CN102100931A - 一种用于经皮动脉介入治疗的介入医疗器械及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种血管介入医疗器械，由金属材料制成，其特征在于，包括：器械基体和覆盖在所述器械基体上的纳米银镀层。由于纳米银具有良好的抗凝血作用，因此在器械基体表面附着有纳米银镀层可以避免医疗器械表面形成血栓。又由于纳米银粒子具有很强的吸附作用，能够迅速大量地吸附血液中的内皮细胞、胶原蛋白及纤维等物质并沉积，以致血管介入医疗器械表面快速内皮化，完整的内皮化能有效地抑制平滑肌增生，不仅防止了支架内再狭窄，而且也避免了晚期或超晚期出现血栓问题。本发明还公开了一种制备所述血管介入医疗器械的方法。本发明详细介绍了采用脉冲电子束和溅射镀在血管介入医疗器械表面附着纳米银镀层的制备方法。

Description

一种用于经皮动脉介入治疗的介入医疗器械及其制备方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地说，涉及一种用于血管介入医疗器械及其制备方法。

背景技术

近年来，随着介入技术的不断普及和发展，经皮动脉介入治疗已经越来越广泛的应用于治疗冠状动脉粥样硬化引起的心脏病以及外周等血管性病变。

经皮动脉介入治疗方法主要是通过在血管病变处植入一个可扩张的血管支架，以达到撑开狭窄血管及治疗血管病变等目的。血管支架植入体内后，主要会引起两方面的问题：血栓和再狭窄。血栓是血流在心血管系统中血管内表面剥落处或修补处所形成的小块，对于血栓，目前技术中通常采用与血液具有良好相容性的支架材料和/或在支架表面载有抗凝血的药物，这样能够避免血管支架植入血管后产生血栓。再狭窄是指术后血管中由于粥样硬化或内膜增生等原因而引起的血管再次狭窄，对于再狭窄，目前技术中通常采用药物涂层支架，该支架表面载有抗增生药物，能够用来抑制平滑肌增生，这样就能有效地防止血管再狭窄。

采用药物涂层支架虽然会降低血管再狭窄的发生几率，但与此同时会影响支架表面内膜化，从而导致在病情的晚期和超晚期时病人身体的病变血管处形成血栓。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种具有抗凝血作用并可以加速血管内皮化的血管介入医疗器械。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种血管介入医疗器械，由金属材料制成，包括：器械基体和覆盖在所述器械基体上的纳米银镀层。

优选的，所述纳米银镀层中纳米银的粒径大小为1nm～100nm。

更优选的，所述纳米银镀层中纳米银的粒径大小为10nm～30nm。

优选的，所述纳米银镀层的厚度为5nm～100nm。

更优选的，所述纳米银镀层的厚度为10nm～30nm。

优选的，所述医疗器械包括覆膜支架、血栓过滤器、血管远端保护器、取栓器或金属导丝。

本发明还提供了一种制备所述血管介入医疗器械的方法，所述方法包括如下步骤：

产生强流脉冲电子束并加速所述脉冲电子束；

用所述脉冲电子束轰击银靶材，产生银粒子，所述银粒子附着在血管支架表面形成纳米银镀层。

优选的，所述脉冲电子束的加速电压为10KV～40KV，能量密度为1J/cm²～10J/cm²，脉冲时间为1μs～20μs，脉冲频率为0.1Hz～0.5Hz，电子束流为1KA～20KA。

更优选的，所述脉冲电子束的加速电压为20KV～25KV，能量密度为4J/cm²～6J/cm²，脉冲时间为8μs～12μs，脉冲频率为0.2Hz～0.3Hz，电子束流为8KA～12KA。

本发明还提供了另一种制备所述血管介入医疗器械的方法，所述方法包括如下步骤：

在磁控溅射室内，以Ar气体作为溅射气体，电离所述溅射气体产生氩离子；

用氩离子轰击银靶材，产生银粒子，所述银粒子附着在血管支架基体表面形成纳米银镀层。

本发明提供了一种用于经皮动脉介入治疗的血管介入医疗器械及其制备方法，所述血管介入医疗器械包括器械基体基体和覆盖在器械基体表面的纳米银镀层，纳米银具有良好的抗凝血作用，因此支架表面被纳米银包覆着避免了支架表面形成血栓；又由于纳米银粒子具有很强的吸附作用，能够迅速大量地吸附血液中的内皮细胞、胶原蛋白及纤维等物质并沉积，以致支架表面快速内皮化，完整的内皮化能有效地抑制平滑肌增生，不仅防止了支架内再狭窄，而且也避免了晚期或超晚期出现血栓问题。

