Traditional arterial stents often experience complications including restenosis, thrombosis, stent migration, and stent fractures. Designing a bioabsorbable stent, which mechanically supports the vessel wall as it heals, then degrades rapidly and safely, is a desirable alternative. Current studies are exploring bulk materials and processing techniques to control the rate and major mechanism of corrosion in these devices.

The objective of this work was to apply a metal coating through plasma-assisted physical vapour deposition (PAPVD) onto stent samples to enhance our ability to control the corrosion. In theory, this coating could act as an initial barrier, limiting the corrosion rate as the vessel heals, and possibly alter the main form(s) of corrosion that affect the stent.

In this study, two different bulk materials were used;​ viz. a metal-to-metal composite (MMC) of iron and stainless steel 316L (SS 316L), and a mild steel (MS). A pure iron coating was deposited on the coated samples. Two static corrosion tests were conducted in modified Hanks’ solution;​ the primary test (PCT) involved gently cleaning and weighing the samples daily to measure mass loss over time, whereas the secondary test (SCT) allowed the corrosion products to accumulate, unimpeded, for a week, at which point the samples were cleaned and weighed. The mass loss results were used in conjunction with images captured through scanning electron microscopy (SEM) and chemical analyses collected through energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) to describe the corrosive effects that occurred.

Corrosion rates were generally the same between coated and uncoated samples of the same bulk material in the PCT;​ the only consistent difference was a slight increase in the mass loss in coated samples after one day. It is believed gently cleaning the samples normalized the data afterwards. The SCT saw an increase in the corrosion rate of coated samples after seven days of corrosion. In both tests, the corrosion mechanisms varied vastly within each sample;​ i.e. when comparing the effects on the edges of a sample against the central void, similarities were rare. Multiple different corrosion mechanisms were seen, often within a single sample, including uniform, pitting, intergranular, and intragranular corrosion. Additionally, a variety of corrosion products accumulated on the surfaces of the samples.

Although the coating did not reduce the overall corrosion rate (in some cases the rate was increased), it did alter the corrosion mechanisms that occurred. In the SCT, coated M-MC samples experienced severe pitting and intergranular corrosion, while the MS samples accumulated the most corrosion products, including some that resembled the crystallographic structure of minerals. Overall, the residual strains and stresses, in addition to the different manufacturing processes and whether they were mechanically cleaned daily, had the most significant effect on corrosion. Based on the experiments performed, the coating had relatively little influence on corrosion. Additional studies are required to better understand the effects created by thin metal coatings deposited through PAPVD.

Les endoprothèses artérielles traditionnelles présentent souvent des complications telles que la resténose, la thrombose, la migration de l’endoprothèse, et les fractures de l’endoprothèse. La conception d’un stent bioabsorbable, qui supporte mécaniquement la paroi du vaisseau pendant sa cicatrisation, puis se dégrade rapidement et en toute sécurité, est une alternative avantageuse. Les études actuelles explorent des matériaux en vrac et des techniques de traitement permettant de contrôler le taux et le mécanisme majeur de corrosion de ces appareils.

L’objectif de cette thèse était d’appliquer un revêtement métallique par dépôt physique en phase vapeur assisté par plasma (PAPVD) sur des échantillons de stent afin d’améliorer notre capacité à contrôler la corrosion. En théorie, ce revêtement pourrait servir de barrière initiale, en limitant la vitesse de corrosion lors de la cicatrisation du vaisseau, et éventuellement modifier la (ou les) principale(s) forme(s) de corrosion affectants le stent.

Dans cette étude, deux matériaux en vrac différents ont été utilisés;​ viz. une masse M-MC de fer et d’acier inoxydable 316L (SS 316L) et d’un acier doux (MS). Un revêtement de fer pur a été déposé sur les échantillons revêtus. Deux tests de corrosion statique ont été réalisés dans une solution de Hanks’ modifiée;​ le test primaire (PCT) consistait à nettoyer et à peser chaque jour les échantillons pour mesurer la perte de masse au fil du temps, tandis que le test secondaire (SCT) permettait aux produits de corrosion de s’accumuler sans entrave pendant une semaine. A la fin du SCT, les échantillons étaient nettoyés et pesés (sept jours après le début du test de corrosion). Les résultats de perte de masse ont été utilisés conjointement avec des images capturées par microscopie électronique à balayage (SEM) et des analyses chimiques recueillies par spectroscopie de rayons X à dispersion d’énergie (EDS) pour décrire les effets corrosifs survenus.

Les taux de corrosion étaient généralement les mêmes entre les échantillons revêtus et non revêtus de même matériau en vrac dans le PCT;​ la seule différence répétable était une légère augmentation de la perte de masse dans les échantillons revêtus après un jour. On pense que le nettoyage en douceur des échantillons a normalisé les données par la suite. Le SCT a constaté une augmentation du taux de corrosion des échantillons revêtus après sept jours de corrosion. Dans les deux tests, les mécanismes de corrosion variaient considérablement au sein de chaque échantillon. En comparant les effets sur les bords d’un échantillon au vide central, les similitudes étaient rares. Plusieurs mécanismes de corrosion différents ont été observés, souvent au sein d’un seul échantillon, notamment la corrosion uniforme, par piqûre, intergranulaire et intragranulaire. De plus, divers produits de corrosion se sont accumulés sur les surfaces des échantillons.

Bien que le revêtement ne réduise pas le taux de corrosion global et l’augmente même dans certains cas, il modifie les mécanismes de corrosion qui se sont produits. Dans le SCT, les M-MC échantillons revêtus ont subi une corrosion intense par piqûre et intergranulaire, tandis que les échantillons MS ont accumulé la plupart des produits de corrosion. Globalement, les déformations et contraintes résiduelles, outre les différents procédés de fabrication et leur nettoyage mécanique quotidien, ont eu l’effet le plus significatif sur la corrosion. D’après les expériences effectuées, le revêtement avait relativement peu d’influence sur la corrosion. Des études supplémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre les effets créés par les revêtements métalliques minces déposés par PAPVD.