There is considerable interest in fabricating stents with degradable materials to avoid the disadvantages of permanent stents such as stent fracture. The focus of this thesis is on forming degradable materials consisting of mixtures of two metal powders and determining their rate of galvanic corrosion. To fabricate degradable coatings suitable for producing a stent, the cold gas dynamic spray technique is used to combine the two powders into a single low-porosity layer. Stainless steel (316L SS) and commercial purity iron (CP Fe) powders are mixed together and sprayed onto a metallic substrate in order to produce an amalgamate material. In terms of cold sprayability, spraying the single component 316L powder leads to a higher deposition efficiency (DE) as compared to CP Fe powder (72% vs. 33%), but the porosities remain low (about 1%). It is observed that spraying a mixture of 20wt% CP Fe and 80wt% 316L results in a DE of 43%. Increasing the percentage of CP Fe in the mixture to 50% does not change the DE significantly, although a further increase to 80% results in a DE of 66%. The porosities of the mixed coatings remain low in all cases. These observations may be related to differences in the hardness of the 316L and CP Fe powders. As-sprayed mixed coatings exhibit microhardness values between the range of microhardness of 316L and CP Fe coatings. Also, the effect of mixing does not result in any decrease in the shear strength of as-sprayed coatings as compared to the shear strength of as-sprayed 316L and CP Fe coatings. It is found that annealing the coating relieves work hardening by recrystallization, reduces porosity, and promotes sintering. Shear punch test results indicate that annealed mixed coatings attain shear strengths of that of 316L (455 MPa) with approximately 15% decrease in the reduction in area. Reduction of the work hardening in both 316L and CP Fe particles increases the coating ductility. The 20wt% Fe coatings exhibit 23% ductility, which is sufficient to be used for a degradable stent. Immersion and potentiodynamic polarization tests of the as-sprayed coatings indicate no significant difference in the corrosion rates of 100wt%Fe, 80wt%Fe and 50wt%Fe, which indicates that the corrosion rate of iron is increasing with increasing 316L in the composite material, assuming that iron is the only component which is corroding. This indicates that galvanic corrosion is accelerating the corrosion rate of iron in the mixed coatings. After heat treatment, the corrosion rate generally decreases primarily due to the reduction of pores, which reduces the surface area that is responsible for the higher corrosion rate of the as-sprayed coatings. X-ray diffraction (XRD) tests show that iron oxide forms after degradation. Energy dispersive X-Ray spectroscopy (EDS) also indicates the formation of iron oxides on the mixed coatings which reduces the corrosion rate with time. Considerable pitting is observed on the iron particles after the degradation tests, which indicates that chlorides are pitting the surface of mixed coatings. Overall, the use of the cold spray technique for forming an amalgamate material subject to galvanic corrosion appears to be a potential method for the fabrication of degradable stent. Further clinical investigations are required to validate the performance of such stents.

Il y a actuellement un intérêt considérable pour la fabrication de stents faits à partir de matériaux dégradables afin d’éviter les désavantages des stents permanents tel que la fracture. L’objectif de cette thèse consiste à générer des matériaux dégradables constitués d’un mélange de deux poudres métalliques et déterminer leur taux de corrosion galvanique. Dans le but de fabriquer un revêtement dégradable approprié pour un stent, la technique de projection à froid est utilisée pour combiner les deux poudres en une couche avec faible porosité. Les poudres utilisées sont l’acier inoxydable 316L SS et le fer de pureté commercialle (CP Fe). Celles-ci sont mélangées et pulvérisées sur un substrat métallique. En ce qui concerne la déposition, la poudre 316L produit une meilleure efficacité de dépôts (DE) que le CP Fe (72% contre 33%), mais la porosité des deux reste basse (environ 1%). La déposition d’un mélange comprenant 20% en poids de CP Fe et 80% de 316L produit une DE de 43%. On observe que l’augmentation du pourcentage de CP Fe dans le mélange à 50% ne change pas la DE significativement;​ cela dit, une augmentation à 80% résulte en une DE de 66%. La porosité des différents mélanges de revêtements reste très faible dans tout les cas. Ces observations peuvent être liées à la différence de dureté entre la poudre de 316L et celle de CP Fe. Les revêtements déposés des mélanges démontrent des valeurs de micro-dureté se situant entre la gamme de micro-dureté du revêtement pulvérisé de 316L et celle du CP Fe. De plus, l’effet du mélange ne résulte en aucune diminution de la résistance de cisaillement des revêtements comparé à la résistance de cisaillement des revêtements de 316L et CP Fe respectivement. On a trouvé que le recuit du revêtement améliore l’écrouissage par recristallisation, réduit la porosité et favorise le frittage. Les résultats des tests de perforation montrent que les revêtements recuits atteignent des résistances au cisaillement comparable à celles du 316L (455 MPa). Une réduction de l’écrouissage des particules de 316L et CP Fe accroit la ductilité du revêtement. Les revêtements contenant 20% en poids de CP Fe démontrent 23% de ductilité, ce qui est suffisant pour l’application à un stent dégradable. Les tests d'immersion et de polarisation potentiodynamique des revêtements indiquent aucune différence significative dans les taux de corrosion pour les mélanges de 100%, 80% et 50% en poids de CP Fe, ce qui indique que la vitesse de corrosion du fer augmente avec l'augmentation de 316L dans le matériau composite, en supposant que le fer est le seul composant qui corrode. Ceci indique que la corrosion galvanique accélère le vitesse de corrosion du fer dans le revêtement du mélange. Suite au traitement thermique, le taux de corrosion diminue, en général, principalement en raison de la réduction des pores, ce qui réduit la surface de contact qui contribue à la vitesse de corrosion la plus élevée des revêtements. Les tests de diffraction de rayons-X (XRD) démontrent que l’oxyde de fer se forme après la dégradation. La spectroscopie de rayons-X à dispersion d’énergie (EDS) indique également une formation d’oxyde de fer dans les revêtements pulvérisés, ce qui réduit le taux de corrosion. Suite au tests de dégradation, qui permettent d’identifier que le chlore creuse la surface du revêtement, plusieurs creux importants sont observés sur les particules de fer. Dans l'ensemble, l'utilisation de la technique de projection à froid pour former un matériau présentant une corrosion galvanique semble être un procédé prometteur pour la fabrication de stents biodégradables. D'autres essais cliniques sont nécessaires pour valider les performances de ces stents.