CN101234041A

CN101234041A - 可降解材料编织的房间隔缺损封堵器

Info

Publication number: CN101234041A
Application number: CNA2008100332995A
Authority: CN
Inventors: 孙康; 窦红静; 王一涵; 李奋; 孙锟
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2008-08-06

Abstract

一种医疗器械技术领域的可降解材料编织的房间隔缺损封堵器，包括支架以及衬入支架中的阻隔血流通过用的膜材料，所述支架由可降解型高分子单丝或者可降解型高分子单丝加形状记忆合金丝制成，形状记忆合金丝在可降解型高分子单丝形成的轮廓外面环绕。本发明用可降解高分子材料完全或者部分代替传统的镍钛形状记忆合金，这种封堵器主要特征为部分或完全的生物可降解性，即植入人体后最终可以部分或完全分解为对人体无害的小分子，并排出体外，减少人体的排斥反应，改善介入治疗材料的生物相容性。

Description

可降解材料编织的房间隔缺损封堵器

技术领域

本发明涉及一种医疗器械技术领域的器械，具体是一种可降解材料编织的房间隔缺损封堵器。

背景技术

先天性心脏病(以下简称先心病)是多发病于小儿时期的一种心血管疾病，其病变特点是左、右心房的间隔在出生之后不能正常闭合。由于左心房的压力高于右心房，在压力的作用下，左心房的血液会经缺损处流向右心房，导致右心系统负担增加，引起病变。据估计我国每年新出生的先心病患儿约15万左右。目前对于先心病的治疗手段主要有外科手术以及介入治疗方法。但外科手术需开胸，损伤大、费用昂贵、手术可能造成并发症导致死亡，手术造成的疤痕会影响日常生活。基于以上考虑，人们把更多的研究目光放在了介入治疗方法上面。介入治疗是通过特殊的导管及其装置由外周血管插入之所需要治疗的心血管腔内进行特殊的操作来达到治疗的目的。这种方法不仅安全、痛苦小，而且无手术疤痕，在临床上深受欢迎。其中一个典型的应用是继发孔型房间隔缺损(以下简称ASD)的治疗手段中的封堵器。1997年问世的Amplatzer ASD封堵器，具有自膨性、自向心性、可反复回收及再定位、递送系统较小、残余分流量低等特点，成为了当今继发孔型ASD封堵器的最常用装置。Amplatzer ASD封堵器有两个部分组成：形状记忆合金支架及合成织物。形状记忆合金(镍钛合金等)网状支架起展开及固定的作用，其内部的合成织物(聚酯等)起堵塞血流的作用。但镍钛合金属于金属异物，长期在体内携带可能会引起生物机体的排斥，且可能出现对镍金属过敏，造成并发症。

生物可降解材料是指，材料被植入生物体后，由于体内组织液、各类生物酶和细胞等的作用下，按照一定生物学或化学规律发生水解、降解，最终分解成为对生物体无害的小分子，这些小分子或者由生物体的代谢排出，或者被机体吸收而演变为自身组织。因此生物可降解材料是封堵器支架的理想材料。可降解材料制备的封堵器支架具有良好的生物相容性，在人体的病理过程中完成治疗使命后可降解消失，避免人体长期受到异物影响。另外可降解封堵器消失后，在同一部位可再次植入新的支封堵器而金属封堵器则很难取出。Jux对生物可降解房间隔缺损封堵装置进行了初期研究。他以合金材料作为支架，但其合成织物为生物可降解的肠胶原层代替。以该装置封堵羊ASD模型后随访12周，结果显示与通常的装置相比，内皮化更快，血凝性降低，宿主的免疫反应降低，胶原层表面上虽完整，但已有轻度分裂、吸收及自身组织替代重建的征象。

经对现有技术的文献检索发现，美国专利20070118176提出了用一种可以透射X线、可生物降解的材料代替合金的概念，争取找出合理的方法，改进现有的材料、结构与工艺的设计，并对其生物相容性做出评价，实现封堵器的全部可生物降解化。但是在上述的文章中并没有详细探讨编织材料、编织工艺，而且也并没有作生物实验来验证自己的观点。本专利是针对这些不足做出的补充和改进。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种可降解材料编织的房间隔缺损封堵器。本发明用可降解高分子材料完全或者部分代替传统的镍钛记忆合金，这种封堵器主要特征为部分或完全的生物可降解性，即植入人体后最终可以部分或完全分解为对人体无害的小分子，并排出体外，减少人体的排斥反应，改善介入治疗材料的生物相容性。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：支架以及衬入支架中的阻隔血流通过用的膜材料，其中所述支架由可降解型高分子单丝或者可降解型高分子单丝加少量形状记忆合金丝制成，形状记忆合金丝在可降解型高分子单丝形成的轮廓外面环绕。

