CN107898539A - 一种胞元结构及由其组成的多边形负泊松比手性血管支架 - Google Patents

一种胞元结构及由其组成的多边形负泊松比手性血管支架 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种胞元结构及由其组成的多边形负泊松比手性血管支架，包括三韧带胞元、四韧带胞元和六韧带胞元以及由其组成的筒状结构。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1)该手性支架能够适当适应血管的变形，减少因变形不同步产生的不相容性，从而增加了临床治疗的可靠性；2)该多边形手性血管支架能提供良好的支撑力，具有非常好的压缩性能，并且可以通过沿着支架的轴向和圆周方向调节胞元的间隔来控制轴向和环向变形，以满足柔顺性要求；3)通过调节胞元的几何参数，能够更加容易掌控支架的力学特性，从而匹配不同特征的血管，使得支架在人体部位适用的范围更广。

Description

一种胞元结构及由其组成的多边形负泊松比手性血管支架
技术领域
本发明涉及一种胞元结构及血管支架，具体涉及到一种胞元结构及由其组成的多边形负泊松比手性血管支架，属于医疗器械技术领域。
背景技术
据《中国心血管病报告2016》发布，目前心血管病死亡占城乡居民总死亡原因的首位，农村为45.01％，城市为42.61％。我国心血管病危险因素流行趋势明显，今后10年心血管病患病人数仍将快速增长。且心血管病死亡率高于肿瘤等疾病，持续居于首位。人体血管由血管壁包围管腔而成，血管壁有三层膜组成，分别为内膜，中膜和外膜。而血管内壁由于多种原因会发生胆固醇等脂质积聚，呈现黄色粥样斑块，最终导致血管发生硬化，即动脉粥样硬化。
动脉粥样硬化经常发生在冠状动脉、脑动脉、主动脉和肾动脉，引起上述动脉管腔变狭窄甚至闭塞，引发所供应的器官供血障碍，导致这些器官发生缺血性病理变化。据统计，动脉粥样硬化所导致的心脑血管堵塞疾病是造成人类死亡的主要因素。
血液在血管中流动产生的血流机械作用力对血管壁的作用称为机械刺激，血管壁对这种刺激所产生的反应即为机械应激，机械应激能够导致血管壁结构及功能发生改变，例如导致平滑肌细胞迁移，这是动脉粥样硬化发生的重要因素。
为克服以往治疗动脉粥样硬化给血管带来的不利影响，支架植入渐渐成为主流。支架植入到血管病变部位后可以对血管起永久支撑的作用或根据需要仅在血管功能修复时间内提供适当的支撑力，改善病变部位的血流状况。然而，不同的支架胞元结构、支架胞元结构的不同排列组合对整体血管支架的轴向以及径向回弹率、柔顺性、支撑力的可靠性等有决定性影响。支架性能和设计无疑是支架手术临床效果诸多因素中的关键因素。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种胞元结构及由其组成的多边形负泊松比手性血管支架。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种胞元结构，包括环形的圆环形角点以及与所述圆形角点相切的至少三条韧带；
其中，所述韧带以所述圆形角点圆心阵列式分布；
相邻两个所述韧带之间的夹角θ小于或等于90°。
进一步，所述圆形角点半径为0.1-0.25毫米。
进一步，所述圆形角点和韧带的壁厚为0.05-0.1毫米。
进一步，所述圆形角点和所述韧带的轴向壁宽为0.05-0.1毫米。
一种由三韧带胞元组成的负泊松比手性血管支架，包括三韧带胞元和所述三韧带胞元的镜像胞元；
所述三韧带胞元和其镜像胞元在轴向和环向周期排列组成三韧带筒状结构；
所述三韧带筒状结构一端与第一圆环固定连接，所述三韧带筒状结构另一端与第二圆环固定连接。
一种由四韧带胞元组成的负泊松比手性血管支架，包括四韧带胞元和所述四韧带胞元的镜像胞元；
