CN108852571A - 一种自膨胀式生物可降解聚合物支架及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自膨胀式生物可降解聚合物支架,包括形状记忆管体和形状记忆层,形状记忆层为多个形状记忆条,多个形状记忆条沿形状记忆管的周向设置,多个形状记忆条的两端分别与形状记忆管体的外壁连接,形状记忆管体的外壁喷涂有载药层。形状记忆管体的壁为网状结构,形状记忆管体包括多个波形环,相邻波形环的错位设置,一的波形环的波峰与另一波形环的波谷连接,形状记忆条的两端分别与同一波形环的两个波峰连接,本方明支架中的形状记忆条不仅增强了支架的强度,还延长的支撑时间;并且支架的轴向的回缩率均小于4%,支架在自膨胀时对血管的内壁的损伤较小,条状的形状记忆条与血管内壁接触效果好,使支架和血管之间相对固定。
Description
技术领域
本发明属于医用器材技术领域,具体涉及一种自膨胀式生物可降解聚合物支架及其制备方法。
背景技术
血管支架作为一种介入治疗心血管疾病的医用器械,在治疗血管狭窄和阻塞等方面,具有微创、高效和术后康复时间快等优点,因此近年来已经得到大家的广泛认可和应用。
冠状动脉支架按使用过程中膨胀机制的不同,可分为球囊膨胀式和自膨胀式。球囊膨胀式支架是将经激光雕刻而成的血管支架预先压握在球囊上,随着球囊一起沿着导引导管到达病变部位,然后球囊膨胀后对支架进行扩张以便撑开狭窄的血管。但球囊式支架的柔顺性较差,在手术过程中存在球囊破损的危险,造成手术的失败。此外,球囊扩张时支架会发生轴向缩短,支架在径向缩短时,支架和血管内壁之间的相对滑移,使血管内壁的损伤;在球囊撤出后,支架也会产生一定的径向回弹,使支架和血管内壁接触不良。
发明内容
本发明的目的在于:解决上述现有技术中的不足,提供一种自膨胀式生物可降解聚合物支架以及其制备方法。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:一种自膨胀式生物可降解聚合物支架,包括形状记忆管体和形状记忆层,所述形状记忆层为多个形状记忆条,多个所述形状记忆条沿所述形状记忆管的周向设置,多个所述形状记忆条的两端分别与所述形状记忆管体的外壁连接,所述形状记忆管体的外壁喷涂有载药层。
进一步的,所述形状记忆管体的壁为网状结构,所述形状记忆管体包括多个波形环,相邻所述波形环的错位设置,一所述的波形环的波峰与另一所述波形环的波谷连接,所述形状记忆条的两端分别与同一所述波形环的两个波峰连接。
进一步的,其特征在于:形状记忆管体的直径为3.0mm,壁厚0.15mm,波峰高度为0.2-0.5mm。
一种制备可降解支架的方法,包括以下步骤;
(a)左旋乳酸减压脱水,加入反应釜,在向反应釜中加入0.2-0.5%的SnCl2和丁二醇,第一反应阶段:在140-160℃、标准大气压下,反应4-5h;第二反应阶段:将溶液体系升温至170-180℃,降压至40-56Pa,向溶液体系中加入0.6-1%的SnCl2,反应4-5h,干燥产物,粉碎;
(b)向干燥的反应釜中加入对二氧环己酮和丁二醇,将反应釜加热至70-80℃,再滴加SnOct甲苯溶液,滴加完成后反应70-75h,干燥产物,粉碎;
(c)将上述步骤(a)和步骤(b)中的产物加入到反应釜中,边搅拌边加热至140-150℃,在搅拌过程中,向反应釜中滴加丁二醇,滴加完成后,将反应体系升温至160℃以上,并边搅拌边向反应体系中滴加六亚二甲基异氰酸酯,反应20-30min,冰浴降温,冷冻干燥产物,粉碎;
(d)将上述步骤(c)中的产物在双螺杆挤出机中挤出管材,激光切割管材得到所述形状记忆管体,在该形状记忆管体的表面喷涂载药层;
(e)将上述步骤(c)中的产物通过静电纺丝在所述步骤(d)制得的形状记忆管体上制备多个形状记忆条,得到支架,将支架径向压缩,压握到输送管内。
