塑料或金属管,插入腔解剖管道或容器保持通道畅通,就叫做支架。支架有一个特征组成的网状设计可以使金属或聚合物的生物相容性。
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图片来源:比勒
他们作为支架,推的内部解剖的血管壁上开阻塞区域保证自然流动,防止船舶崩溃。这些可以在颈动脉,冠状动脉、胆、周围,或神经与血管的,是由316 l钢、钛、铬、铂钴铬合金,钛(Ti6Al4V ELI),镍钛记忆合金。此外,支架通过最终完成治疗,这样表面钝化通过热或化学处理以减少腐蚀电位,提高生物相容性。为了描述这些涂料、金相截面必须验证他们的厚度和执行任何表面的界面交互修改或添加了涂料。[1,2]
金属是因为支架设计是通过钢丝编织/编织和激光管加工过程与后者技术设计的主要方法。由于激光加工是一个高能过程,它可能导致这些合金显微结构的变化。金相检查支架是一个重要的工具在排位赛的制造过程。对合金容易显微结构的变化,热处理工艺通常是建议来缓解内应力,提高疲劳性能。镍钛诺支架通常self-expanding和利用合金的弹性;因此,shape-setting过程是需要修复的最终形状支架。
骨科医疗植入物
人活得更长,希望在晚年仍活跃。由于医疗植入物,患者能够积极生活,这些植入物更高的重视进步医疗植入物。包括人工髋关节和膝关节的关节、骨板和螺丝,都是由钛、钴铬合金是归因于高耐久性。
此外,这些组件可以涂有羟基磷灰石(HA)涂层,以优化植入物的表面性能,同时保持底层基板的机械性能。通常情况下,陶瓷涂层表面粗糙,帮助与人体组织组件的机械联锁[3]。虽然一些合金用于骨科植入物、医疗级钛及其合金是首选的生物相容性[4]。
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图片来源:比勒
由于HA的成分与骨的无机成分相似,它提供了一个可以使表面的生物相容性。HA是骨细胞可以附加的脚手架上,迁移,使改善骨骼增长增长。此外,植入物周围的涂层有助于减少骨质溶解[3]。涂层的厚度和评估其粘附钛衬底是主要分析HA涂层。热喷涂过程用于应用这些涂料。
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简而言之,这些医疗组件中使用的合金金相制备的挑战和需要仔细考虑,因为他们的高概率的结构变化和切片和研磨/抛光阶段所造成的损害。污点,划痕和机械变形是常见问题,很难去除,可以防止精确测量。
切片
IsoMet高速精密锯
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解剖之前,样品涂有粗糙陶瓷外套,例如,羟磷灰石必须挂载使用环氧树脂如EpoKwick快速治愈(FC)通过一个可塑的安装技术。安装之前切片提供了额外的力量涂料以其固有的孔隙度。此外,这使毛孔为空白区域填充分数的分析。染料也可以包括在光学分析以提高对比度。
通过使用一个更大的研磨机,裸露的刚性部件,如髋关节假体钛可直接切割并且预防措施应采取的样品夹紧,以防损坏。一个合适的钻石刀片应该用于钛合金部分,或者建议可以使用有色研磨刀片。切片后,样品可以使用浆料随后重新安装陶瓷涂层样品和热压缩为裸的安装。
越来越多的
对涂层样品,等低粘度固化环氧树脂Epothin 2和EpoKwick FC可以使用,前者有更长的治疗时间,但通常首选的低放热曲线峰值温度。由于其渗透能力涂料填充空洞等相互关联的多孔形态、油水粘度树脂通常是首选。如果需要大量的样本在很短的时间内做好准备,然后首选树脂将EpoKwick FC。为了减少冷装树脂的高磨损率观察,样品可以安装的帮助下酚醛形式或圆形的金属环,确保平整度。通过添加陶瓷粉等FlatEdge填料环氧山,读研期间磨损率降低,支持样品更好,导致平的边缘样本。还可以实现平面度和均匀性在磨冷中部安装样品操作力在研磨/抛光步骤。
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图片来源:比勒
为了确保更好的环氧树脂浸渍到毛孔或空隙涂层样品,真空系统,如演员' n 1000年休假可以用来帮助消除气泡,否则可能形成的树脂/植入接口以及确保浸渍涂层。热压缩安装设备等2020欧洲杯下注官网Simplimet 4000可用于裸山样品如骨板、人工髋关节,紧固件。较低的树脂,确保良好的边缘保留等磨损EpoMet G和F总是推荐。裸样品acrylic-based树脂,如Varidur 3003年和200年Varidur也可以通过提供良好的磨损和抛光率。
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图片来源:比勒
研磨和抛光
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图片来源:比勒
