CN105030393A - 纳米金膜记忆合金食管支架及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种具有光热治疗功能的纳米金膜记忆合金食管支架，通过在记忆性合金丝表面修饰的具有还原性功能的高分子材料，在碱性条件下原位表面还原氯金酸的方法制备而成。本发明方法采用独特纳米金表面包覆的方法，纳米金材料安全、无毒，包覆过程简单快速；光热热效率高，可反复使用多次；本发明可用于各种形状及其他各型的镍钛合金支架，如胆道支架，肠道支架，泌尿道支架、气管支架等。

Description

纳米金膜记忆合金食管支架及其制备方法

技术领域

本发明医疗器械技术领域，主要涉及一种光热治疗支架及其制备方法。

背景技术

我国食管癌高发国家，其发病率高于欧美国家约20-30倍，位居癌症致死的第四位。手术是治疗食管癌的首要方法，然而但大约有60％以上的患者在就诊时已属中晚期，基本失去了外科手术的治疗时机。对于食管癌中晚期患者来说，食管恶性狭窄造成的吞咽困难是影响患者生存时间及生存质量的重要因素。因长期不能进水和食物，加上肿瘤的消耗，营养状况极差，极易出现低蛋白血症、电解质紊乱等并发症，因此尽快解决患者食管梗阻，重建营养通道，让患者进食，改善营养状况是改善病人基本症状和维持后续治疗的首要考量。

自1983年Frimberger应用自膨胀支架治疗食管癌狭窄以来，食管内支架作为姑息性解决癌性狭窄的作用逐步得以肯定。支架的物理扩撑可以快速、显著改善患者的吞咽困难症状、重建营养通道，增强患者的生活自理能力和战胜疾病的信心。目前自膨式支架发展出无覆膜与覆膜支架两种，临床大样本分析表明，无覆膜与有覆膜支架治疗消化道狭窄，在植入成功率，解除梗阻及提高生存率方面无明显差异。无覆膜支架对食管贲门部体、坏死物及血液等引流较为理想，但肿瘤易经网眼侵入生长(ingrowth)。而覆膜支架可以抑制肿瘤网眼内生长，但是局部引流不畅或上部扩张不全，易造成潴留液积聚，糜烂、溃疡、甚至出血、穿孔等，同时覆膜支架的支架移位、脱落风险较高。然而无论是无覆膜还是有覆膜支架，其治疗狭窄的原理都是仅仅依靠物理扩张作用，不能对肿瘤本身的发展进程产生任何影响，从根本上无法解决肿瘤再生长所造成的在狭窄问题。

因此，发明一种能同时对官腔恶性病变进行物理支撑和治疗的双功能支架，对于改善病人生存条件至关重要。目前，国内外尚无光热治疗支架的制备方法。

发明内容

发明目的

本发明涉及一种移动式近红外成像装置，该装置可以方便地用于近红外荧光成像，借助常规造影剂即可实现在无创前提下快速检测和定位深层肿瘤、血管等，且无需特定的暗室条件。

技术方案

一种具有光热治疗功能的纳米金膜记忆合金食管支架，其特征在于：包括支架，支架的表面覆盖有纳米金膜，支架是由镍钛合金丝编织而成的柱状网格状支架。

纳米金膜是通过合金丝表面修饰的具有吸附纳米金粒子功能的高分子材料在碱性条件下还原氯金酸制备纳米金膜的方法制备而成。

高分子材料是指带有氨基的聚多巴胺。

纳米金膜的厚度控制在为5-30nm。

一种如上所述具有光热治疗功能的纳米金膜记忆合金食管支架的制备方法，其特征在于：步骤如下：

首先对镍钛合金支架进行表面净化处理后，浸没在丙酮溶液中，振荡24小时；然后取出支架浸没在Tris-Buffer(pH＝9)中，振荡洗涤5小时，加入800mg多巴胺；保持振荡，反应2天后；重新取出支架，再次浸没在Tris-Buffer(pH＝9)中，缓慢加入500-900mg多巴胺，继续反应2天；取出合金支架，用去离子水洗涤3次后，浸没在乙二醇溶液中，然后加入200-400mg氯铂酸，振荡5小时；然后置于油浴锅中，加热至100-110℃；反应3小时后，取出支架，用去离子水重复洗涤三次；然后将合金支架浸没在去离子水中，加入300-600mg羟氨，搅拌20分钟；随后，逐滴加入50-2500毫克三水合氯金酸(HAuCl₄ ^.3H₂O)溶液；反应12小时后，用去离子水洗涤支架，使支架表面覆盖一层致密的纳米金膜。