具体实施方式

本发明提供的一种用于经皮动脉介入治疗的血管介入医疗器械，包括器械基体和覆盖在所述器械基体上的纳米银镀层，本发明所述血管介入医疗器械基体是指本领域技术人员熟知的合金血管介入医疗器械，包括覆膜支架、血栓过滤器、血管远端保护器、取栓器或金属导丝，介入医疗器械基体可以为镍钛合金、钴基合金或不锈钢材料，但不限于此。本发明通过在所述器械基体上设置纳米银镀层，可以使该血管介入医疗器械能够在保证不发生血栓和再狭窄的情况下不会在晚期或超晚期出现血栓问题。

以血管支架为例，本发明提供的血管支架，在原有血管支架基体表面附着有纳米银，所述纳米银具有抗凝血和加速内皮化作用。纳米银的粒子比较小，粒径大小不一，大约为1nm～100nm，支架表面的镀层银的厚度约为5nm～100nm之间，银粒子具有大量的自由表面，支架表面被这些纳米级的银粒子包覆，因此具有优秀的抗凝血作用，从而避免了支架表面血栓形成；纳米级银粒子具有强大的吸附作用，能够迅速大量的吸附血液中的内皮细胞、胶原蛋白及纤维等物质并沉积，以致支架表面快速内皮化。而且，支架表面所附着的纳米银能够通过表面修饰引入正电荷，而细胞表面通常带有负电荷，因此有利于吸附细胞，加快支架表面快速内皮化。完整的内皮化能有效地抑制平滑肌增生，不仅防止了支架内再狭窄，而且也避免了晚期或超晚期出现血栓问题。

因此，在表面附着有纳米银的血管支架相比传统的血管支架，不仅解决了支架植入体内出现的血栓和再狭窄问题，而且也避免了病人的病情在晚期或者超晚期时出现血栓问题。对于血管支架的材质，具体例子可以为镍钛合金，但本发明不限于此。

在所述血管支架基体上形成纳米银镀层时，可以使用电子束轰击、溅射镀、离子镀、激光烧蚀、电化学、光化学等方法。本发明主要介绍用电子束轰击和溅射镀方法在血管支架表面附着纳米银镀层，但是本发明并不限于此。

电子束轰击方法的基本原理为：在真空状态下，加速运动的电子以其本身具有的极高的能量在极短时间内轰击银靶材，产生银粒子，瞬间的能量转换和沉积，使银粒子附着于支架表面形成所需的纳米银镀层。

按照本发明，首先对工作室进行抽真空。抽真空可以使用本领域技术人员熟知的真空泵。工作室的真空度优选小于10Pa，更优选小于5Pa，最优选小于1Pa。

其次，开启高压电源电子枪，在真空室内产生强流脉冲电子束，所述强流脉冲电子束在电子束加速器的作用下加速运动。所述强流脉冲电子束加速器由冲击电压发生器、脉冲成形线与脉冲传输线和场致发射二极管组成。从冲击电压发生器输出的微秒级上升时间的高压脉冲经脉冲成形线成形为几十纳秒上升时间的高压脉冲，并由传输线输运至场致发射二极管，二极管起着将电磁能转变为电子束的能量的作用，从二极管出来的电子束具有了高的能量。具有较高能量的强流脉冲电子束轰击现有的银靶材，产生银粒子，瞬间的能量转换和沉积使银粒子附着于支架表面形成纳米银镀层。

强流脉冲电子束工作过程中，所使用的加速电压为10KV～40KV，产生电子束的能量密度为1J/cm²～10J/cm²，脉冲时间为1μs～20μs，脉冲频率为0.1Hz～0.5Hz，电子束流为1KA～20KA，最终制得的沉积层厚度为5nm～100nm。

另外，也可以采用磁控溅射方法在血管支架表面附着纳米银，磁控溅射方法的基本原理为：在真空状态下，加速的电子撞击氩原子使其电离，电离后的氩离子在电场的作用下加速飞向银靶材，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射，在溅射的粒子中，中性的银粒子沉积在支架上，使支架表面附着纳米银镀层。

磁控溅射方法也是首先对工作室进行抽真空。

其次，向工作室内充入所需的溅射气体，本发明中采用高纯度的Ar气体作为溅射气体，优选的，Ar气体的纯度为99％，更优选的，Ar气体的纯度为99.99％。

再次，开启高压，由阴极发射出电子。由于本方法中在电场的垂直方向上设置有磁场，故阴极发射的电子在正交电磁场的共同作用下运动，其运动方向为垂直于电场和磁场方向所组成的平面。电子一边在电场的作用下加速，一边受磁场洛伦兹力的影响而改变方向，所以电子的运动轨迹是在电场和磁场所组成的平面内螺旋前进的曲线。

螺旋前进的电子与氩原子发生碰撞，使氩原子电离为Ar⁺和电子。电离后的电子在电场的作用下飞向支架，Ar⁺在电场的作用下加速飞向银靶材，并以高能量轰击靶表面，使银靶材发生溅射，产生银粒子，所述银粒子中有Ag⁺、电子和中性的银粒子。所述中性的银粒子附着沉积在支架表面形成纳米银镀层。

