CN101234042A - 可降解心脏房间隔缺损封堵器的编织方法 - Google Patents

Abstract

一种医疗器械技术领域的可降解心脏房间隔缺损封堵器的编织方法，步骤为：模具的制作：封堵器的外形由两个圆盘以及两个圆盘之间的腰部组成，制作模具时，根据这三部分直径范围选取数值，在钢板上面切出三个同心圆并隔一段打一个点，在对应的位置插入钢针；编织高分子丝的过程：利用钢针将两组具有生物降解性和生物相容性的高分子丝分别按照左旋和右旋两个方向回折缠绕，形成上下双层花瓣样式的圆盘，最后将两股高分子丝束在一起；高分子丝定型。本发明采用一种平面的编织方法，具有模具制作简单，更适合高分子成型的特点，所编织的可降解型封堵器的回弹力和夹持力可以得到明显提高。

Description

可降解心脏房间隔缺损封堵器的编织方法

技术领域

本发明涉及的是一种医疗器械技术领域器械的制作方法，具体是一种可降解心脏房间隔缺损封堵器的编织方法。

背景技术

继发孔型房间隔缺损(以下简称ASD)属于一种先天性心脏病，它的病变特点是心脏左、右心房之间的间隔不能正常闭合。由于平常人的左心房血压高于右心房，故在压力作用下，左心房的血会流入右心房，造成体循环血量减少，同时右心系统负担增加，肺循环相关的器官产生病变。封堵器可以用于介入治疗ASD。1976年King和Mills首先报道了继发孔型ASD可经导管进行封堵，之后便有多种经由导管的封堵装置被相继研发出来。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，因此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，内部的合成织物(聚酯等)起堵塞血流的作用。封堵器进入人体内后，可引导肉芽组织在装置内部生长逐渐机化，同时装置表面逐渐内皮化，最终装置完全在体内融合。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，另外据报道，有些人对镍金属过敏，可能造成并发症。因此，生物可降解材料应该是封堵器支架的理想材料。

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。其不足在于并没有对编制方法进行探讨。

国内只有一些金属封堵器及其编织方法。金属记忆合金的封堵器编织过程一般是先利用一个上下各打一圈孔的圆柱形的模具，将合金丝先编成圆筒状，之后在相应的部分套上直径大小不等的圆环来形成双伞形。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种可降解心脏房间隔缺损封堵器的编织方法，使其将金属合金丝替换成可降解高分子丝，采用一种平面的编织方法，这种编织方法具有模具制作简单，更适合高分子成型的特点，所编织的可降解型封堵器的回弹力和夹持力可以得到明显提高。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括如下步骤：

第一步，模具的制作

一般地，封堵器的外形由两个圆盘构成，较大圆盘的直径在5-80mm左右，较小圆盘的在2-75mm左右，两个圆盘之间腰部的直径为1-50mm。制作模具时，要根据这三个直径范围，选取数值，在一块厚度2mm-3mm的钢板上面，用线切割的方法切出三个同心圆并隔一段打一个点，在对应的位置插入钢针。

第二步，编织高分子丝的过程

利用钢针将两组具有生物降解性和生物相容性的高分子丝分别按照左旋和右旋两个方向回折缠绕，形成上下双层花瓣样式的圆盘。最后将两股高分子丝束在一起。

所述高分子丝，是具有生物降解性和生物相容性的高分子单丝。这种材料在人体内分解之后，形成对人体无害的产物被排出体外。

第三步，高分子丝定型

定型方法是热定型。首先对高分子丝进行DSC(热差示扫描)测试，测出其玻璃化转变温度。只要在比玻璃化温度高5-20摄氏度的温度环境下保温1小时，即可使之定型，从而具有“记忆”效应。

本发明为了增加可降解心脏房间隔缺损封堵器的增强回弹性和夹持性，在第二步和第三步之间可以增加加入记忆合金丝的操作，即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。记忆合金丝的加入可使用如下三种方案之一实现：

方案一：

将金属合金丝像高分子丝一样，按照平面方法在内外三圈钢针上缠绕回折。金属合金丝的分布不需要像高分子般密集。但是这种方法在定型时，由于两种材料的定型原理不同，所以处理起来不方便。

方案二：

为了进一步减少金属合金丝的含量，可以将金属合金丝折成M型，附在封堵器外表面，两端与高分子丝束在一起。这种方法的缺点是，金属合金丝转角的地方的内应力比较大，夹持作用受到限制。

