CN107981957A - 一种负泊松比手性内凹六边形混杂胞元血管支架 - Google Patents

一种负泊松比手性内凹六边形混杂胞元血管支架 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种负泊松比手性内凹六边形混杂胞元血管支架，包括圆环形角点和三根韧带，三根所述韧带之间等间距且与所述圆环形角点相切形成单个角点；单个所述角点进行镜像操作形成手性内凹六边形混杂周期性胞元；所述手性内凹六边形混杂周期性胞元沿着动脉支架环向周期性排列和沿着动脉支架轴向进行镜像和周期性排列形成手性内凹六边形混杂周期性胞元支架，该支架具有负泊松比特性，可以通过胞元结构参数调控去匹配血管壁内膜的力学特性，减少支架对血管壁生物组织的损伤，降低血管壁再狭窄的风险，促进血管壁生物组织再生。

Description

一种负泊松比手性内凹六边形混杂胞元血管支架
技术领域
本发明涉及生物医学工程、介入医学与工程技术领域，具体涉及一种负泊松比手性内凹六边形混杂胞元血管支架。
背景技术
据国内外研究表明，心血管疾病是造成世界范围内致残和死亡的重要原因之一，在各国都属于常见病、多发病，已成为威胁人类健康的首要杀手。我国心血管疾病患者已达2.9亿人，每5个成年人中就有1个心血管疾病患者。每年约350万人死于心血管病，每5例死亡者中就有2例死于心血管病，平均每10秒就有一人死于心血管病，高居我国所有疾病发病率、死亡率首位，形势严峻。
治疗动脉血管狭窄主要有药物治疗、冠状动脉搭桥和动脉支架等介入式治疗手段。在介入式治疗方式中，动脉搭桥手术的比例在下降，而支架介入治疗的比例在不断上升。不同的动脉支架胞元设计对血管支架的柔顺性、抗压性，甚至是手术后血管再狭窄、细胞内膜增生等都有着显著的影响。因此，改进在拉伸，压缩，弯曲，扭转和冲击载荷下支架的胞元结构对于提高支架的功能可靠性，如结构支撑，血流调节，药物输送效率改善等都是重要的。
动脉血管壁具有动脉外膜、中膜和内膜三层结构，其中血管内膜组织在周期性环向血液压力、血管壁剪切载荷下表现出负泊松比变形特性。普通支架与血管壁内膜的变形特性不匹配，会对血管壁生物组织造成损伤，增加了血管壁再狭窄发生的风险，为病人的长期健康带来不确定因素。由于支架将与动脉在脉动血流的循环压力以及血流引起的血管壁剪切应力作用下一起膨胀和收缩。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种负泊松比手性内凹六边形混杂胞元血管支架，能够减少支架对血管壁生物组织的损伤，促进动脉支架与血管壁内膜生物组织相融合，减少血管壁再狭窄的风险，进而促进临床血管壁生物组织再生。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明提供了一种负泊松比手性内凹六边形混杂胞元血管支架，包括圆环形角点和三根韧带，三根所述韧带之间等间距且与所述圆环形角点相切形成单个角点；单个所述角点进行镜像操作形成手性内凹六边形混杂周期性胞元；所述手性内凹六边形混杂周期性胞元沿着动脉支架环向周期性排列和沿着动脉支架轴向进行镜像和周期性排列形成手性内凹六边形混杂周期性胞元支架。
进一步，所述圆环形角点的半径r为0.1毫米～0.25毫米。
进一步，三根所述韧带之间的夹角θ为锐角。
进一步，所述手性内凹六边形混杂周期性胞元的环向间距Lθ取决于病变血管处的直径；所述手性内凹六边形混杂周期性胞元的轴向间距Lz受所述环向间距Lθ的制约。
