血管支架用的鎳鈦合金

血管支架作為一種血管內介入微器械，直接作用于人體，具有非常復雜和精細的要求?，F(xiàn)在臨床所用支架的金屬材料主要有316L不銹鋼，鉭、鈷基合金和鎳鈦合金。其中，鎳鈦合金因具有優(yōu)異的形狀記憶效應及超彈性，良好的力學性能，優(yōu)異的耐腐蝕性和生物相容性而得到廣泛使用。鎳鈦形狀記憶合金是由近等原子比的鈦原子和鎳原子相互作用形成的金屬間化合物。該合金可以隨意變形，柔順性和隨體變形能力好，變形抗力適中，彈性非常好，彈性模量顯著低于其他金屬但抗拉強度很高，這些特點使得鈦鎳合金成為一種非常理想的生物醫(yī)用材料及血管支架材料。鎳鈦合金絲在人體體溫下的各項力學性能分別為抗拉強度1327.5MPa，斷裂伸長率7.69%，彈性模量為24.7GPa。作為人體血管支架材料，鎳鈦合金絲滿足以下幾個方面的要求。

一，生物相容性

生物相容性是指材料在植入生物體后呈現(xiàn)適當?shù)乃拗鞣磻哪芰?。血管支架植入到血管中后，植入物周圍將會發(fā)生血凝和血管化過程，金屬材料將會發(fā)生一定的電化學腐蝕過程，這個過程中，組織易產生生物組織反應。研究表明，鎳鈦合金的生物相容性和CoCr合金相同，用作理想的人體材料很有前途，但對鎳離子毒性的擔憂依然讓人們對支架植入使用存在一些疑慮。有實驗將鎳鈦合金植入犬皮下2年，用中子分析法測定皮毛中鎳的含量，結果證明溶出量很小，并未發(fā)現(xiàn)鎳鈦合金中鎳離子溶出對機體存在不良影響。這表明鎳鈦合金對人體是安全的。為了更加安全，也可對支架做一些表面處理，如機械拋光，電化學拋光等。實驗證明，鎳鈦合金經電化學拋光后既改善了表面性能，又改善了抗蝕性能和生物相容性。

二，力學支撐性能

支架的徑向支撐力是指支架對徑向外壓的抵抗力，也指支架對作用其外力的應變力，它關系到支架展開后能否牢固地貼附于血管壁上，血管徑向支撐力影響到血液能否暢通流動以及會不會在血液中移位的問題。支撐力弱的支架釋放后不易貼合血管壁，容易在血管中發(fā)生移位，支撐力越大，內漏及支架移位的可能性就越??；防止近端內漏最有效的方法就是增加近端接口的長度與支撐力。但是，支撐力過強的支架容易損傷血管壁，造成血管撕裂或血管內膜過度增生。經過多年來研究，鎳鈦合金良好的超彈性和適度的強度都使得血管支架在血管中的支撐力能夠保持在合適的范圍內，適應人體承受能力。

三，疲勞性能

血管在受到0.0133MPa的脈動壓力下會發(fā)生約6%的直徑變化，如植入的支架期望能保證10年使用良好的狀態(tài)，支架將至少經受4億次血管收舒脈動。鎳鈦合金的疲勞行為是應變控制型，其疲勞壽命優(yōu)于其他金屬。對鎳鈦血管支架的彎曲疲勞性能的測試表明，鎳鈦合金的疲勞性能可完全滿足使用要求。