传统的样品制备方法继承冗长的步骤暴露真正的微观结构组件。彻底了解磨削和抛光的材料去除的原则导致了发展先进的方法。这些方法考虑初始分割损伤以及如何减轻了每一步损伤水平及其对应的剩余结构性破坏。这种方法已经被命名为z轴的阈值(图1)启用短制备过程,通过保证有效方法的选择。
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图片来源:比勒
图1所示的z轴曲线制备过程开发和优化基于逐步变形去除及其相关的残留损害作为时间的函数。z轴曲线关联的总变形后切片,需要消除,如图1所示的水平W1和W2,作为时间的函数和分段z轴。与合成损伤水平切片轮W1,分4步的过程(D)如图1所示,可以用来去除所有的结构性破坏。残余变形可低水平切片时所示水平W2完成正确通过考虑饲料率、叶片厚度、方向正确的冷却剂以减少热量积聚,并夹紧。与损伤水平W2, 2 - 3步过程(C, D)足以暴露出真正的微观结构。这是下面的程序列表的基础上对各种材料类型和组合与医疗相关的组件。
金属与陶瓷涂层组件
氧化铝、氧化锆、玻璃陶瓷等陶瓷涂料在这些合金。而羟磷灰石(HA)涂层是最常用的,也可以采用磷酸三钙等钙磷酸盐。由于这些涂料是通过热喷涂技术,应用金相的关键参数,应该检查他们的厚度,孔隙度和涂层/基体界面。图2 (A和B)显示一个髋臼的杯和与羟磷灰石涂层钛和钛涂层通过热喷涂技术。如图2所示(C),杯子很冷安装使用环氧树脂切片前简单的处理和保护涂层;杯再次安装在50 mm模具方便半自动制备样品。
如图3所示(A)和(B)是抛光的样品杯,清楚地展示了衬底矩阵,接口与裹入SiC颗粒从喷砂处理行动,使粗糙衬底和加强与热喷涂涂层的机械联锁。欧洲杯猜球平台从图3中的微观结构很明显,HA涂层很坚持顶层,有时展品针状的熔融钛黏合层复杂的形态。
表1。制备过程对钛/ HA涂层钛合金Ti6Al4V医疗品位
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注意:
步骤1,变化——40 - 50秒的磨削后的表面
——冷安装样本,使用酚环或一个金属环援助磨平或使用武力的模式
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图2。(A)和(B)展示了一个髋臼的杯由钛(基质)和HA涂层钛粉末火焰喷涂技术。在环氧树脂(C)显示了封装示例部分(D)说明了重新分组样本准备研磨/抛光步骤。
图片来源:比勒
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图3。展示(一)抛光面亮视场图像显示Ti6Al4V衬底和热喷涂钛和羟磷灰石(HA)表面涂层,(B)像擦亮的偏振光,揭示了合金和喷涂钛微观结构。
表2。泛型方法对陶瓷涂层不锈钢基板
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下列程序,表2,可以实现在涂布或裸不锈钢基板。这个过程包括一个3-μm钻石阶段帮助破坏去除相比,表1中给出的程序。
金属部件
钛及其合金
很难准备这些合金,因为发展的表面变形层。切片的损害是一个通用的问题归因于合金对温度的敏感性和冷加工。这种变形可能导致粮食孪生和应变转换结构,而高温会导致相位分布的变化。与钛,与细抛光钻石可引起高变形,不能轻易删除。然而,这种残余变形是有效地通过暂停chemo-mechanical抛光氧化使用抛光,例如MasterMet。表3显示了一个典型的过程对钛及其合金。在最后的抛光步骤,攻击抛光也可以实现消除残余变形,其中包括悬架包含1的一部分Mastermet的35%过氧化氢结合5部分,硅胶悬挂0.06µm大小。如图4所示(一个)是一个抛光Ti6Al4V合金钛衬底与偏振光观察暴露组织和微分干涉对比显微镜(B)同一地区的地形细节。
表3是一个通用的程序对钛及其合金吗
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镍钛诺是一个镍钛合金血管内支架使用。镍钛诺的超弹性性质xts支架的应用程序,因为它的微观结构转换和在部署后保留一些应变的能力。植入前,观察到在本质上是奥氏体结构但这种结构变化时马氏体压缩和安装导管。一旦安装支架在体内,它膨胀并创建一个反向马氏体向奥氏体转变,但因为它是限制动脉壁内,完成应变复苏不会发生——通常被称为偏置刚度中获益(5、6)。微观结构变化的理解确实有助于验证金相制备后观察到的微观结构。表4是一个典型的过程,图5显示了生成的微观结构。
表4镍钛记忆合金的步骤过程
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图4。显示(A)与表面抛光Ti64Al 5份Mastermet和1份双氧水使用偏振光,(B)显示相应的微分干涉对比图像(DIC)揭示地形抛光表面的细节。
