CN106491241A - 一种主动脉覆膜支架的成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种主动脉覆膜支架的成型方法。该方法包括如下步骤：获取主动脉的影像，根据影像提取所述主动脉的三维模型；沿三维模型的主动脉的轴向方向，提取主动脉的直径特征；根据提取的直径特征重构主动脉血管模型；根据主动脉血管模型，3D打印水溶性血管内芯；在水溶性血管内芯的表面浸涂高分子薄膜；在经处理后的水溶性血管内芯外螺旋编织金属网，作为金属支架；5)将高分子薄膜与金属支架粘结后去除水溶性血管内芯即得。本发明基于3D打印技术，可以根据患者胸降主动脉实际尺寸高效、准确地制造覆膜血管支架，可有效解决现有等直径血管支架与患者体内真实血管尺寸不匹配的缺陷，为治疗急性血管动脉瘤提供了有效的医疗手段，具有重要的临床价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种主动脉覆膜支架的成型方法，属于生物医用材料领域。
背景技术
胸降主动脉瘤疾病包括主动脉夹层和主动脉瘤，自然死亡率极高。目前腔内隔绝术已获得广泛推广并成为治疗降主动脉扩张性疾病的有效手段。腔内隔绝治疗的关键在于覆膜支架系统的有效性。现有覆膜支架最主要问题是“均为标配设计”，导致其对血管走行的几何顺应性较差，不能有效的满足匹配个体病变的特征(如主动脉迂曲、病变变径较大等)，导致部分受治个体贴壁不良而出现内漏以及支架远端应力过大以致撕裂内膜导致治疗失败；个体化支架的制作在临床上虽然可行，但现有工艺历时较长，不能及时用于患者的治疗而无法广泛开展。3D打印技术针对主动脉疾病已经成功的进行模型打印，获得了更为全面和直观的解剖信息，但基于此的覆膜支架工艺制作的研究还很少，而且制作过程较难避免有毒物质。
发明内容
本发明的目的是提供一种主动脉覆膜支架的成型方法，本发明成型方法基于3D打印技术和可控沉积技术制作个性化(包括变径、弧度、支撑力)全程无毒化的一体式主动脉覆膜支架，因此可以根据患者胸降主动脉实际尺寸高效、准确地制造覆膜血管支架。
本发明所提供的主动脉覆膜支架的成型方法，包括如下步骤：
1)获取主动脉的影像，根据所述影像提取所述主动脉的三维模型；沿所述三维模型的所述主动脉的轴向方向，提取所述主动脉的直径特征；
2)根据提取的所述直径特征重构主动脉血管模型；根据所述主动脉血管模型，3D打印水溶性血管内芯；
3)在所述水溶性血管内芯的表面浸涂高分子薄膜；
4)在经步骤3)处理后的所述水溶性血管内芯外螺旋编织金属网，作为金属支架；
5)将所述高分子薄膜与所述金属支架粘结后去除所述水溶性血管内芯，即得到主动脉覆膜支架。
上述的成型方法中，步骤1)中，获取所述影像的方式可为CT(电子计算机断层扫描)、NMRI(核磁共振成像)和血管造影中任一种；
步骤1)中，可根据Mimics10.1软件提取所述三维模型；
每隔5～15mm提取所述主动脉的直径特征，如每隔10mm。
上述的成型方法中，步骤2)中，所述3D打印采用的水溶性材料可为聚乙烯醇(PVA)或蔗糖等，
一般采用分子量为11万～13万的水溶性材料。
上述的成型方法中，步骤3)中，所述高分子薄膜的材质为生物医用高分子，所述生物医用高分子可为聚氨酯(PU)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)等；
一般采用分子量为10万～30万的所述生物医用高分子；
采用浸渍提拉法浸涂所述高分子薄膜。
上述的成型方法中，所述浸渍提拉法的条件如下：
溶液为所述生物医用高分子的四氢呋喃溶液、二氯甲烷溶液或丙酮溶液等，其质量-体积浓度可为5.0～15.0g/mL，如采用12.5g/mL的聚氨酯的四氢呋喃溶液；
浸渍提拉的次数可为4～5次；
每次浸渍的时间间隔可为10～15min，如15min；
提拉的速度可为5～10mm/s，如8mm/s。
上述的成型方法中，步骤4)中，采用螺旋编织的方式编织所述金属支架；
采用镍钛合金丝编织所述金属支架；
所述镍钛合金丝经下述定型处理：
在所述镍钛合金丝的奥氏体相变温度之下，将所述镍钛合金丝缠绕在定型模具上，然后在500℃下进行定型处理，经水淬即可；
所述定型处理的时间可为20～30min，如25min；
所述定向模具可采用不锈钢材质；
所述定型模具与所述水溶性血管内芯的形状和尺寸均一致，尺寸指直径和高度。
上述的成型方法中，步骤5)中，粘结所述高分子薄膜与所述金属支架的方法如下：
在所述金属支架外喷涂或浸渍高分子的四氢呋喃溶液或二氯甲烷溶液，其质量-体积浓度可为5.0～15.0g/mL，如采用12.5g/mL的聚氨酯的四氢呋喃；
所述高分子可为聚氨酯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)等，
一般采用分子量为10W～30W的所述高分子。
上述的成型方法中，步骤5)中，采用水中溶解的方式去除所述水溶性血管内芯，如在室温(20～25℃)下溶解1～2小时即可。
本发明成型方法可根据根据主动脉夹层患者真实CT图像个性化制造血管覆膜支架，基于3D打印技术，可以根据患者胸降主动脉实际尺寸高效、准确地制造覆膜血管支架，可有效解决现有等直径血管支架与患者体内真实血管尺寸不匹配的缺陷，有效防止内漏和支架撑破血管的情况，为治疗急性血管动脉瘤提供了有效的医疗手段，具有重要的临床价值。
