CN102078643A - 一种自膨胀支架的覆膜方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自膨胀支架的覆膜方法，其特征在于采用静电纺丝法喷射出聚合物纳米纤维，在自膨胀管状支架的网状结构表面覆盖形成聚合物薄膜。一种自膨胀支架的覆膜方法，包括：支架外表面的覆膜由聚合物纳米纤维组成，纤维膜由静电纺丝法喷射形成，管状自膨胀支架套在滚筒式收集器上并随其匀速转动收集纳米纤维，可由多个收集器平行排列成并列式收集群同时对多个支架进行覆膜，支架覆膜的纳米纤维中含有药物和显影剂。采用此种方法制备的自膨胀覆膜支架，工艺简单，收集效率高，成本低，对环境友好，可以广泛用于血管、气管、支气管、食管、消化道管、胆管、鼻泪管等的介入治疗，具有广阔的应用前景。

Description

一种自膨胀支架的覆膜方法

技术领域

本发明属于高分子材料和医学工程领域，具体涉及一种自膨胀支架的覆膜方法。

背景技术

支架植入术是在球囊导管成形术基础上发展起来的一项新的介入治疗技术，目前已经成为治疗血管、食管等管腔狭窄性疾病的有效方法。在支架植入术中，支架贴壁性的好坏直接决定着手术的成败，这也是支架移位、内瘘发生的主要原因。就支架结构而言，自膨胀式支架的管壁具有网状结构，其贴壁性能明显优于球囊扩张式支架，然而这种支架导致的急性血栓形成、内膜过度增生和管娄等问题仍是影响其效果的主要因素。为了改善这些问题，各种预防或治疗支架改进方法层出不穷，其中，对覆膜支架的研究最为活跃。覆膜支架是指在支架的表面覆盖一层聚合物膜或内支架性移植物。因此，覆膜支架不但具有普通支架的支撑作用，还通过膜的机械性阻隔和膜表面的特殊物质产生防治血栓形成和内膜过度增生的作用。其主要作用机理包括：①覆膜使支架的表面更加光滑，减少了血小板的黏附、聚集和急性血栓的形成。②阻止了内皮细胞通过支架间隙过度增生和血管的再塑形。③隔离了血流和血管损伤部位的接触，防止血栓的形成。④膜表面覆盖的特殊物质如药物、放射性核素、基因等可抑制内皮细胞和平滑肌细胞的过度增生。⑤加快膜表面的内皮化，有效地抑制血栓的形成和内皮的增生。

现有技术中，对支架覆膜的方法大概有三种：第一种是用特制的外科缝合线或黏合剂将覆膜固定在支架上，既可将片状膜卷到支架上，也可将筒状膜套到支架上。例如将厚约0.1mm的筒状薄聚酯膜覆盖螺旋Z型支架后，用外科缝合线沿支架仔细将支架与聚酯膜(尤其是膜的两端)缝合防止产生空隙。这种覆膜方法操作复杂，且支架与膜之间结合力差。第二种是采用浸渍法制备，将覆膜材料溶解在溶剂中，然后通过支架浸渍后挥发溶剂的方法得到覆膜支架。这种方法操作简便，适用于大多数覆膜支架的制备，但是对本身材料就为聚合物或可降解聚合物的支架覆膜却有一定的困难，因为在浸渍的过程中很可能溶解破坏掉支架上原有的网线状结构。第三种方法是喷涂法，通过将聚合物溶液喷至支架表面的方式获得覆膜支架，操作简便，但不太适合于具有大量孔洞结构的自膨胀支架。本发明提出一种采用静电纺丝法快速批量对自膨胀支架进行覆膜的方法，以解决目前对自膨胀式支架特别是聚合物支架进行覆膜中遇到的困难。

静电纺丝技术已经有很多专利报道和实验室的研究成果。在静电纺丝工艺过程中，首先使液体表面形成一个电场，电场力作用于液体表面时，将在液体表面产生带电荷的液体射流。液体射流会被带有相反电荷且具有合适电势的物质所吸引而被拉伸。在液体射流被拉伸的过程中，将被干燥和固化，生成亚微米级的纤维。通过液体的冷却、溶剂的蒸发等物理固化或者通过化学固化都可以使被拉伸的液体射流固化和干燥。生成的纤维被一个合适安装的且具有反向电荷的接收装置收集，并可以在需要时从收集装置中将纤维移除，或者可以直接应用于具有反向电荷的目标生成区域。