方案三：

对方案二进行改善，可以将金属合金丝加工成螺旋状，加在高分子封堵器中轴上，两端与高分子丝束在一起，类似于弹簧的作用。

所述高分子单丝的直径在0.05mm-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。

所述记忆合金丝的直径在0.02mm-0.3mm。

所述记忆合金丝的含量小于封堵器总质量的30％。

本发明所制得的可降解心脏房间隔缺损封堵器，所编织用的材料是具有生物降解性和生物相容性的高分子单丝。与传统的镍钛记忆合金封堵器基本作用相同，这种封堵器要具有一定的形状恢复能力，向人体传输过程中可以将横断面压缩以便顺利导入，到达目的地后被释放又可以恢复原状夹持在心脏房间隔缺损处。然而单纯的高分子丝编织出来的封堵器支架并没有金属合金丝封堵器一般好的回弹性和夹持力。本发明是全部利用高分子材料或者结合高分子与金属合金两种材料的特性编织出一种新的封堵器。高分子丝作主体，金属合金丝是可选择的，起到加固、辅助的作用，这种可降解封堵器的编织方法与定型原理都与传统的合金封堵器不同。

封堵器的作用是使左、右心房之间未能正常闭合的间隔得到封堵。所以本发明中的封堵器的构造是双伞形状，较大的圆盘在左心房中，较小的圆盘在右心房中，并且利用夹持力使腰部正好卡在缺损的洞口，每个圆盘中都有阻隔血液通过的纤维物质。封堵器的一端有一个连接环，可以跟递送装置的活动钳钩连接或断开。

本发明编织的可降解型封堵器区别于传统的封堵器，用高分子单丝代替了金属合金，减少了人体因异物反应而引起炎症的可能性。由于高分子链结构的影响，它的力学性质，比如径向支撑力、弹性变形能力不如金属优越。所以要使这种高分子的封堵器具有预设扩展的外形，必须改变编织和定型方法。为使封堵器的夹持力进一步得到改善，还可以利用少量记忆合金丝在外面形成一个骨架，辅助高分子封堵器的回弹。另外，高分子在人体中不容易定位，而合金丝在封堵器端部形成的连接环不仅可以起到连接递送装置和释放的作用，还可以轻易地被医学仪器检测出来，起到观察监测的作用。

附图说明

图1可降解型封堵器的编织过程

图2金属合金丝包覆在表面的示意图

图3金属合金丝加在封堵器中轴的示意图

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。

本发明提出的平面法，将高分子丝反复回折缠绕，编织出封堵器的外形，可选择将少量金属合金丝加入到封堵器中。成型之后，要进行热定型以达到形状记忆效果。高分子的记忆效应是通过热定型来实现的，相当于一种高温下的重塑过程。这样的过程注定了它的形状记忆回弹力不及金属合金。所以为了提高双伞的夹持作用，可以摒弃传统的立体方法，改为平面编织方法。这样定型之后的封堵器回弹性非常好，达到了金属合金封堵器所要求的回弹力与夹持力。

如图1所示，本发明所编织的封堵器的整体结构是一个双伞形，1代表的是较大的圆盘，2代表的是较小的圆盘，3代表连接两圆盘的腰部，直径比两个圆盘都小，4代表封堵器一端的连接装置，可以方便地与递送系统连接或者放开。

图2中5表示的是高分子单丝编织而成的封堵器，6表示的是记忆合金丝，通过两端与高分子单丝束在一起的方法包覆在封堵器的外部，起到加强夹持力和回弹力的作用。

图3中5所表示的是高分子单丝编织而成的封堵器，6表示记忆合金丝，它呈螺旋形，两端与高分子单丝束在一起固定，在封堵器当中像弹簧一样，起到加强夹持力和回弹力的作用。

实施例1

取36根PLLA(左旋聚乳酸)单丝，按照平面方法编织封堵器。首先在平面上制作出带有三圈钢针的模具，接着使PLLA单丝回折缠绕，编织成型，然后进行热定型。放置4周以后，形状保持完好，回弹力和夹持力都符合要求。

进一步利用动物实验，把这种方法编织定型的封堵器植入实验犬的体内，发现很长时间内这种可降解的封堵器夹持力可以维持，不至于脱落。说明这种平面编织方法得到的封堵器可以替代金属封堵器。

实施例2

取36根PBO(聚亚苯基苯并二噁唑)单丝，按照平面方法编织成为双伞形封堵器，首先在平面上制作出带有三圈钢针的模具，接着使PBO单丝回折缠绕，编织成型，再按照图2所示的方法在外表加上4根合金丝，最后热定型。完成制作后通过递送装置将封堵器导入实验犬的体内进行动物实验。

实验过程中，犬的生长情况良好，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3

取36根聚己内酯单丝，首先在平面上制作出带有三圈钢针的模具，接着使聚己内酯单丝回折缠绕，编织成型，然后进行热定型。放置4周以后，形状保持完好，回弹力和夹持力都符合要求。

进一步利用动物实验，把这种方法编织定型的封堵器植入实验犬的体内，发现很长时间内这种可降解的封堵器夹持力可以维持，不至于脱落。说明这种平面编织方法得到的封堵器可以替代金属封堵器。

