用于支架的射線不透性增強的鎳合金的制作方法
【專利摘要】一種支架包括鎳基合金，該鎳基合金包含：10-35重量％的選自鉑(Pt)、金(Au)、銥(Ir)、鋨(Os)、錸(Re)、鈀(Pd)、鉭(Ta)、以及它們的組合的金屬成分；0-6重量％的鈷(Co)；17-24重量％的鉻(Cr)；13-15重量％的鎢(W)；0-3重量％的鉬(Mo)；0-5重量％的鐵(Fe)；以及余量為鎳(Ni)。所述鎳基合金可以是中空支架的薄的外殼體。所述鎳基合金可用來形成支架的芯部-殼體結(jié)構(gòu)的內(nèi)芯部和外殼體中的至少一個。
【專利說明】用于支架的射線不透性增強的鎳合金
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求美國臨時專利申請序列號61/639, 031的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，該申請?zhí)峤?于2012年4月26日并且以引用方式全文并入本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及用來制造諸如支架的可植入醫(yī)療裝置的鎳基合金。

【背景技術(shù)】
[0004]支架通常是中空的、大體上圓柱形的裝置，其從徑向收縮構(gòu)型向徑向擴張構(gòu)型而 展開在身體管腔中，這允許其接觸和支撐血管壁。通過使用承載已加載到球囊上的壓縮或 "卷曲"的支架的球囊，可在血管成形術(shù)中植入可塑性變形的支架。當球囊被充注時，支架徑 向擴張，迫使支架與身體管腔接觸，從而為血管壁形成支撐件。部署在支架已經(jīng)皮引入、經(jīng) 管腔輸送并且借助于球囊導管定位在所需位置之后進行。
[0005]支架可由（多個）材料線或（多個）材料條形成，可從管材切割下，或者可從材料 片切割下，然后卷成管狀結(jié)構(gòu)。由于新一代支架在撐條尺寸/厚度上變得更薄，以往用于支 架的許多金屬合金可能不具有足夠的射線密度或射線不透性以在透視下或X射線下適當 地可視化，X射線可用來在支架經(jīng)管腔輸送時可視化支架的位置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]希望開發(fā)用于諸如支架的可植入醫(yī)療裝置的材料，以提供增強的射線不透性，同 時保持或改善目前用于這樣的可植入醫(yī)療裝置的材料的機械性質(zhì)，包括但不限于機械強 度、軔性、耐久性、柔初性、遞送能力、最小反沖、延展性、和/或耐腐蝕性。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的實施例的一個方面，提供了一種包含鎳基合金的支架，該鎳基合金 包含：10-35重量％的選自鉬（Pt)、金（Au)、銥（Ir)、鋨（0s)、錸（Re)、鈀 （Pd)、鉭（Ta)、以 及它們的組合的金屬成分；0-6重量％的鈷（Co) ;17-24重量％的鉻（Cr) ;13-15重量％的 鎢（W) ;0_3重量％的鉬（Mo) ;0-5重量％的鐵（Fe);以及余量為鎳（Ni)。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的實施例的一個方面，提供了一種包括多個由線材形成的撐條的支 架。該線材包括圍繞內(nèi)芯部的外殼體。外殼體和內(nèi)芯部中的至少一個包含鎳基合金。該 鎳基合金包含：10-35重量％的選自鉑（Pt)、金（Au)、銥（Ir)、鋨（〇s)、錸（Re)、鈀（Pd)、鉭 (Ta)、以及它們的組合的金屬成分；〇-6重量％的鈷（Co) ;17-24重量％的鉻（Cr) ;13-15重 量％的鎢（W) ;0-3重量％的鉬（Mo) ;0-5重量％的鐵（Fe);以及余量為鎳（Ni)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 現(xiàn)在將僅以舉例方式參照所附示意圖描述本發(fā)明的實施例，在附圖中，對應的附 圖標記指示對應的部件，并且其中：
[0010] 圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的具有撐條和冠部的支架；
[0011] 圖2A和圖2B描繪了根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的支架的各種示例性撐條的橫截 面；