所述四韧带胞元和其镜像胞元在轴向和环向周期排列组成四韧带筒状结构；
所述四韧带筒状结构一端与第一圆环固定连接，所述四韧带筒状结构另一端与第二圆环固定连接。
一种由六韧带胞元结构组成的负泊松比手性血管支架，包括六韧带胞元，所述六韧带胞元在轴向和环向周期排列组成六韧带筒状结构；
所述六韧带筒状结构一端与第一圆环固定连接，所述六韧带筒状结构另一端与第二圆环固定连接。
一种由胞元结构所组成的负泊松比手性血管支架的制造材料，所述制造材料为钛合金，5级，Ti-6Al-4V，3.7165，R56400，弹性模量Ec＝120GPa，泊松比ν＝0.32，密度ρ＝4.4g/cm3。
一种由胞元结构所组成的负泊松比手性血管支架，所述支架为自膨胀式支架。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1)该多边形手性血管支架具有负的泊松比(即拉胀性)，而动脉内皮因为压力血流受到壁面剪切和环向应变时，也具有负的泊松比，因此，该手性支架能够适当适应血管的变形，减少因变形不同步产生的不相容性，从而增加了临床治疗的可靠性；2)该多边形手性血管支架能提供良好的支撑力，具有非常好的压缩性能，并且可以通过沿着支架的轴向和圆周方向调节胞元的间隔来控制轴向和环向变形，以满足柔顺性要求；3)通过调节胞元的几何参数，能够更加容易掌控支架的力学特性，从而匹配不同特征的血管，使得支架在人体部位适用的范围更广。
附图说明
图1是本发明中六韧带手性血管支架的胞元结构示意图；
图2是本发明中三韧带手性血管支架的整体结构示意图；
图3是本发明中四韧带手性血管支架的整体结构示意图；
图4是本发明中六韧带手性血管支架的整体结构示意图；
图中：1、圆形角点，2、韧带，θ、夹角，3、第一圆环，4、三韧带胞元，5、第二圆环，6、四韧带胞元，7、六韧带胞元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示：一种胞元结构，包括环形的圆形角点1以及与所述圆形角点1相切的至少三条韧带2；
其中，所述韧带2以所述圆形角点1圆心阵列式分布；
相邻两个所述韧带2之间的夹角θ小于或等于90°。
所述圆形角点1半径为0.1-0.25毫米。圆形角点1作为各韧带的连接点，其半径不易过小，原因是圆形角点对整体支架强度有重要作用，其半径也不易过大，半径过大会增加支架与血管壁的表面比，易引发一些不可预见的并发症状。
所述圆形角点1和韧带2的壁厚为0.05-0.1毫米。壁太薄径向的支撑强度会减弱，起不到扩张血管的作用；壁太厚会造成支架扩张的困难。
所述圆形角点1轴向壁宽和所述韧带2的壁宽为0.05-0.1毫米。
如图2所示：一种由三韧带胞元组成的负泊松比手性血管支架，包括三韧带胞元4和所述三韧带胞元4的镜像胞元；
所述三韧带胞元4和其镜像胞元在轴向和环向周期排列组成三韧带筒状结构；
所述三韧带筒状结构一端与第一圆环3固定连接，所述三韧带筒状结构另一端与第二圆环5固定连接。
由于三韧带阵列分布于三韧带胞元上，所以相邻两韧带之间的锐角夹角θ为六十度。
如图3所示：一种由四韧带胞元组成的负泊松比手性血管支架，包括四韧带胞元6和所述四韧带胞元6的镜像胞元；
所述四韧带胞元6和其镜像胞元在轴向和环向周期排列组成四韧带筒状结构；
所述四韧带筒状结构一端与第一圆环3固定连接，所述四韧带筒状结构另一端与第二圆环5固定连接。
由于四韧带阵列分布于四韧带胞元上，所以相邻两韧带之间的夹角θ为九十度。
如图4所示：一种由六韧带胞元结构组成的负泊松比手性血管支架，包括六韧带胞元7，所述六韧带胞元7在轴向和环向周期排列组成六韧带筒状结构；
所述六韧带筒状结构一端与第一圆环3固定连接，所述六韧带筒状结构另一端与第二圆环5固定连接。