优点及效果

(1)采用独特纳米金表面包覆的方法，纳米金材料安全、无毒，包覆过程简单快速。

(2)有别于目前放射治疗支架及药物支架，本支架采用物理光热治疗方法，无放射性污染，材料安全，热效率高，可反复使用多次。

(3)本发明所发明的纳米金包覆方法可用于各种形状及其他各型的镍钛合金支架，如胆道支架，肠道支架，泌尿道支架、气管支架等。

(4)可在支架表面均匀的覆盖一层均匀厚度致密的的纳米金膜，其厚度可以随意调控。经纳米金包裹的镍钛合金支架材料不仅具备普通支架的物理支撑治疗，还具备新型光热治疗效果。

(5)纳米金镍钛合金丝可进行多次反复激光照射，而升温依旧保持，光热治疗效果不变。

(6)制备出的纳米金镍钛合金丝可用于所有类型和大小的镍钛合金支架，制备速度快，方法简单。

附图说明

图1是未经处理纳米金膜镍钛支架丝支架示意图。

图2是纳米金膜包裹的支架丝支架示意图。

图3是纳米金膜镍钛支架扫描电镜图。

图4是图3的局部放大图。

图5是纳米金膜镍钛金属丝在808nm近红外激光照射支架及在水溶液中的升温图像及曲线。其中a为升温图像，b为升温曲线。

从图中可以看出，经808nm(0.5W/cm²)激光照射支架，其表面温度可以迅速升高到125℃在3min以内。将支架表面浸没在水中，经激光照射(0.5W/cm²)，水溶液的温度可以迅速达到100℃。

图6是纳米金膜支架在808nm激光照射后的示意图。808nm激光照射几个周期以后，支架的结构没有明显的变化，而且光热效果具有很好的重复性。

图7是808nm激光下5分钟，经光热材料镀膜后的镍钛金属支架丝对猪肉的灼烧效果图，横向(左)，纵向(右)。将纳米金膜包覆的金丝插入或者放在猪肉表面，经808纳米(0.5W/cm²)激光照射3min后，猪肉被烧伤，由于镍钛丝表面的高温。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：

具有新结构和新性能的多功能纳米金壳或者金膜是近年来一直致力发展的新型抗肿瘤纳米材料之一。该材料纳米金壳以其物理化学性质—等离子体共振性质为基础，经近红外激光照射，可将近红外激光光能转化为热能，高效低毒杀死肿瘤细胞。将纳米浸没包覆在支架表面，控制一定的厚度，在激光照射下，纳米金膜表面会迅速升高，从而使周围环境温度升高，用于杀死癌细胞。由于纳米金膜的光热稳定性，其在体内可以稳定存在，而且光热效果具有重复性，以达到长期治疗的作用。

本发明制备出了一种具有光热治疗功能的纳米金膜记忆合金食管支架，包括支架，支架的表面覆盖有纳米金膜，支架是由镍钛合金丝编织而成的柱状网格状支架。

纳米金膜是通过合金丝表面修饰的具有吸附纳米金粒子功能的高分子材料在碱性条件下还原氯金酸制备纳米金膜的方法制备而成。

高分子材料是指带有氨基的聚多巴胺。

纳米金膜的厚度控制在为5-30nm，是致密的纳米金膜，抗氧化，耐腐蚀，稳定性高，不易脱落。并且具有较高的柔韧性，易于再加工及定形。纳米金膜在近红外波段有较高的光吸收和优良的光热转换效率，可快速提升纳米金表面的温度，用于杀伤周围组织。光热效率可以通过调整纳米金膜的厚度或者激光照射的强度和时间来控制。由于其最大紫外吸收是在近红外区，其光热效果可以用近红外光照射，可以提高照射的深度。