[0012] 圖2C和圖2D描繪了根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的支架的各種示例性復合撐條的橫 截面； '
[0013] 圖3在極限拉伸強度（UTS)和作為冷作的函數(shù)方面比較了根據(jù)本發(fā)明的各種實施 例的鎳基合金/線材與市售的鎳基合金；
[0014] 圖4示出了由市售鈷基合金制成的支架與根據(jù)本發(fā)明的實施例的合金制成的支 架在射線不透性方面的差異；
[0015] 圖5A和圖5B比較了由根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的鎳基合金制成的線材與由用來 制造支架的市售材料制成的線材的伸長率，其為退火溫度和退火時間的函數(shù)；
[0016] 圖6A和圖6B比較了由根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的鎳基合金制成的線材與由用來 制造支架的市售材料制成的線材的極限拉伸強度，其為退火溫度和退火時間的函數(shù)；以及 [0017]圖7A和圖7B比較了由根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的鎳基合金制成的線材與由用來 制造支架的市售材料制成的線材的屈服強度，其為退火溫度和退火時間的函數(shù)。

【具體實施方式】
[0018] 本發(fā)明的實施例涉及有創(chuàng)新性的鎳基合金，其用于實現(xiàn)增強的射線不透性，同時 保持或改善其它性質(zhì)，例如機械性質(zhì)。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，鎳基合金可包含密度和/或原子序數(shù)大于市售鎳基合金中 的其它金屬元素的一種金屬元素。現(xiàn)有的鎳基合金的示例可包括具有商品名Haynes的那 些和/或本領(lǐng)域已知的其它含鎳合金。例如，Haynes 230通常已知具有按重量計約57%的 鎳（Ni)、約5%的鈷（Co)、約22%的鉻（Cr)、約2%的鉬（Mo)、約14%的鎢（W)和約3%的 鐵（Fe)的典型組成。
[0020] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施例，密度或原子序數(shù)大于市售鎳基合金（例如，以上 列舉的Haynes 23〇合金）中的其它金屬元素的至少一種金屬元素可具有約I2g/cm3或更高 的密度。為了方便，術(shù)語"致密金屬成分"或"單質(zhì)致密金屬"將用來描述這樣的元素，并且 可包括但不限于鉑（Pt)、金（Au)、銥（Ir)、鋨（Os)、錸（Re)、鎢（W)、鈀（Pd)、和/或鉭（Ta)。 在一些實施例中，致密金屬成分可以是Pt或含Pt合金，例如Ptlr。在其它實施例中，致密 金屬成分可由除Pt之外的（多種）單質(zhì)致密金屬形成。
[0021] 相比現(xiàn)有的或常規(guī)的鎳基合金，根據(jù)本發(fā)明的實施例的鎳基合金可具有這樣的組 成：其具有含量減少的鎳（Ni)和/或其它金屬，同時在現(xiàn)有鎳基合金中的（多種）其余金 屬的含量可以減少或者可以不減少。在一個實施例中，現(xiàn)有的鎳基合金中的Ni和/或其它 金屬可以至少部分地由所公開的致密金屬成分和/或它們的合金替代。在一個實施例中， 所公開的鎳基合金可通過在現(xiàn)有的鎳基合金中包含（多種）致密金屬成分而形成，其中，在 現(xiàn)有的鎳基合金中的金屬之間的材料比被保持。
[0022] 在具體示例中，Pt及其合金可用作致密金屬成分以部分地代替Ni的含量，或者可 由現(xiàn)有鎳基合金的已知組合物來補足，以形成用于提供所需性質(zhì)的根據(jù)本發(fā)明的實施例的 鎳基合金。Pt和Ni兩者均為具有面心立方（FCC)結(jié)構(gòu)的過渡金屬，已知該結(jié)構(gòu)提供延展 性而不影響最終合金的性質(zhì)或特性，并且是奧氏體穩(wěn)定劑。在另一示例中，Pt可被添加進 (例如，熔融進）Haynes 230中。
[0023]在一個示例性實施例中，用來形成支架的鎳基合金可包含但不限于，
[0024] 35重量％ (例如，10-25重量％、1〇-20重量％或約20重量％ )的致密金屬成 分；
[0025] 0-6 重量 ％ 的鈷（Co);
[0026] 17-24 重量 ％ 的鉻（Cr);
[0027] 13-15 重量 ％ 的鎢（W);
[0028] 0-3 重量 ％ 的鉬（Mo);
[0029] 0-5重量％的鐵（Fe);以及