本方法中，Ar原子电离产生的电子和银靶材溅射产生的电子统称为二次电子，二次电子和阴极发射的电子的作用一样，都是用来与Ar原子发生碰撞使之电离的。溅射过程中，所需的溅射功率一般为40W～60W，一次溅射大约可形成厚度为5nm、粒径大小为1nm～3nm的纳米银表面，多次溅射可形成多层纳米银镀层。

以下以具体实施例说明本发明提供的表面覆盖有纳米银镀层的血管介入医疗器械的制备方法。

实施例1

本实施例采用强流脉冲电子束方法在血管支架表面附着纳米银镀层，具体实施步骤为：

步骤101：对工作室进行抽真空。

采用真空泵对工作室进行抽真空，本例中工作室的气压抽至5Pa。

步骤102：在真空室内产生强流脉冲电子束并加速所述脉冲电子束。

开启高压电源电子枪，在真空室内产生强流脉冲电子束，所述强流脉冲电子束在电子束加速器的作用下加速运动。

本实施例中所使用的加速电压为20KV，产生强流脉冲电子束的能量密度为5J/cm²，脉冲时间为10μs，脉冲频率为0.3Hz，电子束流为10KA。

步骤103：加速后的强流脉冲电子束轰击银靶材，产生银粒子。

具有较高能量的强流脉冲电子束轰击现有的银靶材，在银靶材表面产生高温现象，生成银粒子，所述银粒子中有正电荷、负电荷和中性的原子或分子。

步骤104：中性的银粒子在血管支架表面沉积附着，形成所需的纳米银镀层。

本例中所述血管支架基体为镍钛合金材料的支架。被强流脉冲电子束轰击而产生的高能量的中性银粒子在所述镍钛合金表面沉积，形成附着于血管支架表面的纳米银镀层。

本实施例中制得的纳米银镀层的厚度为25nm，银粒子的粒径大小为15nm。

实施例2

本实施例采用磁控溅射方法在血管支架表面附着纳米银镀层，具体实施步骤如下：

步骤201：对工作室进行抽真空。

采用真空泵对工作室进行抽真空，本例中工作室的气压抽至5Pa。

步骤202：向工作室内充入高纯度的氩(Ar)气体。

向工作室内充入纯度为99.99％的Ar气体作为溅射气体。

步骤203：电子与氩原子发生碰撞，使氩原子发生电离。

Ar⁺在电场的作用下加速飞向银靶材，并以高能量轰击靶表面，使银靶材发生溅射，产生银粒子，所述银粒子中有Ag⁺、电子和中性的银粒子，中性的银粒子在血管滤器表面沉积附着，形成所需的纳米银镀层。

本例中所述血管滤器基体也是镍钛合金材料的支架。具有高能量的中性银粒子在所述镍钛合金表面沉积，形成附着于血管滤器表面的纳米银镀层。

本实施例中所使用的溅射功率为50W，共溅射了5次，最终形成纳米银镀层的厚度为25nm，银粒子的粒径大小为10nm。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种血管介入医疗器械，由金属材料制成，其特征在于，包括：器械基体和覆盖在所述器械基体上的纳米银镀层。

2.根据权利要求1所述的医疗器械，其特征在于，所述纳米银镀层中纳米银的粒径大小为1nm～100nm。

3.根据权利要求2所述的医疗器械，其特征在于，所述纳米银镀层中纳米银的粒径大小为10nm～30nm。

4.根据权利要求1所述的医疗器械，其特征在于，所述纳米银镀层的厚度为5nm～100nm。

5.根据权利要求4所述的医疗器械，其特征在于，所述纳米银镀层的厚度为10nm～30nm。

6.根据权利要求1所述的医疗器械，其特征在于，所述医疗器械包括覆膜支架、血栓过滤器、血管远端保护器、取栓器或金属导丝。

7.一种制备权利要求1至6任一项所述的血管介入医疗器械的方法，其特征在于，包括：

产生强流脉冲电子束并加速所述脉冲电子束；

用所述脉冲电子束轰击银靶材，产生银粒子，所述银粒子附着在血管支架基体表面形成纳米银镀层。

8.根据权利要7所述的方法，其特征在于，所述脉冲电子束的加速电压为10KV～40KV，能量密度为1J/cm²～10J/cm²，脉冲时间为1μs～20μs，脉冲频率为0.1Hz～0.5Hz，电子束流为1KA～20KA。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述脉冲电子束的加速电压为20KV～25KV，能量密度为4J/cm²～6J/cm²，脉冲时间为8μs～12μs，脉冲频率为0.2Hz～0.3Hz，电子束流为8KA～12KA。

10.一种制备权利要求1至6任一项所述的血管介入医疗器械的方法，其特征在于，包括：

在磁控溅射室内，以Ar气体作为溅射气体，电离所述溅射气体产生氩离子；

用氩离子轰击银靶材，产生银粒子，所述银粒子附着在血管支架基体表面形成纳米银镀层。