由于六韧带阵列分布于六韧带胞元上，所以相邻两韧带之间的夹角θ为六十度。
需要进一步解释，两个相邻韧带胞元(三韧带、四韧带或六韧带)，在环向上，两韧带胞元之间的间距(相邻两韧带胞元的圆心之间距离)取决于病变血管处的直径，称之为环向间距；在轴向上，两韧带胞元之间的轴向间距(相邻两韧带胞元的圆心之间距离)是受环向间距制约的。
无论是由三韧带胞元4、四韧带胞元6还是六韧带胞元7组成的筒状结构，它们在轴向的总个数由血管患病部位的长度决定，同时又要考虑支架本身的支撑强度要求和植入时柔韧性等因素要求，一般轴向的总个数大于四个；一般而言，健康血管的直径为3-4毫米，因此三韧带胞元、四刃带胞元或六韧带胞元沿着动脉血管环向的周期个数范围为6-12个。
一种由胞元结构所组成的负泊松比手性血管支架的制造材料，由于该支架作为人体医用材料，对支架各方面性能都提出了很高的要求，包括可靠的扩张性和力学持久性、良好的柔韧性和几何稳定性、尽可能小的外径，优异的血液相容性和耐蚀性，而支架上述特性都依赖于材料的力学和物理特性、因此，选用的制造材料为钛合金，5级，Ti-6Al-4V，3.7165，R56400，弹性模量Ec＝120GPa，泊松比ν＝0.32，密度ρ＝4.4g/cm3，符合上述要求。该种材料应用于三韧带胞元4、四韧带胞元6、六韧带胞元7以及第一圆环3和第二圆环5。
一种由胞元结构所组成的负泊松比手性血管支架，该具有负泊松比的血管支架可以是由三韧带胞元组成的血管支架，也可以是由四韧带胞元组成的血管支架，或是由六韧带胞元组成的血管支架，这三种支架均为自膨胀式支架。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种胞元结构，其特征在于：包括环形的圆形角点(1)以及与所述圆形角点(1)相切的至少三条韧带(2)；
其中，所述韧带(2)以所述圆形角点(1)圆心阵列式分布；
相邻两个所述韧带(2)之间的夹角θ小于或等于90°。
2.根据权利要求1所述的一种胞元结构，其特征在于：所述圆形角点(1)半径为0.1-0.25毫米。
3.根据权利要求1所述的一种胞元结构，其特征在于：所述圆形角点(1)和韧带(2)的壁厚为0.05-0.1毫米。
4.根据权利要求1所述的一种胞元结构，其特征在于：所述圆形角点(1)和所述韧带(2)的轴向壁宽为0.05-0.1毫米。
5.一种由三韧带胞元组成的负泊松比手性血管支架，其特征在于：包括三韧带胞元(4)和所述三韧带胞元(4)的镜像胞元；
所述三韧带胞元(4)和其镜像胞元在轴向和环向周期排列组成三韧带筒状结构；
所述三韧带筒状结构一端与第一圆环(3)固定连接，所述三韧带筒状结构另一端与第二圆环(5)固定连接。
6.一种由四韧带胞元组成的负泊松比手性血管支架，其特征在于：包括四韧带胞元(6)和所述四韧带胞元(6)的镜像胞元；
所述四韧带胞元(6)和其镜像胞元在轴向和环向周期排列组成四韧带筒状结构；
所述四韧带筒状结构一端与第一圆环(3)固定连接，所述四韧带筒状结构另一端与第二圆环(5)固定连接。
7.一种由六韧带胞元结构组成的负泊松比手性血管支架，其特征在于：包括六韧带胞元(7)，所述六韧带胞元(7)在轴向和环向周期排列组成六韧带筒状结构；
所述六韧带筒状结构一端与第一圆环(3)固定连接，所述六韧带筒状结构另一端与第二圆环(5)固定连接。
8.一种由胞元结构所组成的负泊松比手性血管支架的制造材料，其特征在于：所述制造材料为钛合金，5级，Ti-6Al-4V，3.7165，R56400，弹性模量Ec＝120GPa，泊松比ν＝0.32，密度ρ＝4.4g/cm3。
9.一种由胞元结构所组成的负泊松比手性血管支架，其特征在于：所述支架为自膨胀式支架。
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