[0030]余量為鎮(zhèn)（Ni)。
[0031]在一個實施例中，致密金屬成分包含鉑（pt)。
[0032]在一個示例性實施例中，用來形成支架的鎳基合金可包含例如，
[0033] 10-25重量％的致密金屬成分；
[0034] 4-6 重量 ％的鈷（Co);
[0035] 17-23 重量 ％ 的鉻（Cr);
[0036] 13-15 重量 ％ 的鎢（W);
[0037] 2-3 重量 ％ 的鑰（Mo);
[0038] 0-3重量％的鐵（Fe);以及
[0039]余量為鎳（Ni)。
[0040] 在一個實施例中，致密金屬成分包含怕（Pt)。
[0041]在一個示例性實施例中，用來形成支架的鎳基合金可包含例如，
[0042]約20重量％的致密金屬成分；
[0043]約5重量％的鉆（co);
[0044]約22重量％的鉻（Cr);
[0045]約14重量％的鎢（W);
[0046]約2重量％的鉬（Mo);
[0047]約3重量％的鐵（Fe);以及 _8]余量為鎳（Ni)。
[0049]在一個實施例中，致密金屬成分包含鉑（Pt)。
[0050]在一個示例性實施例中，用來形成支架的鎳基合金可包含例如，
[0051] 約21重量％的致密金屬成分；
[0052]約5重量％的鈷（c〇);
[0()53]約18重量％的鉻（Cr);
[0054]約13重量％的鎢（￥); _5]約2重量％的鉬（M〇);
[0056] 約4重量％的鐵（Fe);以及
[0057] 余量為鎳。
[0058] 在一個實施例中，致密金屬成分包含鉑（Pt)。 、 、
[0059]本文所公開的鎳基合金可用來形成線材、片材和管材，其用來形成如本文所述的 具有所需性質(zhì)的支架。
[0060]圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的支架100,其包括多個撐條112和多個冠部 或彎曲部114,其中每個冠部或彎曲部114連接一對相鄰的撐條112。支架1〇〇可使用本領(lǐng) 域已知的方法由管材或線材形成，并且用來形成支架丨〇〇的管材或線材可由根據(jù)本發(fā)明的 實施例的材料制成。例如，如果使用管材來形成支架，則可通過已知的方法將管材用激光切 割或蝕刻成具有支架的圖案。如果使用線材來形成支架，則可將線材形成為大體上正弦曲 線的波形，并且包裹在心軸或桿周圍。所選的相鄰冠部可被熔合在一起，并且可在支架終止 處用激光切割線材的端部。 '
[0061]圖2A和圖2B分別描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施例的支架200A、200B的撐條的橫截 面。
[0062]在圖2A中，本文所公開的根據(jù)本發(fā)明的實施例的鎳基合金212可用來形成線材， 該線材用來形成具有所需的射線不透性、機械性質(zhì)和/或其它性質(zhì)的支架200A的撐條。 [0063]在圖2B中，支架200B可由包括外殼體的線材形成，該外殼體由所公開的鎳基合金 212形成。外殼體可基本上圍繞內(nèi)芯部，內(nèi)芯部是在該實施例中形成開放管腔的中空內(nèi)芯 部205。在實施例中，由于使用了所公開的鎳基合金212而充分地提供了所需的射線不透 性和/或機械性質(zhì)，外殼體可以是薄的，其具有約〇· 0010英寸或更小或在從約〇. 〇〇〇5至約 0. 0020英寸的范圍內(nèi)的厚度。
[0064] 圖2C和圖2D分別描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施例的支架200C、200D的復合撐條的橫 截面。復合撐條/支架可利用各種材料的不同的性能特性來改善其總體性能。
[0065] 在圖2C中，支架200C的示例性撐條可形成為包括由鎳基合金212形成的外殼體， 該外殼體基本上圍繞由金屬成分220形成的內(nèi)芯部。可選擇該金屬成分220以提供所需性 質(zhì)。金屬成分可包含至少一種金屬并且可以是合金。由鎳基合金212圍繞的金屬成分220 可以是或可以不是致密金屬成分。然而，當將致密金屬成分用作金屬成分220時，圖2C中 的支架200C的撐條可具有更進一步增強的射線不透性，同時保持（或改善）本文所公開的 其它性質(zhì)。
[0066] 在圖2D中，諸如致密金屬成分的金屬成分220可用作外殼體，其基本上圍繞所公 開的鎳基合金212的內(nèi)芯部以形成具有所需射線不透性和其它性質(zhì)（視所選擇和使用的材 料而定）的支架200D的撐條。