所述支架具备物理支撑及光热治疗双重效果；光热治疗是通过支架表面附着的纳米金膜，在近红外光照射下产生的光热效果实现的。

一种如上所述具有光热治疗功能的纳米金膜记忆合金食管支架的制备方法，步骤如下：

首先对镍钛合金支架进行表面净化处理后，浸没在丙酮溶液中，振荡24小时；然后取出支架浸没在Tris-Buffer(pH＝9)中，振荡洗涤5小时，加入800mg多巴胺；保持振荡，反应2天后；重新取出支架，再次浸没在Tris-Buffer(pH＝9)中，缓慢加入500-900mg多巴胺，继续反应2天；取出合金支架，用去离子水洗涤3次后，浸没在乙二醇溶液中，然后加入200-400mg氯铂酸，振荡5小时；然后置于油浴锅中，加热至100-110℃；反应3小时后，取出支架，用去离子水重复洗涤三次；然后将合金支架浸没在去离子水中，加入300-600mg羟氨，搅拌20分钟；随后，逐滴加入50-2500毫克三水合氯金酸(HAuCl₄ ^.3H₂O)溶液；反应12小时后，用去离子水洗涤支架，使支架表面覆盖一层致密的纳米金膜。

所述的光热治疗原理是通过近红外纳米激光照射支架表面的纳米金膜之后产生的光热效果。可以利用合金表面的纳米金膜在近红外波段较高的光吸收面和优良的光热转换效率，来升高纳米金表面的温度，用于杀伤周围不健康的组织。在该纳米金膜包覆的支架中，单根纳米金膜镍钛合金丝立体杀伤区域大于5mm×5mm×5mm。

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：

实施例1：

制备5nm厚度的纳米金膜的具体步骤：首先对镍钛合金支架进行表面净化处理，浸没在丙酮溶液中，振荡24小时。然后取出支架重新浸没在Tris-Buffer(pH＝9)中，振荡洗涤5小时，加入800毫克多巴胺，保持振荡，反应2天后，重新取出支架，再次浸没在Tris-Buffer(pH＝9)中，缓慢加入900mg多巴胺，继续反应2天。取出合金支架，用去离子水洗涤3次后，浸没在乙二醇溶液中，然后加入300mg氯铂酸，振荡5小时。然后置于油浴锅中，加热至100℃。反应3小时后，取出支架，用去离子水重复洗涤三次。然后将合金支架浸没在去离子水中，加入300mg羟氨，搅拌20分钟。随后，逐滴加入20mL10mg/mL三水合氯金酸(HAuCl₄ ^.3H₂O)溶液。反应12小时候，用去离子水洗涤支架。从而使支架表面覆盖一层5nm厚的致密的纳米金膜。

实施例2：

制备10nm厚度的纳米金膜的具体步骤：首先对镍钛合金支架进行表面净化处理，浸没在丙酮溶液中，振荡24小时。然后取出支架重新浸没在Tris-Buffer(pH＝9)中，振荡洗涤5小时，加800mg多巴胺。保持振荡，使其反应2天后。重新取出支架，再次浸没在Tris-Buffer(pH＝9)中，缓慢加入900mg多巴胺，继续反应2天。取出合金支架，用去离子水洗涤3次后，浸没在乙二醇溶液中，然后加入400mg氯铂酸，振荡5小时。然后置于油浴锅中，加热至100℃。反应3小时后，取出支架，用去离子水重复洗涤三次。然后将合金支架浸没在去离子水中，加入300mg羟氨，搅拌20分钟。随后，逐滴加入60mL10mg/mL三水合氯金酸(HAuCl₄ ^.3H₂O)溶液。反应12小时候，用去离子水洗涤支架。从而使支架表面覆盖一层10nm厚的致密的纳米金膜。

实施例3：

制备15nm厚度的纳米金膜的具体步骤：首先对镍钛合金支架进行表面净化处理，浸没在丙酮溶液中，振荡24小时。然后取出支架重新浸没在Tris-Buffer(pH＝9)中，振荡洗涤5小时，加入800mg多巴胺。保持振荡，反应2天后。重新取出支架，再次浸没在Tris-Buffer(pH＝9)中，缓慢加入600mg多巴胺，继续反应2天。取出合金支架，用去离子水洗涤3次后，浸没在乙二醇溶液中，然后加入200mg氯铂酸，振荡5小时。然后置于油浴锅中，加热至100℃。反应3小时后，取出支架，用去离子水重复洗涤三次。然后将合金支架浸没在去离子水中，加入500mg羟氨，搅拌20分钟。随后，逐滴加入80mL10mg/mL三水合氯金酸(HAuCl₄ ^.3H₂O)溶液。反应12小时候，用去离子水洗涤支架。从而使支架表面覆盖一层15nm厚的致密的纳米金膜。

