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本研究中评估的激光切割和金属丝形式的Z型支架采用了超弹性镍钛合金地面管和含镍50.8 at.%的光亮金属丝。壁厚为0.455毫米的镍钛合金管被激光切割成一般的Z形支架图案。然后，使用典型的支架扩张工艺，包括在心轴上进行多次热处理，以达到28毫米的最终外径，对切割后的装置进行扩张。加入一个调整步骤，将Af增加到25±5℃。线毫米的金属丝制造的。线状体在夹具上的形状设置与激光切割设备的工艺条件相似，以达到相同的最终外径和Af温度。激光切割和线状Z型支架都经历了不同程度的电化学钝化过程，以形成重量损失低于5%、低于10%和低于25%的组。钝化过程结束后，将支架压在一个6毫米的针上，让其恢复到原来的直径，以模拟被装入输送系统并随后展开。
根据ASTM F2129-08标准，使用EG&G Princeton Applied Research 273A型恒电位仪进行恒电位极化腐蚀测试。该恒电位仪由一台装有Electrochemistry PowerSuite腐蚀测试软件的计算机控制。饱和甘汞电极（SCE）被用作电位的参考电极，而两个铂金辅助电极被用作反电极。所有的样品都在一个适当的极化池中进行测试，极化池中充满了PH值为7.4的磷酸盐缓冲盐水（PBS）溶液。水浴保持测试溶液的温度为37±1℃。在浸泡测试样品之前，PBS被去水30分钟，在整个测试过程中也是如此。开路电位（OCP）被监测了1小时，然后以0.167 mV/s的电压扫描率对样品进行极化。反向扫描被放弃，以定位任何坑的起始点。每个被测试的器件都由其静止电位（Er）和击穿电位（Eb）来表征。如果器件在腐蚀测试期间没有经历点蚀，而是在氧化层没有被击穿的情况下达到了氧气演化，则记录Eox ev。对于激光切割和线状Z型支架，每个失重组都有三到十二个样品进行腐蚀测试。对于那些分解值范围大的组别，样本量增加，以确定是否有异常值。然后在MiniTab中使用击穿电位和氧进化电位创建箱形图。
经过后处理且重量损失小于 5% 的激光切割 Z 型支架表现出广泛的腐蚀值，导致平均击穿电位为 630 mV v. SCE，标准偏差为 319 mV v. SCE。这一组中的三个器件根本没有经历击穿。该组共测试了9个样品，没有一个数值是异常值。小于10%的重量损失组的平均击穿电位为609mV.v.SCE，12个器件中的8个达到了氧气演化，而氧化层没有击穿。失重最高组的三个激光切割的Z型支架都没有导致任何腐蚀损坏。表1总结了激光切割Z型支架的腐蚀参数。一般来说，随着钝化过程中更多材料的去除，激光切割的Z型支架的平均击穿电位增加，腐蚀击穿值的标准偏差减少。
激光切割的Z型支架在低度和中度失重组中的腐蚀值变化更大，而线型装置则不然。在将材料重量损失增加到25%以下后，两种产品形式的变异性明显下降。此外，我们发现，除了一个基准点之外，线型Z型支架比激光切割装置需要更少的材料去除量来持续实现氧气进化。由于这两个设备的制造过程在各个方面都是平行的，从形状设置到钝化，这种差异必须与激光切割过程有关。众所周知，激光切割会产生重铸材料的热影响区（HAZ），如果没有完全去除，会导致不良的疲劳结果。这项研究表明，如果没有完全溶解，热影响区也可能在设备的腐蚀和生物相容性的退化中起到一定作用。计划在这一领域进行进一步研究，以确定在改变加工后的失重量后，究竟还有多少HAZ。
对线状Z型支架进行了额外的特征研究，以了解氧化层厚度和生物相容性如何受到材料去除量的影响。AES深度剖析显示，与中、高失重组相比，低失重组的氧化层明显更厚。镍离子释放数据也遵循类似的趋势，5%失重组的设备每天浸出的镍比其他两个失重组多10倍。表3提供了实际的氧化层厚度和镍离子释放测量值。本研究发现的数据与Clarke等人报告的结果一致，后者也表明，镍钛合金上较厚的氧化物导致在浸泡测试期间从装置中浸出的镍数量增加。以前对镍钛合金氧化的研究也显示，较厚的氧化物往往是多孔的和不均匀的，这可能为镍扩散到表面提供了途径。将对激光切割的Z型支架上形成的表面氧化物及其对镍浸出的敏感性进行进一步的特征分析，以确定是否观察到类似的结果。
人们怀疑，更大量的重量损失会导致更高和更一致的耐腐蚀性，因为在表面上形成了更均匀的不含镍的氧化层。以前的研究表明，为了使镍钛合金达到卓越的耐腐蚀性，氧化层的均匀性是极为关键的。众所周知，对镍钛合金的典型热处理，如本研究中进行的热处理，会产生一层外层的氧化钛，在其下面是混合氧化物和富镍相的层。如果在后处理过程中没有去除足够的材料，镍的区域可能会暴露在测试溶液中，导致较低的击穿电位，以及镍离子释放。此外，不均匀和厚的表面氧化层，如图4(a)和(b)中激光切割的侧壁上观察到的那些，也更容易在模拟压接和部署这些支架的过程中出现裂纹。钝化过程中产生的较薄的氧化物更纯净、更具保护性，并且在受力时具有弯曲的能力，从而具有特殊的生物相容性。
本研究考察了从激光切割或金属丝成型的镍钛合金装置中去除的材料数量与每个装置的生物相容性之间的重要关系。在这两种情况下，制造的Z型支架的腐蚀行为都得到了改善，并且与较高的减重量更加一致。我们还发现，线型Z型支架比激光切割的同类产品需要更少的材料去除，因为不需要去除HAZ。对线型Z型支架的进一步表征显示，更多的材料去除导致了更薄、更均匀的氧化层，在生理溶液中浸泡7天时释放的镍离子更少。基于这些结果，在优化线型或激光切割植入装置的工艺时，必须去除足够的材料，以提高对局部腐蚀（点蚀）的抵抗力，并尽量减少镍离子释放。虽然已经提供了一般的减重指南，但应始终对完成的装置进行腐蚀测试，以确保一致的耐腐蚀性。
激光切割是激光加工行业中最量要的一项应用技术,由于具有诸多特点,已广泛地应用于汽车、机车车辆制造、航空、化工、轻工、电器与电子、石油和冶金等工业部门。近年来，激光切割技术发展很快，国际上每年都以20％～30％的速度增长。我国自1985年以来，更以每年25 ％以上的速度增长。由于我国激光工业基础较差，激光加工技术的应用尚不普遍，激光加工整体水平与先进国家相比仍有较大差距，相信随着激光加工技术的不断进步，这些障碍和不足会得到解决。激光切割技术必将成为21 世纪不可缺少的重要的钣金加工手段。激光切割加工广阔的应用市场，加上现代科学技术的迅猛发展，使得国内外科技工作者对激光切割加工技术进行不断探入的研究，推动着激光切割技术不断地向前发展。