进一步，所述手性内凹六边形混杂周期性胞元沿所述手性内凹六边形混杂周期性胞元支架半径方向的厚度d为0.05毫米～0.1毫米。
进一步，所述圆环形角点和所述韧带的壁厚t均为0.05毫米～0.1毫米。
进一步，所述手性内凹六边形混杂周期性胞元沿着动脉血管环向的周期个数m为6～12；所述手性内凹六边形混杂周期性胞元沿着动脉血管轴向个数n大于4。
进一步，所述手性内凹六边形混杂周期性胞元支架为316L不锈钢、可降解镁合金或聚乳酸中的一种。
进一步，所述手性内凹六边形混杂周期性胞元支架能够采用高精度激光切割、金属3D打印或聚合物3D打印中的一种来实现。
本发明的有益效果为：1)该支架具有负泊松比特性，可以通过胞元结构参数调控去匹配血管壁内膜的力学特性，减少支架对血管壁生物组织的损伤，降低血管壁再狭窄的风险，促进血管壁生物组织再生。
2)该支架具有优异的环向刚度、弯曲柔顺度，通过调节结构胞元几何参数，适应弯曲处的血管狭窄的介入治疗。
3)通过调节手性-内凹六边形混杂胞元的几何参数，可以很好调控支架沿着血管壁轴向和环向的力学性能，从而满足具有不同程度血管壁狭窄状况的介入治疗，使得手性-内凹六边形混杂支架可以应用于更广泛的人群、满足不同程度血管壁狭窄、不同人体部位动脉的介入治疗。
附图说明
图1为单个角点的结构示意图；
图2为手性内凹六边形混杂周期性胞元的结构示意图；
图3为手性内凹六边形混杂周期性胞元沿着环向周期性排布一周的结构示意图；
图4为手性内凹六边形混杂周期性胞元沿着轴向周期性连接的结构示意图。
其中，1、圆环形角点；2、三根韧带；101、角点；102、手性内凹六边形混杂周期性胞元；103、手性内凹六边形混杂周期性胞元支架。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1至图4，一种负泊松比手性内凹六边形混杂胞元血管支架，包括圆环形角点1和三根韧带2，三根所述韧带2之间等间距且与所述圆环形角点1相切形成单个角点101；单个所述角点101进行镜像操作形成手性内凹六边形混杂周期性胞元102；所述手性内凹六边形混杂周期性胞元102沿着动脉支架环向周期性排列和沿着动脉支架轴向进行镜像和周期性排列形成手性内凹六边形混杂周期性胞元支架103。
所述圆环形角点1的半径r为0.1毫米～0.25毫米。
其中，圆形角点作为手性内凹六边形混杂周期性胞元支架103的各韧带连接点，对整体支架强度有重要作用，因此圆环形角点1的半径r不能太小。另一方面，若圆环形角点1的半径r太大，会增大支架/血管壁的表面比，易引发一些并发症。
三根所述韧带2之间的夹角θ为锐角，从而形成内凹型。
所述手性内凹六边形混杂周期性胞元102的环向间距Lθ取决于病变血管处的直径；所述手性内凹六边形混杂周期性胞元102的轴向间距Lz受所述环向间距Lθ的制约。
其中，手性内凹六边形混杂周期性胞元102的轴向间距Lz在一定程度上受到韧带2之间的夹角θ和手性内凹六边形混杂周期性胞元102的环向间距Lθ两个参数的制约，为避免六边形内距离较短的两个角点产生干涉Lz就不能太小，但是Lz太大就会大大减小支架负泊松比效应。
所述手性内凹六边形混杂周期性胞元102沿所述手性内凹六边形混杂周期性胞元支架103半径方向的厚度d为0.05毫米～0.1毫米。
其中，太薄径向的支撑强度会减弱，起不到扩张血管的作用；太厚会造成支架扩张的困难。
所述圆环形角点1和所述韧带2的壁厚t均为0.05毫米～0.1毫米。
所述手性内凹六边形混杂周期性胞元102沿着动脉血管环向的周期个数m为6～12；所述手性内凹六边形混杂周期性胞元102沿着动脉血管轴向个数n大于4。