进一步的,所述的步骤(a)中,第一反应阶段中左旋乳酸、SnCl2和丁二醇的重量份数比为:左旋乳酸:SnCl2:丁二醇=3:1:5,第二反应阶段中,向反应釜中滴加重量组份为2份的SnCl2。
进一步的,在所述步骤(b)中,对二氧环己酮、丁二醇和SnOct甲苯溶液的重量组份比为,对二氧环己酮:丁二醇:SnOct甲苯溶液=1:2-3:1-2。
进一步的,所述步骤(c)中,所述步骤(a)的产物和所述步骤(b)的产物的质量比为3:1-3:2。
由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1.本发明的聚合物支架具有形状记忆管体和形状记忆层,在使用过程中,形状记忆管体起到支撑作用,形状记忆层在恢复形状的过程中,为形状记忆管体提高径向的作用力,使管体的内径增大,扩张血管。
2.本发明的聚合物支架形状记忆管体为由多个波形环组成,相邻的波形环的波峰和波谷连接,在轴向压缩形状记忆管体时,波峰和波谷的连接处向中心运动,管体的半径缩小,管体外壁的形状记忆条沿着管体的周向设置,支架在输送管中是,形状记忆条处于弯曲状态,当支架在体温下恢复形状时,形状记忆条变直,为形状记忆管体的形状恢复提供一定的作用力,保证支架能顺利的展开。
3.在本发明的制备方法中,在端羟基聚乳酸时,通过两个反应阶段来进行,在第一反应阶段中,在反应体系中加入过量的丁二醇,并通过两阶段的反应,提高反应的效率。通过本发明的方法制备的聚乳酸和聚对二氧环己酮的多嵌段聚合物,其玻璃转化温度与人体的体温相近,可在人体的体温下恢复形状。
4.在制备支架时,先通过挤压出机制备出管材,再通过激光切割,在管材切割成相应的形状,在一定的条件下径向压缩,得到形状记忆管体,加工方便。管体外壁的形状记忆层通过静电纺丝的方式,在外壁上喷涂多条形状记忆条,在将记忆条在一定条件下压缩,形成两成形状记忆层,保证了支架在血管中能正常恢复形状,提高手术的成功率。
附图说明
图1为本发明的支架的主视示意图;
图2为本发明的示意图;
图3为本发明的支架左视示意图;
附图标记:1-形状记忆管体,2-形状记忆条。
具体实施方式
参照附图1-3,对本发明的实施方式做具体的说明。
实施例1:通过以下步骤制备聚合物支架:
(a)将左旋乳酸进行减压脱水,将脱水后的3份左旋乳酸加入到干净的反应釜,再向反应釜中加入1份质量分数为0.2%的SnCl2和5份质量分数为80%的丁二醇,在140℃、标准大气压下,反应5h,随后将反应釜中的溶液体系升温至180℃,向反应釜的溶液体系中加入2份质量为1%的SnCl2,再将反应釜中的压强降压至40Pa,反应5h,猝灭反应,得到端羟基聚乳酸,将端羟基聚乳酸干燥,并粉碎备用;
(b)向干燥、干净的反应釜中加入2份质量分数为90%的丁二醇,再将1份对二氧环己酮加入到反应釜中,将反应釜加热至80℃,再向反应釜中缓慢滴加1份SnOct甲苯溶液,滴加完成后,再反应70h,得到端羟基聚对二氧环己酮,随后将端羟基聚对二氧环己酮干燥,粉碎,备用;
(c)将上述步骤(a)中得到的端羟基聚乳酸和步骤(b)中得到的端羟基聚对二氧环己酮加入到反应釜中,其中端羟基聚乳酸和端羟基聚对二氧环己酮的重量份数比为3:1,边搅拌边加热至140℃,在搅拌过程中,向反应釜中滴加丁二醇,滴加完成后,将反应体系升温至160℃,并边搅拌边向反应体系中滴加六亚二甲基异氰酸酯,反应20min,冰浴降温,冷冻干燥产物,粉碎,得到多嵌段的聚对二氧环己酮和聚乳酸的聚合物,并测试其玻璃转变温度和拉伸强度;
(d)将上述步骤(c)中的产物在双螺杆挤出机中,在聚合物的玻璃转化温度下挤出管材,通过激光切割管材得到所述形状记忆管体1,该形状记忆管体1的形状为为网状结构,该形状记忆管体1包括多个波形环,相邻所述波形环的错位设置,相邻的两个波形环中,一所述的波形环的波峰与另一所述波形环的波谷连接,在该形状记忆管体1的表面喷涂负载有药剂的载体,形层载药层;