[0067] 在實施例中，按包含致密金屬成分220和鎳基合金212的線材的總重量計，致密金 屬成分220可以為約20%至約45%，如在圖2C和圖2D中所描繪的。例如，在一個實施例 中，圖2C的致密金屬成分220可以為Ptlr，并且Ptlr芯部的直徑可以是線材的直徑的約 10-25%。在一個實施例中，圖2C的致密金屬成分220可以為鉭（Ta)，并且Ta 220的芯部 的直徑可以是線材的直徑的約10-30%。
[0068] 雖然圖2A-2D中所描繪的橫截面出于說明的目的而為圓形，但本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員應當理解，所公開的合金/線材/管材/撐條/支架可使用規(guī)則的或不規(guī)則的其它可 能的橫截面，包括三角形、正方形、矩形、多邊形、卵圓形等。此外，圖2B-2D中所示芯部-殼 體結(jié)構(gòu)可同軸地或非同軸地形成，同時外殼體和內(nèi)芯部可具有相同或不同的橫截面形狀。
[0069] 以下示例示出了本發(fā)明的實施例而并非意圖進行限制。
[0070] 示例
[0071]含有本文所公開的某些示例性組成的鎳基合金在線軸上被拉延至約 0.0033"（0.084mm)并被熔融以進行分析。利用能量分散（ED)-XRF光譜儀進行熔體分析， 該分析儀包括例如X射線發(fā)生器、X射線管、HV源、真空系統(tǒng)、脈沖處理器、Si (Li)檢測器、 靶、PC、MCA、打印機等，以提供鎳基合金樣品中的每種元素的濃度測量。如所測量的，信號強 度越高，鎳基合金樣品中的元素的濃度越高。初步評價揭示了相比常規(guī)使用的不銹鋼合金、 鎳基合金或其它合金的所需機械強度和延展性。
[0072]示例 1
[0073] 表I列出了示例1中的鎳基合金的合金組成（按重量計）：
[0074] 表I :鎳基合金
[0075]

【權(quán)利要求】
1. 一種支架，包括： 鎳基合金，所述鎳基合金包含 10-35重量％的選自鉬（Pt)、金（Au)、銥（Ir)、鋨（Os)、錸（Re)、鈀（Pd)、鉭（Ta)、以及 它們的組合的金屬成分； 0-6重量％的鈷（Co); 17-24重量％的鉻（Cr); 13-15重量％的鎢（W); 0-3重量％的鑰（Mo); 0-5重量％的鐵（Fe);以及 余量為鎳（Ni)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架，其特征在于，所述鎳基合金包含： 10-25重量％的鉬（Pt); 4-6重量％的鈷（Co); 17-23重量％的鉻（Cr); 13-15重量％的鎢（W); 2-3重量％的鑰（Mo); 0-3重量％的鐵（Fe);以及 余量為鎳（Ni)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架，其特征在于，所述鎳基合金由下列材料形成 約20重量％的鉬（Pt); 約5重量％的鈷（Co); 約22重量％的鉻（Cr); 約14重量％的鎢（W); 約2重量％的鑰（Mo); 約3重量％的鐵（Fe);以及 余量為鎳（Ni)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架，其特征在于，所述鎳基合金由下列材料形成 約21重量％的鉬（Pt); 約5重量％的鈷（Co); 約18重量％的鉻（Cr); 約13重量％的鎢（W); 約2重量％的鑰（Mo); 約4重量％的鐵（Fe);以及 余量為鎳。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的支架，其特征在于，所述鎳基合金由下列材料形成 約21重量％的鉬（Pt); 約4. 9重量％的鈷（Co); 約17. 7重量％的鉻（Cr); 約13. 3重量％的鎢（W); 約2.2重量％的鑰（Mo); 約4. 4重量％的鐵（Fe);以及 余量為鎳（Ni)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架，其特征在于，所述鎳基合金形成所述支架的至少一個 撐條。