本发明所述支架外形呈左右不等大的双伞形盘片，连接两圆盘的腰部直径比两个圆盘略窄，腰部呈圆柱形；阻隔血流用的膜材料衬在两个圆盘当中；封堵器的末端有由单丝编织而成的连接部分，用于与递送装置相连接。

所述可降解型高分子单丝的直径在0.05-0.5mm，材料是可以降解的，比如聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚乙交酯、聚氰基丙烯酸酯、聚亚苯基苯并二噁唑(PBO)等材料。

所述形状记忆合金丝的直径在0.02-0.3mm。

所述形状记忆合金丝的含量小于封堵器总质量的30％。

本发明中的房间隔缺损封堵器是由可降解的高分子单丝编织而成的，外形呈双伞形，双伞的两个圆盘通过高分子单丝的回折环绕编织而成为一个完整的整体，也可以用少量的形状记忆合金丝在高分子单丝形成的轮廓外面环绕，形成一种加固、保形的作用。平时不加约束时封堵器保持双伞形收缩状；当需要导入体内时，纵向施以拉力，断面形状可以变小；在体内被释放后，又可以恢复到预设的双伞形外形。编织用的高分子单丝材料是可以降解的，这种封堵器比较于传统的金属封堵器，具有更良好的生物降解性和生物相容性。但是使高分子材料编织形成的装置带有记忆效应，其原理与形状记忆合金是不同的。高分子单丝需要有一个热定型过程，相当于是一个重塑的工艺。因此，这种方法成型的封堵器的回弹力和夹持力要小于金属的形状记忆合金。为了增强回弹性和夹持性，在高分子单丝编织成型的封堵器外面加上少量的记忆合金丝可以起到加固和保形的作用。而记忆合金的含量仅占总质量分数的30％不到，对改善生物相容性并无太大影响。此外，在外面环绕着的记忆合金丝还可以在封堵器的其中一个端部制作成一个连接环，这样可以与递送装置端部的活动钳钩相连，导入体内。

所述起阻隔血流作用的膜材料可以选用可降解材料，比如胶原纤维等；也可以用不可降解材料，比如聚酯纤维类膜等。

根据本发明所制的由可降解材料编织的房间隔缺损封堵器在临床治疗上可以起到如背景技术中所阐述的金属封堵器相仿的作用，即阻止左心房的血流经房间隔缺损流向右心房，并诱导缺损处的内皮化与生长，此外，相对于不可降解的金属封堵器而言，还具有如下明显的优点：1.使用可降解材料编织的封堵器可以避免金属支架长期在体内携带可能会引起的生物排斥，尤其对于某些对镍等金属过敏的患者，使用金属封堵器有可能造成严重的并发症，而可降解封堵器则可以完全避免这种危险。2.对于小儿房间隔缺损患者，随着患者的长大，最初所植入的金属封堵器可能会变得不适合而需植入新的封堵器，但原有的金属封堵器则很难取出，从而影响新的封堵器的重新植入；可降解房间隔缺损封堵器则避免了这一问题，当原来植入的封堵器降解后，又可方便地再次植入更适合的新的封堵器。

附图说明

图1房间隔缺损封堵器的结构图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本实施例包括支架以及衬入支架中的阻隔血流通过用的膜材料，所述支架由可降解型高分子单丝或者可降解型高分子单丝加镍钛形状记忆合金丝制成，镍钛形状记忆合金丝在可降解型高分子单丝形成的轮廓外面环绕。

图1所示的是整个封堵器的外部支架结构(未包括内部的膜材料)，在图中1所指的部位是封堵器的大圆盘，直径为5-80mm。2所指的是封堵器的小圆盘，直径为2-75mm。两个圆盘分别处于左右心房，夹持在房间隔缺损处。3所指的是腰部，直径1-50mm，比两个圆盘略窄。4所指的是连接递送装置用的连接环，由封堵器本身的丝材料编织而成。即如果封堵器完全是由高分子单丝编织而成，则这个部位由高分子单丝编织；如果封堵器是由高分子单丝和形状记忆合金丝共同编织而成，这个部位可以用形状记忆合金丝来编织。

实施例1

利用直径为0.2mm的左旋聚乳酸(PLLA)单丝编织一个双伞形的封堵器，其大盘直径为18mm，小盘直径为12mm。当中的膜材料选用厚度为500nm的聚酯膜。成型之后，对这个封堵器进行体外实验。

实验装置用有机玻璃制成，中间两封闭腔由小孔连通。中间的小孔直径略小于封堵器的腰部直径，可与心脏房间隔的孔径相比拟。利用递送装置把封堵器递送到小孔处，释放封堵器，封堵器展开之后即可固定在小孔处。构建模型，内部液体温37摄氏度左右，模拟人体内部环境。