通过上述工艺制备的纤维膜在很多领域都有应用，如美国专利4043331和4878908，将静电纺丝制备的无纺纤维膜作为敷料用于伤口包扎；公开号为CN10143183A的发明专利，采用静电纺丝法制备了聚合物薄膜，将其应用于生物检测中作为蛋白质吸附的载体；公开号为CN1944724A的发明专利，采用静电纺丝法制备了胶原蛋白和壳聚糖的复合纳米纤维膜，作为新型的生物材料，有望应用于仿生组织细胞外基质和药物缓释载体；公开号为CN101487172A的发明专利，公开了一种中空圆环管道多喷头和球面成膜的静电纺丝制模装置，可制备球面形高密度孔纳米纤维薄膜。除此之外，也有利用静电纺丝法制备纳米纤维管状物的报道，如公开号为CN101829366A的发明专利，公开了采用静电纺丝法制备基于复合纳米纤维的小口径管状支架的制备方法；公开号为CN101543645A的发明专利，采用静电纺丝法制备了聚己内酯纤维神经导管，用于周围神经系统的修复；公开号为CN101474105A的发明专利，公开了一种并列式静电纺丝血管支架收集器，通过毛细管的并列分布和滚筒收集器的转速调节，可以批量制备直径2～3mm的中空血管支架。

本发明在现有聚合物静电纺丝制膜技术的基础上，采用将管状自膨胀支架套在滚筒式收集器上并随其匀速转动的方式来收集纳米纤维，从而实现在自膨胀管状支架表面覆膜的目的。支架表面的覆膜以纳米级纤维的方式包裹在管状支架外表面，纤维具有一定的取向性，覆膜与支架结合力强，不容易脱落，有效解决了现有技术对具有网格状管壁的自膨胀支架覆膜困难的问题。为了提升覆膜效率，还采用了将多个滚筒收集器平行排列成并列式收集群的方法，同时对多个支架进行覆膜。为了提升覆膜支架的治疗效果和植入术可操作性，在对支架覆膜的过程中，采用在纺丝原液中加入药物和显影剂的方法，同步获得了具有药物缓释功能和显影功能的纳米纤维膜。采用此种方法制备自膨胀覆膜支架，工艺简单，收集效率高，成本低，对环境友好，可以广泛用于血管、气管、支气管、食管、消化道管、胆管、鼻泪管等的介入治疗，具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种自膨胀支架的覆膜方法，通过采用静电纺丝法喷射出聚合物纳米级纤维，在自膨胀管状支架的网状结构表面覆盖形成聚合物薄膜，并且可由多个收集器平行排列成并列式收集群同时对多个支架进行覆膜，支架覆膜的纳米纤维中含有药物或显影剂，方便支架置入时的显影观察。采用此种方法制备的自膨胀覆膜支架，工艺简单，收集效率高，成本低，对环境友好。解决了目前自膨胀式网状支架表面覆膜困难的问题。采用此种方法制备的自膨胀覆膜支架，可以广泛用于血管、气管、支气管、食管、消化道管、胆管、鼻泪管等的介入治疗，具有广阔的应用前景。

为了解决现有技术中的问题，本发明提供的技术方案是：

一种自膨胀支架的覆膜方法，其特征在于具体步骤包括：称取一定量用作覆膜材料的聚合物，将其与添加剂一起溶入到溶剂中，得到纺丝原液；将制得的纺丝原液加入到注射器中，喷丝头接高压发生器的正极；并列式滚筒接收器接负极，将需覆膜的自膨胀管状支架套在合适直径的滚筒上；将滚筒固定到连接电机的卡槽中，并开动电机使滚筒连同支架匀速转动；由微量注射泵以一定流速挤出纺丝原液，进行静电纺丝；一定时间后，停止纺丝，从滚筒上脱下支架，得到表面覆膜的自膨胀管状支架。

优选的，所述的一种自膨胀支架的覆膜方法，其特征在于所述的用作覆膜材料的聚合物选自可降解聚合物或不可降解聚合物，如涤纶(Dacron)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酯(Polyester)、聚氨酯(PU)或天然高分子(如壳聚糖和胶原)等。