(e)将上述步骤(c)中的聚合物通过静电纺丝,在所述步骤(d)制得的形状记忆管体1上的同一波形管上,两个波峰之间制备多个形状记忆条2,形状记忆条2的长度根据波峰之间的距离来确定,得到支架,在50℃下,将支架径向压缩,使波形环和形状记忆条2均向径向压缩,压握到输送管内。
在使用时,装有支架的输送管送达到病变的血管处,从输送管中推出支架,支架在体温的下,沿着径向,缓慢的向外恢复到压握前的形状,撑开病变血管,恢复血液的畅通。
实施例2:(a)将左旋乳酸进行减压脱水,将脱水后的3份左旋乳酸加入到干净的反应釜,再向反应釜中加入1份质量分数为0.3%的SnCl2和5份质量分数为90%的丁二醇,在150℃、标准大气压下,反应5h,随后将反应釜中的溶液体系升温至160℃,向反应釜的溶液体系中加入2份质量为0.8%的SnCl2,再将反应釜中的压强降压至50Pa,反应5h,猝灭反应,得到端羟基聚乳酸,将端羟基聚乳酸干燥,并粉碎备用;
(b)向干燥、干净的反应釜中加入2份质量分数为90%的丁二醇,再将1份对二氧环己酮加入到反应釜中,将反应釜加热至75℃,再向反应釜中缓慢滴加2份SnOct甲苯溶液,滴加完成后,再反应75h,得到端羟基聚对二氧环己酮,随后将端羟基聚对二氧环己酮干燥,粉碎,备用;
(c)将上述步骤(a)中得到的端羟基聚乳酸和步骤(b)中得到的端羟基聚对二氧环己酮加入到反应釜中,其中端羟基聚乳酸和端羟基聚对二氧环己酮的重量份数比为3:1.5,边搅拌边加热至150℃,在搅拌过程中,向反应釜中滴加丁二醇,滴加完成后,将反应体系升温至180℃,并边搅拌边向反应体系中滴加六亚二甲基异氰酸酯,反应30min,冰浴降温,冷冻干燥产物,粉碎,得到多嵌段的聚对二氧环己酮和聚乳酸的聚合物,并测试其玻璃转变温度和拉伸强度;
(d)将上述步骤(c)中的产物在双螺杆挤出机中,在聚合物的玻璃转化温度下挤出管材,通过激光切割管材得到所述形状记忆管体1,该形状记忆管体1的形状为为网状结构,该形状记忆管体1包括多个波形环,相邻所述波形环的错位设置,相邻的两个波形环中,一所述的波形环的波峰与另一所述波形环的波谷连接,在该形状记忆管体1的表面喷涂负载有药剂的载体,形层载药层;
(e)将上述步骤(c)中的聚合物通过静电纺丝,在所述步骤(d)制得的形状记忆管体1上的同一波形管上,两个波峰之间制备多个形状记忆条2,形状记忆条2的长度根据波峰之间的距离来确定,得到支架,在50℃下,将支架径向压缩,使波形环和形状记忆条2均向径向压缩,压握到输送管内。
实施例3:(a)将左旋乳酸进行减压脱水,将脱水后的3份左旋乳酸加入到干净的反应釜,再向反应釜中加入1份质量分数为0.5%的SnCl2和5份质量分数为85%的丁二醇,在160℃、标准大气压下,反应4h,随后将反应釜中的溶液体系升温至180℃,向反应釜的溶液体系中加入2份质量为0.8%的SnCl2,再将反应釜中的压强降压至56Pa,反应5h,猝灭反应,得到端羟基聚乳酸,将端羟基聚乳酸干燥,并粉碎备用;
(b)向干燥、干净的反应釜中加入2份质量分数为90%的丁二醇,再将1份对二氧环己酮加入到反应釜中,将反应釜加热至80℃,再向反应釜中缓慢滴加1份SnOct甲苯溶液,滴加完成后,再反应70h,得到端羟基聚对二氧环己酮,随后将端羟基聚对二氧环己酮干燥,粉碎,备用;
(c)将上述步骤(a)中得到的端羟基聚乳酸和步骤(b)中得到的端羟基聚对二氧环己酮加入到反应釜中,其中端羟基聚乳酸和端羟基聚对二氧环己酮的重量份数比为3:1,边搅拌边加热至140℃,在搅拌过程中,向反应釜中滴加丁二醇,滴加完成后,将反应体系升温至160℃,并边搅拌边向反应体系中滴加六亚二甲基异氰酸酯,反应20-30min,冰浴降温,冷冻干燥产物,粉碎,得到多嵌段的聚对二氧环己酮和聚乳酸的聚合物,并测试其玻璃转变温度和拉伸强度;