内部液体是磷酸盐缓冲溶液，它是将34.4g Na2HPO4·12H2O和2.0g KH2PO4溶解于1100ml蒸馏水中，用0.5mol/L HCl调节溶液pH成为7.4。缓冲溶液每隔1周更换一次，并且定期检测封堵器支架的降解情况。

实验发现，24周之后，封堵器支架开始出现碎裂，丝的直径也变为原来的90％。52周之后，支架已经基本降解完毕。

实施例2

利用直径为0.2mm的左旋聚乳酸(PLLA)单丝编织一个双伞形的封堵器，其大盘直径为14mm，小盘直径为9mm。当中的膜材料选用厚度为700nm的聚酯膜。成型之后，将这个封堵器通过递送装置导入实验犬的体内进行动物实验。

实验过程中，犬的生长状态良好，无全身或局部并发症。组织对PLLA的相容性良好，没有使犬出现严重的急性组织反应和毒理反应。

对于降解性，30天之后，再对动物进行扫描电镜观察，在SEM照片上可以发现封堵器支架已经有一定程度的降解。6个月之后，降解程度加剧。

实施例3

利用直径为0.3mm的PBO单丝编织一个双伞形的封堵器，其大盘直径为74mm，小盘直径为66mm。在外侧加上3根直径0.2mm的镍钛记忆合金丝，这样记忆合金丝的质量只占封堵器总质量的9.45％，不到30％。它的作用是增强回弹性和夹持性。当中的膜材料选用厚度为700nm的聚酯膜。热定型之后，将这个封堵器通过递送装置导入实验犬的体内进行动物实验。

实验过程中，犬的组织对PBO的相容性良好，没有并发症出现。这种封堵器夹持在缺损部位比较牢固，不会轻易脱落。

30天之后，对动物进行扫描电镜观察，在SEM照片上可以发现封堵器支架的PBO部分已经有相当大程度的降解。6个月之后，封堵器PBO单丝部分几乎完全降解。

实施例4

利用直径为0.2mm的聚己内酯(PCL)单丝编织一个双伞形的封堵器，其大盘直径为8mm，小盘直径为6mm。当中的膜材料选用厚度为400nm的聚酯膜。成型之后，对这个封堵器进行体外实验。

实验发现，36周之后，封堵器支架开始出现碎裂，丝的直径也变为原来的90％。60周之后，支架已经基本降解完毕。

实施例5

利用直径为0.2mm的聚氰基丙烯酸乙酯单丝编织一个双伞形的封堵器，其大盘直径为14mm，小盘直径为9mm。当中的膜材料选用厚度为700nm的胶原膜。成型之后，对这个封堵器进行体外实验。

实验发现，20周之后，封堵器支架开始出现碎裂，丝的直径也变为原来的90％。32周之后，支架已经基本降解完毕。

Claims

1、一种可降解材料编织的房间隔缺损封堵器，包括支架以及衬入支架中的阻隔血流通过用的膜材料，其特征在于，所述支架由可降解型高分子单丝或者可降解型高分子单丝加形状记忆合金丝制成，形状记忆合金丝在可降解型高分子单丝形成的轮廓外面环绕。

2、根据权利要求1所述的可降解材料编织的房间隔缺损封堵器，其特征是，所述支架外形呈双伞形盘片，连接两圆盘的腰部直径比两个圆盘窄，腰部呈圆柱形，阻隔血流用的膜材料衬在两个圆盘当中，封堵器的末端有由单丝编织而成的连接部分。

3、根据权利要求2所述的可降解材料编织的房间隔缺损封堵器，其特征是，所述封堵器的连接部分为环状，连接在递送装置一端的钳钩上面。

4、根据权利要求1所述的可降解材料编织的房间隔缺损封堵器，其特征是，所述可降解型高分子单丝，其材料为聚乳酸、聚己内酯、聚乙交酯、聚氰基丙烯酸酯、聚亚苯基苯并二噁唑中一种。

5、根据权利要求1或4所述的可降解材料编织的房间隔缺损封堵器，其特征是，所述可降解型高分子单丝的直径为0.05mm-0.5mm。

6、根据权利要求1所述的可降解材料编织的房间隔缺损封堵器，其特征是，所述形状记忆合金丝的含量小于封堵器总质量的30％。

7、根据权利要求1或6所述的可降解材料编织的房间隔缺损封堵器，其特征是，所述形状记忆合金丝的直径在0.02mm-0.3mm。

8、根据权利要求1或6所述的可降解材料编织的房间隔缺损封堵器，其特征是，所述形状记忆合金丝为镍钛记忆合金丝。