其中，手性内凹六边形混杂周期性胞元102沿着动脉血管轴向个数n由血管患病部位的长度决定，但考虑支架支撑强度要求、植入时的柔韧性等要求，手性内凹六边形混杂周期性胞元102沿着动脉血管轴向个数n应大于4。
一般健康血管的直径为3～4mm，手性内凹六边形混杂周期性胞元102沿着动脉血管环向的周期个数m在6～12个范围左右。
所述手性内凹六边形混杂周期性胞元支架103为316L不锈钢、可降解镁合金或聚乳酸中的一种。
其中，手性内凹六边形混杂周期性胞元支架103，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。316L不锈钢、可降解镁合金、聚乳酸材料三者正是符合上述要求的材料。
所述手性内凹六边形混杂周期性胞元支架103能够采用高精度激光切割、金属3D打印或聚合物3D打印中的一种来实现。
参数都相互制约，由不同程度血管壁狭窄、不同人体部位动脉等因素影响，给出的范围为在对手性-内凹六边形混杂胞元血管支架进行建模设计时，同时考虑支架环向刚度、弯曲柔顺度、对负泊松比的可调节度等优化的结果。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种负泊松比手性内凹六边形混杂胞元血管支架，其特征在于：包括圆环形角点(1)和三根韧带(2)，三根所述韧带(2)之间等间距且与所述圆环形角点(1)相切形成单个角点(101)；单个所述角点(101)进行镜像操作形成手性内凹六边形混杂周期性胞元(102)；所述手性内凹六边形混杂周期性胞元(102)沿着动脉支架环向周期性排列和沿着动脉支架轴向进行镜像和周期性排列形成手性内凹六边形混杂周期性胞元支架(103)。
2.根据权利要求1所述的一种负泊松比手性内凹六边形混杂胞元血管支架，其特征在于：所述圆环形角点(1)的半径r为0.1毫米～0.25毫米。
3.根据权利要求1所述的一种负泊松比手性内凹六边形混杂胞元血管支架，其特征在于：三根所述韧带(2)之间的夹角θ为锐角。
4.根据权利要求1所述的一种负泊松比手性内凹六边形混杂胞元血管支架，其特征在于：所述手性内凹六边形混杂周期性胞元(102)的环向间距Lθ取决于病变血管处的直径；所述手性内凹六边形混杂周期性胞元(102)的轴向间距Lz受所述环向间距Lθ的制约。
5.根据权利要求4所述的一种负泊松比手性内凹六边形混杂胞元血管支架，其特征在于：所述手性内凹六边形混杂周期性胞元(102)沿所述手性内凹六边形混杂周期性胞元支架(103)半径方向的厚度d为0.05毫米～0.1毫米。
6.根据权利要求1所述的一种负泊松比手性内凹六边形混杂胞元血管支架，其特征在于：所述圆环形角点(1)和所述韧带(2)的壁厚t均为0.05毫米～0.1毫米。
7.根据权利要求4所述的一种负泊松比手性内凹六边形混杂胞元血管支架，其特征在于：所述手性内凹六边形混杂周期性胞元(102)沿着动脉血管环向的周期个数m为6～12；所述手性内凹六边形混杂周期性胞元(102)沿着动脉血管轴向个数n大于4。
8.根据权利要求1所述的一种负泊松比手性内凹六边形混杂胞元血管支架，其特征在于：所述手性内凹六边形混杂周期性胞元支架(103)为316L不锈钢、可降解镁合金或聚乳酸中的一种。
9.根据权利要求8所述的一种负泊松比手性内凹六边形混杂胞元血管支架，其特征在于：所述手性内凹六边形混杂周期性胞元支架(103)能够采用高精度激光切割、金属3D打印或聚合物3D打印中的一种来实现。
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