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架，其特征在于，所述支架包括具有基本上圍繞內(nèi)芯部的 外殼體的芯部-殼體結(jié)構(gòu)，并且其中，所述外殼體和所述內(nèi)芯部中的至少一個由所述鎳基 合金形成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架，其特征在于，所述支架包括具有基本上圍繞內(nèi)芯部的 外殼體的芯部-殼體結(jié)構(gòu)，其中所述外殼體和所述內(nèi)芯部中的一個由所述鎳基合金形成， 并且所述外殼體和所述內(nèi)芯部中的另一個由金屬成分形成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的支架，其特征在于，所述金屬成分包含選自鉬（Pt)、金（Au)、 銥（Ir)、鋨（Os)、錸（Re)、鎢（W)、鈀（Pd)、鉭（Ta)、以及它們的組合的金屬。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架，其特征在于，所述支架包括具有基本上圍繞內(nèi)芯部 的外殼體的芯部-殼體結(jié)構(gòu)，并且其中所述內(nèi)芯部為中空的，并且所述外殼體由具有約 0. 0010英寸或更小的厚度的所述鎳基合金形成。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架，其特征在于，所述支架包括具有基本上圍繞內(nèi)芯部的 外殼體的芯部-殼體結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)芯部包括Ta，其中所述外殼體包含由下列材料形成的所 述鎳基合金： 約21重量％的鉬（Pt); 約5重量％的鈷（Co); 約18重量％的鉻（Cr); 約13重量％的鎢（W); 約2重量％的鑰（Mo); 約4重量％的鐵（Fe);以及 余量為鎳。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架，其特征在于，所述支架包括具有基本上圍繞內(nèi)芯部的 外殼體的芯部-殼體結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)芯部包括Ta，其中所述外殼體包含由下列材料形成的所 述鎳基合金： 約11. 3重量％的鉬（Pt); 約5. 4重量％的鈷（Co); 約22. 9重量％的鉻（Cr); 約14. 8重量％的鎢（W); 約2. 4重量％的鑰（Mo); 約3. 8重量％的鐵（Fe);以及 余量為鎳（Ni)。
13. -種支架，包括： 由線材形成的多個撐條，所述線材包括圍繞內(nèi)芯部的外殼體，其中，所述外殼體和所述 內(nèi)芯部中的至少一個包含鎳基合金，所述鎳基合金包含 10-35重量％的選自鉬（Pt)、金（Au)、銥（Ir)、鋨（Os)、錸（Re)、鈀（Pd)、鉭（Ta)、以及 它們的組合的金屬成分； 0-6重量％的鈷（Co); 17-24重量％的鉻（Cr); 13-15重量％的鎢（W); 0-3重量％的鑰（Mo); 0-5重量％的鐵（Fe);以及 余量為鎳（Ni)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的支架，其特征在于，所述外殼體包含所述鎳基合金，并且 其中，所述內(nèi)芯部是金屬元素或金屬合金，并且包含鉬（Pt)、金（Au)、銥（Ir)、鋨（Os)、錸 (Re)、鈀（Pa)、鎢（W)、鉭（Ta)、以及它們的組合中的一種或多種。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的支架，其特征在于，所述內(nèi)芯部為中空的，并且所述外殼體 由具有0. 0010英寸或更小的厚度的所述鎳基合金形成。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的支架，其特征在于，所述外殼體包含由下列材料形成的所 述鎳基合金 約21重量％的鉬（Pt); 約5重量％的鈷（Co); 約18重量％的鉻（Cr); 約13重量％的鎢（W); 約2重量％的鑰（Mo); 約4重量％的鐵（Fe);以及 余量為鎳。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的支架，其特征在于，所述外殼體包含由下列材料形成的所 述鎳基合金 約11. 3重量％的鉬（Pt); 約5.4重量％的鈷（&)); 約22. 9重量％的鉻（Cr); 約14. 8重量％的鎢（W); 約2. 4重量％的鑰（Mo); 約3. 8重量％的鐵（Fe);以及 余量為鎳（Ni)。
【文檔編號】C22C19/05GK104245979SQ201380021736
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月26日
【發(fā)明者】D·湯普森 申請人:美敦力瓦斯科爾勒公司