Titan și aliaje de titan în stenturile coronariene

Ce face un stent coronarian

Un stent cardiac, numit și stent de arteră coronară, este o plasă tubulară mică plasată în interiorul unei artere coronare îngustate sau blocate. Ține vasul deschis, restabilește fluxul sanguin și oferă suport radial continuu peretelui arterei. Stenturile sunt utilizate mai ales în sindroamele coronariene acute, inclusiv infarctul miocardic acut, unde restabilirea rapidă a fluxului decide rezultatul.

Practica modernă este dominată de intervenția coronariană percutanată. Mai mult de 80% din intervențiile coronariene se termină acum cu un stent instalat, iar implanturile cumulate la nivel mondial de stenturi cardiace din aliaj de titan au depășit 10 milioane de unități. Aceste două cifre explică de ce selecția materialului pentru dispozitiv este analizată atât de atent.

De ce sunt preferate aliajele de titan pentru stenturi

Materialul stentului trebuie să îndeplinească trei cerințe în același timp, iar combinația este neobișnuit de solicitantă: suport mecanic suficient de puternic pentru a rezista la recul arterial, rezistență la coroziune într-un mediu cald salin și clorură-și biocompatibilitate care permite dispozitivului să rămână în corp ani de zile. Titanul și aliajele sale le îndeplinesc pe toate trei.

Rezistență specifică: loncherul poate fi subțire, în timp ce structura extinsă încă rezistă la compresie.

Rezistență la coroziune: filmul de oxid pasiv este stabil în medii fiziologice, astfel încât eliberarea de ioni metalici rămâne minimă.

Biocompatibilitate: titanul pur comercial și Ti-6Al-4V ELI sunt ambele materiale implantare consacrate, cu istoric clinic lung.

Comportament magnetic: aliajele nu sunt-feromagnetice, așa că imaginile de urmărire-sunt mult mai puțin restricționate decât în ​​cazul materialelor feritice.

De la Lingot la Stent Blank: Traseul Tubului

Un stent este tăiat dintr-un tub de precizie, mai degrabă decât construit din sârmă, astfel încât lanțul de fabricație este un lanț de tub: topire și forjare, extrudare sau perforare într-un gol, tragere la rece peste un dorn, recoacere, îndreptare și condiționarea finală a suprafeței. Deoarece grosimea peretelui este foarte mică în raport cu diametrul, toleranța la grosimea peretelui este variabila critică în întregul proces.

Tubul gol este apoi tăiat cu laser într-un model de plasă, curățat, electro{0}}lustruit pentru a îndepărta materialul afectat de căldură și inspectat. Geometria suportului este concepută pentru a susține artera fără a supra-comprima țesutul înconjurător, motiv pentru care modelul tăiat, și nu numai aliajul, determină în mare măsură comportamentul clinic.

Desfășurare: extinderea balonului și sprijinirea navei

Înainte de implantare, stentul este sertizat pe un cateter cu balon într-o configurație pliată. Cateterul este avansat la leziune și balonul este umflat, astfel încât stentul se extinde, deschide îngustarea și se blochează pe peretele arterei pe măsură ce balonul este dezumflat și retras. Acesta este principiul de bază al stentului intracoronar. Designurile auto--expandibile urmează aceeași logică, dar își recuperează forma dintr-o stare de livrare constrânsă în loc să fie deformate de presiune.

Implementarea cu succes depinde de intervalul de livrare mecanică a aliajului. Trebuie să se deformeze suficient pentru a se deschide complet, fără a se crăpa în punctele balamalei, dar să-și mențină forma extinsă odată ce balonul este dispărut.

Clase și standarde în titanul medical

Achizițiile medicale rareori se opresc la cuvântul titan. Două întrebări decid specificația: ce grad și la ce standard.

ASTM F67 acoperă titanul nealiat pentru implanturi chirurgicale și mapează pe chimia de gradul 2 și gradul 4.

ASTM F136 acoperă Ti-6Al-4V ELI forjat pentru implanturi chirurgicale, cu limite interstițiale mai strânse decât o specificație generală de grad 5.

ISO 5832-2 și ISO 5832-3 sunt omologii internaționali ale acestor două standarde de implant.

ASTM B338, ASTM B861 și ASTM B{862 reglementează alimentarea cu tuburi, acoperind titan și tuburi din aliaj de titan fără sudură și sudate.

ELI înseamnă interstițial foarte scăzut. Oxigenul și fierul sunt limitate cu mult sub limitele generale de gradul 5, ceea ce cumpără ductilitate și duritate la rupere exact acolo unde sunt necesare: o bară care trebuie să se îndoaie, să se extindă și apoi să rămână intactă pentru ani de încărcare ciclică.

Întrebări frecvente

Î: Un stent cardiac este același cu un stent coronarian?
Da. Stent de inimă este termenul popular, în timp ce stent de arteră coronară descrie locul în care este plasat dispozitivul. Ambele se referă la aceeași plasă tubulară folosită pentru a ține deschisă o arteră îngustată.

Î: De ce să folosiți aliajul de titan mai degrabă decât oțelul inoxidabil pentru stenturi?
Titanul oferă o combinație mai bună de biocompatibilitate, rezistență la coroziune în fluidul corporal care poartă clorură-, comportament ne-feromagnetic și rezistență specifică, ceea ce permite un suport mai subțire pentru același suport radial.

Î: Ce înseamnă ELI în Ti-6Al-4V ELI?
Interstițial foarte scăzut. Oxigenul și fierul sunt menținute sub limitele specificației generale de gradul 5, crescând ductilitatea și duritatea la rupere, ceea ce este critic pentru o componentă care este deformată în timpul desfășurării și apoi încărcată ciclic.

Î: Care este diferența dintre ASTM F67 și ASTM F136?
ASTM F67 specifică titanul nealiat pentru implanturi chirurgicale și corespunde în linii mari gradelor 2 și 4 chimie. ASTM F136 specifică Ti-6Al-4V ELI forjat pentru implanturi chirurgicale, aliajul utilizat acolo unde este necesară o rezistență mai mare.

Î: Cum se menține stentul în poziție?
Majoritatea stenturilor sunt extinse de un balon umflat și apoi se apasă elastic pe peretele arterei, care le ancorează. Modelele auto--expandibile sunt constrânse într-o teacă de livrare și își recuperează forma atunci când sunt eliberate.

Î: Ce standarde de tub se aplică semințelor de stenturi?
ASTM B338 pentru tuburi fără sudură și sudate, ASTM B861 pentru tuburi din aliaj de titan fără sudură și ASTM B862 pentru tuburi din aliaj de titan sudate, în mod obișnuit combinate cu ASTM F67 sau ASTM F136 unde este necesară chimia de calitate pentru implant.

Î: Cât timp trebuie să rămână fiabil un stent implantat?
Un stent implantat este menit să rămână pe poziție permanent, așa că cerința este rezistența la coroziune-pe termen lung, mai degrabă decât un interval de service definit. De aceea, limitele chimice, controlul interstițial și finisarea suprafeței sunt specificate atât de strâns.