图片来源:比勒
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图5。显示(A)与表面抛光镍钛诺5份Mastermet和1份过氧化氢(B)小尺寸样品抛光和60毫升HNO蚀刻3、醋酸和20毫升30毫升盐酸20 - 40秒揭示马氏体微观结构和(C)表面蚀刻蚀刻剂由盐酸、Na2年代2O5K2年代2O5和NH4F认为与偏振光揭示细晶粒结构,(D)高放大率来说明个人谷物和马氏体微观结构特征。
图片来源:比勒
不锈钢
等传统上,不锈钢AISI 316 l,已用于矫形手术,因为他们是低成本、提供良好的机械性能,并使容易处理。不锈钢合金能引起其他问题如与周围骨组织的不相容,因为他们更高的密度和可能腐蚀合金在体液环境中。这是一个大问题,因为腐蚀副产品的合成效果可以在人体组织造成严重的健康风险。例如,镍离子是已知的作为过敏原引起炎症和可能导致身体的致癌性,因此低镍或不含镍钢的发展。[7]然而,不锈钢仍常用手术器械和植入物可以在骨折钢板和螺钉固定,支架,脊柱植入设备,动脉瘤夹等。长期使用已被归因于表面改性大大提高表面被动,并通过一个电解抛光过程,提高表面铬浓度为更好的被动。
在这项工作,符合美国钢铁协会的316 lvm合金显微准备参照表5和相应的微观结构如图6所示为激光加工板用于制作支架。目的是探讨加工通道和激光束照射造成任何显微结构的变化。
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图6。lvm)显示的钣金AISI 316钢抛光,(B)显示了卷板和激光加工,(C)说明了加工区域的高放大图像确定存在热影响区和(D)显示了粒度测量相应的奥氏体微观结构electroetched使用10%草酸。
图片来源:比勒
表5奥氏体不锈钢是一个典型的过程吗
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基于钴合金
钴合金是结构性的艰难的材料有良好的生物相容性和良好的耐磨损和腐蚀。欧洲杯足球竞彩相比,铁或种钛医疗合金、钴合金通过传统昂贵的生产加工过程,因此后者两人优先。加法制造的发展过程中,钴铬合金也越来越多的被用于医疗植入物附近归因于提高净形状制造能力,要求没有加工。钴铬合金是最适合植入,旨在替代区和主要承重部分。这些合金常用在膝盖侧和人工髋关节,还用于髋臼的杯子和胫骨托盘。如图7所示,添加剂制成部件的关键参数是分析孔隙度水平在批量或表面附近的层。孔隙度可能发生由于缺乏融合粉原料在构建组件层。
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图片来源:比勒
表6钴合金是一个典型的过程吗
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图7。显示(A)作为添加剂生产的抛光表面钴铬臼杯使用微分干涉对比查看(DIC) 10倍的目标,(B)显示孔隙度在散装合金使用DIC通过查看20 x的目标。
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总结
在文章中,不同的涂料和合金和用于医学植入物被高亮显示。医疗植入物越来越多地使用,因为他们的超弹性,良好的机械强度,耐腐蚀和耐磨性能,和最重要的生物相容性。这些组件的金相分析,制备过程突出了不锈钢、钴合金、钛及其合金。此外,本文观察羟磷灰石(HA)涂层钛基板和提出一个共同的过程对奥氏体不锈钢陶瓷涂料- - - - - -AISI316LVM。文章还强调了钴基合金制备,越来越多地用于承载医疗组件。
参考
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- Coathup MJ,布莱克本J, Goodship AE,坎宁安杰,史密斯T, Blunn GW。(2005)角色的羟磷灰石涂层抗磨损粒子迁移和骨质溶解在髋臼的组件。生物材欧洲杯足球竞彩料26 (19)。
- Alexy, r D。和利未,d . s . (2013)。欧洲杯足球竞彩材料和制造技术用于儿科Bioabsorbable支架的生产。生物医学研究国际,2013年,137985年
- Duerig, t·W。Tolomeo, d, E。& Wholey m (2000)。超弹性支架设计的概述。微创治疗和联合技术,9 (3 - 4),235 - 246。
- Stoeckel, d . (2000)。镍钛诺医疗器械和植入。微创治疗和联合技术,9 (2),81 - 88。
- 杨,K。、任& y (2010)。不含镍奥氏体不锈钢医疗应用程序。欧洲杯线上买球先进材料科技,11 (1),014105。欧洲杯足球竞彩
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