实施例4：

制备20nm厚度的纳米金膜的具体步骤：首先对镍钛合金支架进行表面净化处理，浸没在丙酮溶液中，振荡24小时。然后取出支架重新浸没在Tris-Buffer(pH＝9)中，振荡洗涤5小时，加入800mg多巴胺。保持振荡，使其反应2天后。重新取出支架，再次浸没在Tris-Buffer(pH＝9)中，缓慢加入500mg多巴胺，继续反应2天。取出合金支架，用去离子水洗涤3次后，浸没在乙二醇溶液中，然后加入200mg氯铂酸，振荡5小时。然后置于油浴锅中，加热至110℃。反应3小时后，取出支架，用去离子水重复洗涤三次。然后将合金支架浸没在去离子水中，加入600mg羟氨，搅拌20分钟。随后，逐滴加入120mL10mg/mL氯金酸(HAuCl₄ ^.3H₂O)溶液。反应12小时候，用去离子水洗涤支架。从而使支架表面覆盖一层20nm厚的致密的纳米金膜。

实施例5：

制备25nm厚度的纳米金膜的具体步骤：首先对镍钛合金支架进行表面净化处理，浸没在丙酮溶液中，振荡24小时。然后取出支架重新浸没在Tris-Buffer(pH＝9)中，振荡洗涤5小时，加入800mg多巴胺。保持振荡，使其反应2天后。重新取出支架，再次浸没在Tris-Buffer(pH＝9)中，缓慢加入500mg多巴胺，继续反应2天。取出合金支架，用去离子水洗涤3次后，浸没在乙二醇溶液中，然后加入200mg氯铂酸，振荡5小时。然后置于油浴锅中，加热至110℃。反应3小时后，取出支架，用去离子水重复洗涤三次。然后将合金支架浸没在去离子水中，加入600mg羟氨，搅拌20分钟。随后，逐滴加入250mL10mg/mL氯金酸(HAuCl₄ ^.3H₂O)溶液。反应12小时候，用去离子水洗涤支架。从而使支架表面覆盖一层25nm厚的致密的纳米金膜。

本发明方法制备的记忆性支架，具备物理支撑及光热治疗双重效果；可用于各种形状及用途的记忆性金属支架。

Claims (5)

1.一种具有光热治疗功能的纳米金膜记忆合金食管支架，其特征在于：包括支架(1)，支架(1)的表面覆盖有纳米金膜(2)，支架(1)是由镍钛合金丝编织而成的柱状网格状支架。

2.根据权利要求1所述具有光热治疗功能的纳米金膜记忆合金食管支架，其特征在于：纳米金膜(2)是通过合金丝表面修饰的具有吸附纳米金粒子功能的高分子材料(3)在碱性条件下还原氯金酸制备纳米金膜的方法制备而成。

3.根据权利要求2所述具有光热治疗功能的纳米金膜记忆合金食管支架，其特征在于：高分子材料(3)是指带有氨基的聚多巴胺。

4.根据权利要求1所述具有光热治疗功能的纳米金膜记忆合金食管支架，其特征在于：纳米金膜(2)的厚度控制在为5-30nm。

5.一种如权利要求1所述具有光热治疗功能的纳米金膜记忆合金食管支架的制备方法，其特征在于：步骤如下：

首先对镍钛合金支架进行表面净化处理后，浸没在丙酮溶液中，振荡24小时；然后取出支架浸没在Tris-Buffer(pH＝9)中，振荡洗涤5小时，加入800mg多巴胺；保持振荡，反应2天后；重新取出支架，再次浸没在Tris-Buffer(pH＝9)中，缓慢加入500-900mg多巴胺，继续反应2天；取出合金支架，用去离子水洗涤3次后，浸没在乙二醇溶液中，然后加入200-400mg氯铂酸，振荡5小时；然后置于油浴锅中，加热至100-110℃；反应3小时后，取出支架，用去离子水重复洗涤三次；然后将合金支架浸没在去离子水中，加入300-600mg羟氨，搅拌20分钟；随后，逐滴加入50-2500毫克三水合氯金酸(HAuCl₄ ^.3H₂O)溶液；反应12小时后，用去离子水洗涤支架，使支架表面覆盖一层致密的纳米金膜。