(d)将上述步骤(c)中的产物在双螺杆挤出机中,在聚合物的玻璃转化温度下挤出管材,通过激光切割管材得到所述形状记忆管体1,该形状记忆管体1的形状为为网状结构,该形状记忆管体1包括多个波形环,相邻所述波形环的错位设置,相邻的两个波形环中,一所述的波形环的波峰与另一所述波形环的波谷连接,在该形状记忆管体1的表面喷涂负载有药剂的载体,形层载药层;
(e)将上述步骤(c)中的聚合物通过静电纺丝,在所述步骤(d)制得的形状记忆管体1上的同一波形管上,两个波峰之间制备多个形状记忆条2,形状记忆条2的长度根据波峰之间的距离来确定,得到支架,在50℃下,将支架径向压缩,使波形环和形状记忆条2均向径向压缩,压握到输送管内。
实施例4:(a)将左旋乳酸进行减压脱水,将脱水后的3份左旋乳酸加入到干净的反应釜,再向反应釜中加入1份质量分数为0.5%的SnCl2和5份质量分数为80%的丁二醇,在155℃、标准大气压下,反应5h,随后将反应釜中的溶液体系升温至160℃,向反应釜的溶液体系中加入2份质量为0.8%的SnCl2,再将反应釜中的压强降压至40Pa,反应6h,猝灭反应,得到端羟基聚乳酸,将端羟基聚乳酸干燥,并粉碎备用;
(b)向干燥的干净的反应釜中加入2份质量分数为90%的丁二醇,再将1份对二氧环己酮加入到反应釜中,将反应釜加热至80℃,再向反应釜中缓慢滴加1份SnOct甲苯溶液,滴加完成后,再反应70h,得到端羟基聚对二氧环己酮,随后将端羟基聚对二氧环己酮干燥,粉碎,备用;
(c)将上述步骤(a)中得到的端羟基聚乳酸和步骤(b)中得到的端羟基聚对二氧环己酮加入到反应釜中,其中端羟基聚乳酸和端羟基聚对二氧环己酮的重量份数比为3:1,边搅拌边加热至140℃,在搅拌过程中,向反应釜中滴加丁二醇,滴加完成后,将反应体系升温至160℃,并边搅拌边向反应体系中滴加六亚二甲基异氰酸酯,反应30min,冰浴降温,冷冻干燥产物,粉碎,得到多嵌段的聚对二氧环己酮和聚乳酸的聚合物,并测试其玻璃转变温度和拉伸强度;
(d)将上述步骤(c)中的产物在双螺杆挤出机中,在聚合物的玻璃转化温度下挤出管材,通过激光切割管材得到所述形状记忆管体1,该形状记忆管体1的形状为为网状结构,该形状记忆管体1包括多个波形环,相邻所述波形环的错位设置,相邻的两个波形环中,一所述的波形环的波峰与另一所述波形环的波谷连接,在该形状记忆管体1的表面喷涂负载有药剂的载体,形层载药层;
(e)将上述步骤(c)中的聚合物通过静电纺丝,在所述步骤(d)制得的形状记忆管体1上的同一波形管上,两个波峰之间制备多个形状记忆条2,形状记忆条2的长度根据波峰之间的距离来确定,得到支架,在50℃下,将支架径向压缩,使波形环和形状记忆条2均向径向压缩,压握到输送管内。
对上述实施例1-4得到的多嵌段共聚物,在相同条件下测定玻璃转变温度、拉伸强度,其结果如下;
表1:
实施例1 | 实施例1 | 实施例1 | 实施例1 | |
σ(MPa) | 45.3 | 49.2 | 47.5 | 46.9 |
ε(%) | 82 | 85 | 81 | 80 |
Tg(℃) | 35 | 34 | 36 | 33 |
从上述表中,可以看出,实施例1-4所制备的聚合物的拉伸强度集中在45-50Mpa之间,具有较高的强度。并且实施例1-4的聚合物的玻璃转化与人体的体温接近,可在人体体温下恢复到热处理前的形状,实现自膨胀。
由于兔子的体温与人体的体温接近,因此在兔子体内做实验。选取16只兔子,分为4组,将4个实施例1支架分别放置在第一组兔子的血管中,实施2的支架放入到第二组兔子的血管中,实施3的支架放入到第三组兔子的血管中,实施4的支架放入到第四组兔子的血管中,对兔子体内的支架进行相应的观察和检测,其结果如下表所示;
