[发明专利]用于制造医疗装置如支架的用光吸收剂增强的聚合物短脉冲激光加工

说明书

发明背景

技术领域

本发明涉及激光加工管以形成支架。

现有技术描述

本发明涉及装置如支架的激光加工。激光加工指通过激光与目标材料相互作用完成的材料的去除。一般来说，这些方法包括激光打孔、激光切割和激光刻槽、打标或划片。激光加工方法将光子能量以热能、光化学能或两者的形式输送至目标材料。通过熔化和吹走、直接蒸发/烧蚀或通过用烧蚀形成等离子体来去除材料。

当激光加工基材时，能量被转移到基材中。因此，切割边缘以外的区域被能量改变，这影响该区域中的性能。这个区域可以被称为“激光影响区”(LAZ)。一般来说，该区域中性能的改变不利于所制造的装置的正常功能。因此，通常期望减少或消除去除材料以外的能量转移，由此减少或消除改变的范围和受影响区域的大小。

关于激光加工的许多医疗应用之一包括制造可径向扩展的人工假体，其适合于植入身体管腔。“人工假体”相当于置于身体内部的人工装置。“管腔”是指管状器官如血管的腔。

支架是这种人工假体的实例。支架一般是用来保持开放和有时扩张一段血管或其他解剖学管腔如泌尿管和胆管的圆柱形装置。支架通常用于治疗血管的动脉粥样硬化性狭窄。“狭窄”是指身体的通道或孔口的直径变窄或收缩。这种治疗中，支架强化身体血管并预防脉管系统进行血管成形术后的再狭窄。“再狭窄”是指已经明显成功的治疗(如通过气囊血管成形术、支架置入或瓣膜成形术)后血管或心脏瓣膜中的狭窄的再次出现。

用支架治疗患病部位或病灶涉及支架的递送和展开。“递送”是指引导或运送支架穿过身体管腔到需要治疗的血管中的区域，例如病灶。“展开”对应于支架在治疗区域处在管腔内的扩张。支架的递送和展开通过以下步骤完成：将支架放置在导管的一个末端周围、将导管末端通过皮肤插入到身体管腔中、使导管在身体管腔中前进至期望的治疗位置、在治疗位置扩张支架、和将导管从管腔中取出。

在气囊扩张支架的情形下，将支架安放在布置于导管上的气囊周围。安放支架一般涉及将支架压缩或卷曲到气囊上。然后通过使气囊充气来扩张支架。然后使气囊泄气并撤回导管。在自扩张支架的情形下，可以通过可缩回的鞘或护套将支架固定至导管。当支架处于期望的身体位置时，可以撤回鞘，从而使得支架自扩张。

支架的结构一般由包括现有技术中通常称为撑材或条形臂的互相连接的结构元件的图案或网络的支撑架构成。支撑架可以由线、管或辊压成圆柱形的材料片形成。支撑架可以设计为使得支架可以径向压缩(以允许卷曲)和径向扩张(以允许展开)。

已经由许多材料如金属和聚合物制成支架，所述聚合物包括生物可降解聚合材料。生物可降解支架在其中支架在体内有必要存在有限的时间直到完成它预期的功能如实现和维持脉管通畅和/或药物输送的许多治疗应用中是令人期望的。由于它们的临时性质，生物可降解支架通常被称为支撑架。

可以通过使用激光加工在管或片材上形成图案来制造支架。尽管基础激光-材料相互作用是相似的，但是在不同类型的材料(如金属、塑料、玻璃和陶瓷)之间存在不同的某些方面，即不同的吸收特性。生物可降解聚合物的性能倾向于对来自激光加工的能量转移非常敏感，这取决于激光波长和功率。当使用激光加工当从生物可降解构造形成生物可降解聚合物支架时，使激光能量对支架图案的聚合物材料的损伤最小化是至关重要的。这需要明智地选择使得以快速高效的方式切割聚合物同时使对聚合物的损伤最小化的激光参数。

已经发现，选择参数如脉冲能量、波长和激光脉冲持续时间的组合在确定对材料类型而言最优的工艺条件方面是至关重要的。短脉冲激光器可以以其中聚合物通过产生等离子体羽的多光子过程来吸收能量的方案运行。这个过程的优点是形成小的或薄的LAZ。然而，尽管具有最优的参数，但是对于某些构造、例如用于制成外周支撑架的具有厚壁的构造的情况下切割过程可能比期望的慢。在这些情况下，修改激光参数以增加切割速度可导致不期望的对构造材料的损伤，这可能不利地影响支撑架性能。在一些情况下，需要激光多次通过聚合物以完全切穿，这导致长的加工时间。因此，需要用于增加激光加工速度而不会不利地影响如所制造的支撑架的材料的方法。

发明内容