，11-上边，12-下边，13-波杆，110-波峰，111-波谷，31-外表面边，32-内表面边，33-第一圆弧，34-第二圆弧，41-x轴，42-y轴。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

现有血管支架切割技术是通过切割激光4对沿轴线旋转的管材进行径向切割，使得获得的血管支架的截面构成近似梯形如图1所示的扇形环。所述扇形环的外表面边31宽于内表面边32。进而，对于所述扇形环形成了镂空结构。所述镂空网状结构在所述管材外表面和内表面分别形成第一开口和第二开口，所述第二开口与所述第一开口沿所述管材径向在所述内表面形成的投影相同。这种“外宽内窄”的截面形状不利于血管支架内嵌入血管壁，使得部分支架结构裸露于血管内壁中，导致血管流动过程中容易形成湍流使血小板集聚在此，引发支架内血栓。

为了改善现有血管支架加工方法的上述不足，本发明提出了一种新的加工方法，具体步骤如下：

步骤1、将加工管材安装到加工装置上；

步骤2、导入支架结构的三维模型；

步骤3、根据所述三维模型的镂空结构第二开口相对于第一开口在内表面投影的向内收缩程度，设定出射激光斜向下切割的倾斜角度；

步骤4、将支架结构的三维模型拆分为轴向左、轴向右、径向前、径向后4个部分；

步骤5、将y轴角度归零，向所述管材轴向左侧调节x轴角度，使激光按照设定的倾斜角度射向管材表面，配合加工装置夹具往返及旋转完成支架结构轴向左的切割；

步骤6、向相反方向调节x轴角度，使激光按照设定的倾斜角度射向管材表面，配合加工装置夹具往返及旋转完成支架结构轴向右的切割；

步骤7、将x轴角度归零，向所述管材径向前方向调节y轴角度，使激光按照设定的倾斜角度射向管材表面，配合加工装置夹具往返及旋转完成支架结构径向前的切割；

步骤8、向相反方向调节y轴角度，使激光按照设定的倾斜角度射向管材表面，配合加工装置夹具往返及旋转完成支架结构径向后的切割；

步骤9、加工完成。

图2所示为本发明沿所述加工完成后的支架结构轴线h剖开后的局部平铺图。所述支架结构包括若干个沿轴向分布的环状单元1构成的镂空管状结构；环状单元1沿所述管状结构的轴向截面为第一梯形；所述轴向截面在环状单元1外表面构成所述第一梯形的第一边3；第一边3与所述第一梯形的两个腰构成的内角均为钝角。所述第一梯形的形状，有利于内嵌的支架结构在植入后可以更多的嵌入血管壁内，支架侧面与血管壁形成钝角，不易形成湍流，有效防止血小板堆积减少支架内血栓形成。优选地，所述梯形为等腰梯形。

环状单元1包括上边11和下边12，优选地，上边11和下边12为相同形状的波形，所述波形包括若干对波峰110和波谷111。采用波浪形的多组环状单元构成的镂空网状支架结构，兼顾柔顺性和扩张性，减少植入过程中对血管的损伤，并有利于提高扩张效果，对于植入部位长度范围内内径变化大的血管适应性良好。

考虑植入部位的血管弯曲程度复杂，为防止支架结构弯曲程度较大时发生断裂或材料发生形变，进而刺伤血管，优选地，环状单元1内部采用波杆13沿所述管状结构轴向连接上边11和下边12，波杆13沿环状单元1的圆周均匀分布，以提高环状单元1的局部刚性；优选地，环状单元1之间采用连接杆2，且连接杆2沿所述管状结构圆周均匀分布，以提高支架结构整体的刚性。

图3所示为本发明所述径向前切割示意图，在管材5的轴向剖面，切割激光4沿y轴42向管材5的径向截面前方调整倾斜角∠4，以使被切割的管材内表面相对于外表面的第一开口在内表面的投影“向内收缩”。此时，y轴42的调节角度＝90°-∠4图4所示为图2中环状单元1下边12的波谷111沿b方向剖面形成的梯形截面。所述梯形在所述管材外表面的第一边3与梯形的两腰构成的内角均为钝角(对应于图4的补角∠1和∠2均为锐角)。设置径向前切割和径向后切割的∠4倾斜角度相同，会获得∠1和∠2相等的等腰梯形。改变∠4的大小，可以获得偏离管材5径向截面远近距离不同的支架结构侧面。

图5所示为本发明所述轴向右切割的示意图。在管材5的径向截面，切割激光4沿x轴41向竖直轴截面右侧调整倾斜角∠3，以使被切割的管材内表面相对于外表面的第一开口在内表面的投影“向内收缩”。此时，x轴41的调节角度＝90°-∠3。调节图6为图2中波杆13沿a方向的剖视图截面，是与图4所示梯形类似的“外短内长”的扇形环，即第一圆弧33弧长小于第二圆弧34的弧长。设置轴向左切割和轴向右切割的∠3倾斜角度相同，会获得轴对称的扇形环。改变∠3的大小，可以获得偏离管材5轴向截面倾斜程度不同的支架结构侧面。值得注意的是，当∠3为零时，本发明的加工方法与现有加工方法是相同的。

在切割过程中，配合管材5自身的旋转及前后移动，再通过径向前和径向后切割，可以获得如图4及图2所示的具有“外窄内宽”的梯形截面的波浪形上边11和下边12；通过轴向左和向右切割，可以获取如图6及图2所示的具有“外窄内宽”的扇形环截面的连接杆2和波杆13。

考虑到血液环境复杂，同时需要兼顾支架结构的柔顺性和扩张性，优选地，血管支架结构选择高强度、耐疲劳、耐腐蚀、耐磨损、形状记忆效应好及生物相容性好的镍钛合金。

此外，本发明还提出了配合所述加工方法的一种加工装置，包括激光头、结构主架，x轴、y轴、z轴和a轴；所述结构主架与所述x轴、所述y、所述z轴和所述a轴相连；所述x轴的轴线与所述血管支架加工管材的轴线平行；所述y轴的轴线与所述x轴的轴线相交且垂直；所述z轴的轴线、所述a轴的轴线均与所述管材轴线同心；所述激光头与所述x轴和所述y轴相连，且所述激光头被配置为沿所述x轴和所述y轴能够转动，调整激光出射角度；所述z轴被配置为使所述管材沿所述z轴的轴线前后移动；所述a轴被配置为使所述管材沿所述a轴的轴线旋转。

进一步地，所述加工装置还包括控制调节模块，所述控制调节模块能够实时调节所述x轴和所述y的转动角度、所述z轴的前后移动速度及距离、所述a轴的旋转速度。

考虑到血管支架采用高强度的合金结构，为防止切割过程中发生作业面氧化和高温变形，优选地，还配置通过吹气对所述管材的切割表面进行冷却和保护的吹气模块。所吹气体可以为氧气，氮气，二氧化碳或者惰性气体。

本发明提出的加工方法及加工装置，可以通过切割激光沿x轴和y轴相对独立调节，管材沿a轴和z轴相对独立调节，以及上述4种调节的连续调节，获得各种形状和各种截面的血管支架结构，且简单易实现。例如，降低所述z轴的旋转速度，可以使得波峰110和波谷111更密集。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。