优选的，所述的一种自膨胀支架的覆膜方法，其特征在于所述的添加剂为少量显影剂和用于人体管腔介入治疗的药物，例如用于治疗胆道阻塞的溶石药物或用于治疗食道癌的抗癌药物。

优选的，所述的一种自膨胀支架的覆膜方法，其特征在于所述的溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、二氧六环、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二乙基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或二甲基亚砜等溶剂中的一种或几种的复合体系。

优选的，所述的一种自膨胀支架的覆膜方法，其特征在于所述的纺丝原液的浓度在5％～30％(w/v)之间，添加剂浓度为0.1～20mg/mL。

优选的，所述的一种自膨胀支架的覆膜方法，其特征在于所述的并列式滚筒接收器的滚筒数量为1～15个，可按需要自由增减。

优选的，所述的一种自膨胀支架的覆膜方法，其特征在于所述的滚筒直径为1～60mm，长度为100～500mm，具体可根据自膨胀管状支架的尺寸选用，但滚筒长度应不小于支架的长度。

优选的，所述的一种自膨胀支架的覆膜方法，其特征在于所述的表面覆膜的厚度可以通过静电纺丝时纺丝液浓度、纺丝液流速、纺丝电压、喷丝头与接收器之间的距离等条件来控制。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点在于：

(1)支架表面覆膜的厚度可通过静电纺丝的工艺条件方便地调控；

(2)支架表面的覆膜以亚微米级纤维的方式包裹在管状支架外表面，纤维具有一定的取向性，覆膜与支架结合力强，不容易脱落；

(3)可由多个收集器平行排列成并列式收集群同时对多个支架进行覆膜，覆膜效率高；

(4)解决了可降解聚合物自膨胀支架采用传统的溶液浸渍法覆膜时容易破坏支架结构的问题；

(5)覆膜纤维中添加显影剂，方便支架置入人体时的显影观察，解决了聚合物自膨胀支架难以显影的问题；

(6)覆膜纤维中添加药物，可在将覆膜支架用于介入治疗时进行药物缓释治疗。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为自膨胀管状支架表面覆膜的亚微米纤维微观形貌。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例1一种自膨胀支架的覆膜方法：

称取一定量用作覆膜材料的可降解聚合物聚乳酸，将其与溶石药物和显影剂一起分散溶入到二氯甲烷中，得到纺丝原液，纺丝原液的浓度为15％(w/v)，溶石药物浓度为8mg/mL，显影剂浓度为2mg/mL；将制得的纺丝原液加入到注射器中，喷丝头接高压发生器的正极；将自膨胀胆管支架套在直径为5mm的滚筒上并固定，滚筒长40mm；将7个套有支架的滚筒依次固定到连接电机的卡槽中，组成并列式滚筒接收器，并接负极；开动电机使滚筒连同支架匀速转动，由微量注射泵以一定流速挤出纺丝原液，进行静电纺丝；停止纺丝，从滚筒上脱下支架，得到7个表面覆膜的自膨胀胆管支架，覆膜厚度84±5μm。

实施例2一种自膨胀支架的覆膜方法：

称取一定量用作覆膜材料的可降解聚合物聚乳酸与聚己内酯(7∶3，w/w)，将其与抗癌药物阿霉素和显影剂一起分散溶入到三氯甲烷中，得到纺丝原液，纺丝原液的浓度为12％(w/v)，抗癌药物阿霉素浓度为6mg/mL，显影剂浓度为2mg/mL；将制得的纺丝原液加入到注射器中，喷丝头接高压发生器的正极；将自膨胀食管支架套在直径为30mm的滚筒上并固定，滚筒长40mm；将2个套有支架的滚筒依次固定到连接电机的卡槽中，组成并列式滚筒接收器，并接负极；开动电机使滚筒连同支架匀速转动，由微量注射泵以一定流速挤出纺丝原液，进行静电纺丝；停止纺丝，从滚筒上脱下支架，得到2个表面覆膜的自膨胀食管支架，覆膜厚度90±6μm。