附图说明
图1为本发明成型方法的流程图。
图2为真实主动脉模型与利用本发明方法织造的个性化覆膜血管支架的示意图，其中，图2(a)为胸降主动脉的模型，图2(b)为水溶性血管内芯的示意图，图2(c)为所织造的覆膜血管支架的示意图，图2(d)为用于定型NiTi合金丝的不锈钢支架。
图3为现有支架置于人体后失败案例的示意图。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
按照图1所示的流程图制造胸降主动脉覆膜支架，步骤如下：
(1)根据患者CT扫描图获取长度约为200mm的胸降主动脉影像，利用Mimics10.1软件提取血管三维模型，如图2(a)所示，沿血管的轴向方向，每隔10mm提取血管特征直径。
(2)根据提取的血管数据，利用CAD软件重构血管模型，3D打印出水溶性血管内芯，如图2(b)所示，水溶性材料为聚乙烯醇(PVA)，分子量为11W左右。
(3)生物高分子材料聚氨酯(PU，分子量为10W)与四氢呋喃(THF)按重量体积比w(g)/v(mL)＝12.5％(即12.5g/mL)配比，将水溶性血管内芯在溶液中8mm/s匀速提拉浸涂4次(每层膜厚约为0.015mm)，每次浸涂间隔15分钟，待四氢呋喃挥发完全后，获得聚氨酯薄膜。
(4)选择奥氏体相变温度在5～10℃以下的NiTi合金丝，在5℃的水浴下，将记忆合金丝缠绕在定型模具上，定型模具的示意图如图2(d)所示，其为不锈钢材质，其与上述制备的水溶性血管内芯的形状和尺寸(直径和高度)一致，然后在500℃下定型处理25min，水淬，获得定型好的记忆合金丝。
将经上述高温定型后的镍钛合金丝缠绕在聚氨酯薄膜外层，作为支架；
(5)在支架外层喷涂聚氨酯和四氢呋喃重量体积比(w(g)/v(mL))为12.5％的溶液，将镍钛合金支架与聚氨酯薄膜粘结；
(6)最后，将支架在20℃下置于水中约1.5小时，溶解掉水溶性血管内芯，干燥后，得到个性化主动脉覆膜支架，如图2(c)所示。
由上述实施例可以看出，本发明成型方法基于3D打印技术，可以根据患者血管形状个性化定制血管支架，避免出现因现有支架过细导致的内漏现象，或支架过粗撑破患者血管，导致治疗失败，如图3所示。
本发明成型方法克服了现有的标准化制造的支架存在的直径统一或存在特定锥度的缺陷，无法满足患者血管的顺应性要求的问题。
Claims (10)
1.一种主动脉覆膜支架的成型方法，包括如下步骤：
1)获取主动脉的影像，根据所述影像提取所述主动脉的三维模型；沿所述三维模型的所述主动脉的轴向方向，提取所述主动脉的直径特征；
2)根据提取的所述直径特征重构主动脉血管模型；根据所述主动脉血管模型，3D打印水溶性血管内芯；
3)在所述水溶性血管内芯的表面浸涂高分子薄膜；
4)在经步骤3)处理后的所述水溶性血管内芯外螺旋编织金属网，作为金属支架；
5)将所述高分子薄膜与所述金属支架粘结后去除所述水溶性血管内芯，即得到主动脉覆膜支架。
2.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于：步骤1)中，获取所述影像的方式为CT、NMRI和血管造影中任一种；
步骤1)中，根据Mimics10.1软件提取所述三维模型；
每隔5～15mm提取所述主动脉的直径特征。
3.根据权利要求1或2所述的成型方法，其特征在于：步骤2)中，所述3D打印采用的水溶性材料为聚乙烯醇或蔗糖。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的成型方法，其特征在于：步骤3)中，所述高分子薄膜的材质为生物医用高分子，所述生物医用高分子为聚氨酯或聚乳酸-羟基乙酸共聚物；
采用浸渍提拉法浸涂所述高分子薄膜。
5.根据权利要求4所述的成型方法，其特征在于：所述浸渍提拉法的条件如下：
溶液为所述生物医用高分子的四氢呋喃溶液、二氯甲烷溶液或丙酮溶液，其质量-体积浓度为5.0～15.0g/mL；
浸渍提拉的次数为4～5次；
每次浸渍的时间为10～15min；
提拉的速度为5～15mm/min。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的成型方法，其特征在于：步骤4)中，采用镍钛合金丝编织所述金属支架。
7.根据权利要求6所述的成型方法，其特征在于：所述镍钛合金丝经下述定型处理：
在所述镍钛合金丝的奥氏体相变温度之下，将所述镍钛合金丝缠绕在定型模具上，然后在500℃下进行定型处理，经水淬即可；
所述定型模具与所述水溶性血管内芯的形状和尺寸均一致。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的成型方法，其特征在于：步骤5)中，粘结所述高分子薄膜与所述金属支架的方法如下：
在所述金属支架外喷涂高分子的四氢呋喃溶液或二氯甲烷溶液；
所述高分子为聚氨酯或聚乳酸-羟基乙酸共聚物。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的成型方法，其特征在于：步骤5)中，采用水中溶解的方式去除所述水溶性血管内芯。
10.权利要求1-9中任一项所述方法制作的主动脉覆膜支架。
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