[发明专利]一种金属支架表面改性方法

说明书

技术领域

本发明属于金属表面改性技术领域，特别涉及一种在金属支架表面改性的方法。

背景技术

金属支架由于具有良好的力学性能和优异的加工性能而被作为血管支架广泛用于冠心病的临床治疗。但是金属支架存在血液相容性不足的缺点，例如金属支架植入人体后，在长期服役过程中会释放出有毒金属离子（如镍离子、铬离子等），这些离子在血液、血管组织内的长期释放，将可能导致支架植入患者的远期并发症，如血管再狭窄、晚期血栓等，威胁病人的生命。而对金属支架进行表面改性可以有效的抑制有毒金属离子的释放，提高金属支架的生物相容性。氧化钛薄膜材料具有更为优异的血液相容性及良好的化学稳定性，并且能够促进内皮细胞的生长，经氧化钛薄膜材料表面改性金属支架植入人体后能够抑制血管再狭窄及晚期血栓，因此氧化钛薄膜材料在金属支架表面改性领域具有潜在的应用前景。

金属支架在植入人体前，首先要压缩到球囊导管上，介入手术植入人体过程中，金属支架到达血管狭窄病变部位后，球囊撑开，使金属支架打开，支撑血管狭窄病变部位。可以看出，在金属支架的植入过程中，金属支架需要经受压缩及拉伸塑性变形，研究表明，在这个过程中，金属材料需要经受30%左右的塑性变形，在这个过程中，金属支架表面的氧化钛薄膜需要和金属支架结合牢固。此外，金属支架植入体内后是一个长期（10年以上）的服役过程，金属支架需要经受血管数十亿次的脉动（心脏跳动输送血液导致血管的脉动），在这数十亿次的脉动过程中，金属支架表面的氧化钛薄膜需要和金属支架结合牢固。如果氧化钛薄膜从金属支架表面剥落，碎屑会在体内血液中流动，而当其流入到血管的狭窄区域就有可能阻塞血管而危及患者的生命。因此要实现氧化钛薄膜在金属支架表面改性中的临床应用，必须严格控制氧化钛薄膜在金属支架表面的力学稳定性及安全性(结合牢固度)。过渡层的制备是提高薄膜与基体结合力的有效方法之一，为了提高氧化钛薄膜在金属支架表面的结合牢固度，本专利采用纯钛薄膜作为氧化钛薄膜和金属支架的过渡层，金属支架在变形的过程中，纯钛过渡层可以很好的协调氧化钛薄膜与金属支架基体的变形，释放界面应力，使得氧化钛薄膜很好的粘附于金属支架的表面。

现有制备无机涂层的方法主要有常规磁控溅射、真空金属弧源沉积、等离子体浸没离子注入等，应用于血管支架表面改性，这些技术手段分别存在着结合强度较低、薄膜表面质量低（存在大颗粒）以及处理过程中电压高容易发生打火，损坏支架等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属支架表面改性方法，它能有效地利用高功率脉冲磁控溅射技术在金属支架表面制备结合性能优异的钛/氧化钛薄膜。

本发明的目的是采用以下技术方案来实现的：一种金属支架的表面改性方法，其具体做法包括如下步骤：

A、将金属支架分别在酒精和蒸馏水中超声清洗20～40分钟并取出，烘干待用；

B、打开高功率脉冲磁控溅射装置的真空室，安装纯度为99.99%的钛靶，将金属支架放入真空室中样品台，关闭真空室，抽真空至0.5×10^-3Pa～2×10^-3Pa；

C、打开气阀，向真空室内通入氩气至压力0.5～1.5Pa，打开溅射清洗电源，溅射清洗钛靶10～20分钟，关闭气阀及溅射清洗电源；

D、打开气阀，向真空室内通入氩气至压力0.5～3.5Pa，打开偏压电源，在金属支架上施加-50～-1000V的偏压，对金属支架进行溅射清洗10～30分钟，然后关闭气阀及偏压电源；

E、打开气阀，向真空室内通入氩气至压力0.5～2.0Pa，打开偏压电源，在金属支架上施加频率为1kHz～50kHz，占空比为10%～50%的脉冲偏压，打开高功率脉冲磁控溅射电源，在金属支架表面沉积10～45秒的纯钛薄膜，关闭气阀、偏压电源及高功率脉冲磁控溅射电源；

F、打开气阀和气阀，同时向真空室内通入分压为0.05～0.2Pa的氧气和分压为0.5～2.0Pa的氩气；打开偏压电源，在金属支架上施加-20～-200V的偏压，打开高功率脉冲磁控溅射电源，在金属支架表面沉积5～25分钟的氧化钛薄膜，关闭气阀和气阀及高功率脉冲磁控溅射电源；真空室温度低于80℃时，停真空泵，取出金属支架。

所述金属支架表面沉积的氧化钛薄膜的厚度为10～100nm。

所述金属支架表面沉积的纯钛薄膜厚度为5～30nm。

所述的过渡层为纯钛过渡层。

所述脉冲偏压的范围为-100～-2000V。