实施例4

取36根聚己内酯单丝，首先在平面上制作出带有三圈钢针的模具，接着使聚己内酯单丝回折缠绕，编织成型，然后进行热定型。按照发明内容中方案2所述方法在上述编织并定型好的可降解封堵器中加入金属合金丝，即将金属合金丝折成M型，附在封堵器外表面，两端与高分子丝束在一起。放置4周以后，形状保持完好，回弹力和夹持力都符合要求。

进一步利用动物实验，把这种方法编织定型的封堵器植入实验犬的体内，发现很长时间内这种可降解的封堵器夹持力可以很好地维持。说明这种平面编织方法得到的封堵器可以替代全金属封堵器。

实施例5

取36根聚己内酯单丝，首先在平面上制作出带有三圈钢针的模具，接着使聚己内酯单丝回折缠绕，编织成型，然后进行热定型。按照发明内容中方案3所述方法在上述编织并定型好的可降解封堵器中加入金属合金丝，即将金属合金丝加工成螺旋状，加在高分子封堵器中轴上，两端与高分子丝束在一起，类似于弹簧的作用。放置4周以后，形状保持完好，回弹力和夹持力都符合要求。

进一步利用动物实验，把这种方法编织定型的封堵器植入实验犬的体内，发现很长时间内这种可降解的封堵器夹持力可以很好地维持。说明这种平面编织方法得到的封堵器可以替代全金属封堵器。

对比例1

取36根PLLA单丝，按照以往的立体圆柱式方法编织封堵器。定型之后放置，4周以后，这种方法编织而成的封堵器在夹持方向上明显已经出现了形变，已经不能再保型了。

进一步进行动物实验，把这种方法编织定型的封堵器植入实验犬的体内，发现四周之后封堵器已明显变形，两盘间所产生的夹持力已不足以将封堵器牢固地固定在缺损部位，失去了房间隔缺损封堵效果。

Claims (9)

1、一种可降解心脏房间隔缺损封堵器的编织方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，模具的制作：封堵器的外形由两个圆盘以及两个圆盘之间的腰部组成，制作模具时，根据这三部分直径范围选取数值，在钢板上面切出三个同心圆并隔一段打一个点，在对应的位置插入钢针；

第二步，编织高分子丝的过程：利用钢针将两组具有生物降解性和生物相容性的高分子丝分别按照左旋和右旋两个方向回折缠绕，形成上下双层花瓣样式的圆盘，最后将两股高分子丝束在一起；

第三步，高分子丝定型：定型方法是热定型。

2、根据权利要求1所述的可降解心脏房间隔缺损封堵器的编织方法，其特征是，所述第一步，模具的制作，具体为：封堵器的外形由两个圆盘构成，较大圆盘的直径在5mm-80mm，较小圆盘的在2mm-75mm，两个圆盘之间腰部的直径为1mm-50mm，制作模具时，根据这三个直径范围选取数值，在一块厚度2mm-3mm的钢板上面，用线切割的方法切出三个同心圆并隔一段打一个点，在对应的位置插入钢针。

3、根据权利要求1所述的可降解心脏房间隔缺损封堵器的编织方法，其特征是，所述第三步，高分子丝定型，具体为：首先对高分子丝进行热差示扫描测试，测出其玻璃化转变温度，在比玻璃化温度高5-20摄氏度的温度环境下保温1小时，即使之定型。

4、根据权利要求1所述的可降解心脏房间隔缺损封堵器的编织方法，其特征是，所述高分子单丝，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3或4所述的可降解心脏房间隔缺损封堵器的编织方法，其特征是，所述高分子单丝的直径在0.05mm-0.5mm，

6、根据权利要求1所述的可降解心脏房间隔缺损封堵器的编织方法，其特征是，在第二步和第三步之间加入记忆合金丝，即在高分子单丝编织成型的封堵器外面加上记忆合金丝，记忆合金丝的加入使用如下三种方案之一实现：

方案一：将记忆合金丝像高分子丝一样，按照平面方法在内外三圈钢针上缠绕回折；

方案二：将记忆合金丝折成M型，附在封堵器外表面，两端与高分子丝束在一起；

方案三：将记忆合金丝加工成螺旋状，加在高分子封堵器中轴上，两端与高分子丝束在一起。

7、根据权利要求6所述的可降解心脏房间隔缺损封堵器的编织方法，其特征是，所述记忆合金丝的含量小于封堵器总质量的30％。

8、根据权利要求6或7所述的可降解心脏房间隔缺损封堵器的编织方法，其特征是，所述记忆合金丝的直径在0.02mm-0.3mm。

9、根据权利要求6或7所述的可降解心脏房间隔缺损封堵器的编织方法，其特征是，所述记忆合金丝采用镍钛记忆合金。