表2,实施例1支架;
表3,实施例2的支架;
表4,实施例3的支架;
表5,实施例4的支架;
实施例1-4制备的支架,在输送到病变血管后,在兔子的体温下,支架能很快的恢复形状,支撑开血管,其形状记忆恢复的时间集中在6-12之间,形状恢复较为灵敏。需说明的是,在上述表2-5中,有效支撑时间指的是血管恢复到病变前的宽度所需要的时间,降解时间指的是支架从输送到血管中,但完全消失的时间。实施例1-4的支架的支撑时间较长,形状记忆条2不仅增强了支架的强度,还延长的支撑时间;并且支架的轴向的回缩率均小于4%,支架在自膨胀时对血管的内壁的损伤较小,条状的形状记忆条2与血管内壁接触效果好,使支架和血管之间相对固定。
Claims (7)
1.一种自膨胀式生物可降解聚合物支架,其特征在于:包括形状记忆管体(1)和形状记忆层,所述形状记忆层为多个形状记忆条(2),多个所述形状记忆条(2)沿所述形状记忆管体(1)的周向设置,多个所述形状记忆条(2)的两端分别与所述形状记忆管体(1)的外壁连接,所述形状记忆管体(1)的外壁喷涂有载药层。
2.根据权利要求1所述的自膨胀式生物可降解聚合物支架,其特征在于:所述形状记忆管体(1)的壁为网状结构,所述形状记忆管体(1)包括多个波形环,相邻所述波形环错位设置,一所述的波形环的波峰与另一所述波形环的波谷连接,所述形状记忆条(2)的两端分别与同一所述波形环的两个波峰连接。
3.根据权利要求2所述的自膨胀式生物可降解聚合物支架,其特征在于:形状记忆管体(1)的直径为3.0mm,壁厚0.15mm,波峰高度为0.2-0.5mm。
4.一种制备如权利要求1所述的自膨胀式生物可降解聚合物支架的方法,包括以下步骤;
(a)左旋乳酸减压脱水,加入反应釜,在向反应釜中加入0.2-0.5%的SnCl2和丁二醇,第一反应阶段:在140-160℃、标准大气压下,反应4-5h;第二反应阶段:将溶液体系升温至170-180℃,降压至40-56Pa,向溶液体系中加入0.6-1%的SnCl2,反应4-5h,干燥产物,粉碎;
(b)向干燥的反应釜中加入对二氧环己酮和丁二醇,将反应釜加热至70-80℃,再滴加SnOct甲苯溶液,滴加完成后反应70-75h,干燥产物,粉碎;
(c)将上述步骤(a)和步骤(b)中的产物加入到反应釜中,边搅拌边加热至140-150℃,在搅拌过程中,向反应釜中滴加丁二醇,滴加完成后,将反应体系升温至160℃以上,并边搅拌边向反应体系中滴加六亚二甲基异氰酸酯,反应20-30min,冰浴降温,冷冻干燥产物,粉碎;
(d)将上述步骤(c)中的产物在双螺杆挤出机中挤出管材,激光切割管材得到所述形状记忆管体(1),在该形状记忆管体(1)的表面喷涂载药层;
(e)将上述步骤(c)中的产物通过静电纺丝在所述步骤(d)制得的形状记忆管体(1)上制备多个形状记忆条(2),得到支架,将支架径向压缩,压握到输送管内。
5.根据权利要求4所述的制备自膨胀式生物可降解聚合物的方法,其特征在于:所述的步骤(a)中,第一反应阶段中左旋乳酸、SnCl2和丁二醇的重量份数比为:左旋乳酸:SnCl2:丁二醇=3:1:5,第二反应阶段中,向反应釜中滴加重量组份为2份的SnCl2。
6.根据权利要求4所述的制备自膨胀式生物可降解聚合物支架的方法,其特征在于:在所述步骤(b)中,对二氧环己酮、丁二醇和SnOct甲苯溶液的重量组份比为,对二氧环己酮:丁二醇:SnOct甲苯溶液=1:2-3:1-2。
7.根据权利要求4所述的制备自膨胀式生物可降解聚合物支架的方法,其特征在于:所述步骤(c)中,所述步骤(a)的产物和所述步骤(b)的产物的质量比为3:1-3:2。
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