实施例3一种自膨胀支架的覆膜方法：

称取一定量用作覆膜材料的聚合物聚氨酯，将其与抗肿瘤药物喜树碱和显影剂一起分散溶入到N，N-二甲基甲酰胺中，得到纺丝原液，纺丝原液的浓度为18％(w/v)，抗肿瘤药物喜树碱浓度为10mg/mL，显影剂浓度为2mg/mL；将制得的纺丝原液加入到注射器中，喷丝头接高压发生器的正极；将自膨胀血管支架套在直径为3.5mm的滚筒上并固定，滚筒长40mm；将4个套有支架的滚筒依次固定到连接电机的卡槽中，组成并列式滚筒接收器，并接负极；开动电机使滚筒连同支架匀速转动，由微量注射泵以一定流速挤出纺丝原液，进行静电纺丝；停止纺丝，从滚筒上脱下支架，得到4个表面覆膜的自膨胀血管支架，覆膜厚度60±5μm。

实施例4一种自膨胀支架的覆膜方法：

称取一定量用作覆膜材料的可降解聚合物聚乳酸与壳聚糖(8∶2，w/w)，将其与抗癌药物紫杉醇和显影剂一起分散溶入到N，N-二甲基甲酰胺中，得到纺丝原液，纺丝原液的浓度为10％(w/v)，抗癌药物紫杉醇浓度为15mg/mL，显影剂浓度为3mg/mL；将制得的纺丝原液加入到注射器中，喷丝头接高压发生器的正极；将自膨胀主动脉血管支架套在直径为3mm的滚筒上并固定，滚筒长40mm；将8个套有支架的滚筒依次固定到连接电机的卡槽中，组成并列式滚筒接收器，并接负极；开动电机使滚筒连同支架匀速转动，由微量注射泵以一定流速挤出纺丝原液，进行静电纺丝；停止纺丝，从滚筒上脱下支架，得到8个表面覆膜的自膨胀主动脉血管支架，覆膜厚度55±4μm。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自膨胀支架的覆膜方法，其特征在于具体步骤如下：

称取一定量用作覆膜材料的聚合物，将其与添加剂一起溶入到溶剂中，得到纺丝原液；将制得的纺丝原液加入到注射器中，喷丝头接高压发生器的正极；并列式滚筒接收器接负极，将需覆膜的自膨胀管状支架套在合适直径的滚筒上；将滚筒固定到连接电机的卡槽中，并开动电机使滚筒连同支架匀速转动；由微量注射泵以一定流速挤出纺丝原液，进行静电纺丝；一定时间后，停止纺丝，从滚筒上脱下支架，得到表面覆膜的自膨胀管状支架。

2.根据权利要求1所述的一种自膨胀支架的覆膜方法，其特征在于所述的用作覆膜材料的聚合物选自可降解聚合物或不可降解聚合物，如涤纶(Dacron)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酯(Polyester)、聚氨酯(PU)或天然高分子(如壳聚糖和胶原)等。

3.根据权利要求1所述的一种自膨胀支架的覆膜方法，其特征在于所述的添加剂为少量显影剂和用于人体管腔介入治疗的药物，例如用于治疗胆道阻塞的溶石药物或用于治疗食道癌的抗癌药物。

4.根据权利要求1所述的一种自膨胀支架的覆膜方法，其特征在于所述的溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、二氧六环、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二乙基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或二甲基亚砜等溶剂中的一种或几种的复合体系。

5.根据权利要求1所述的一种自膨胀支架的覆膜方法，其特征在于所述的纺丝原液的浓度在5％～30％(w/v)之间，添加剂浓度为0.1～20mg/mL。

6.根据权利要求1所述的一种自膨胀支架的覆膜方法，其特征在于所述的并列式滚筒接收器的滚筒数量为1～15个，可按需要自由增减。

7.根据权利要求1所述的一种自膨胀支架的覆膜方法，其特征在于所述的滚筒直径为1～60mm，长度为100～500mm，具体可根据自膨胀管状支架的尺寸选用，但滚筒长度应不小于支架的长度。

8.根据权利要求1所述的一种自膨胀支架的覆膜方法，其特征在于所述的表面覆膜的厚度可以通过静电纺丝时纺丝液浓度、纺丝液流速、纺丝电压、喷丝头与接收器之间的距离等条件来控制。

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